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1 解读预制装配式框架结构设计 王润东

2 目录一 工程实例二 深化设计图纸介绍三 项目特点及主要节点四 三维模型的应用五 构件计算书六 设计原则

3 工程实例 南京万科上坊单身公寓项目 南京万科上坊单身公寓是国内现阶段预制装配结构中预制整体式技术集成度最高的工业化高层住宅 全楼无砌筑, 无抹灰, 无外架施工 相比传统施工工艺, 这栋 PC 结构的住宅楼达到了 6 天一层的施工速度, 大幅缩短了施工工期 相同的施工面积, 传统施工工艺需要人员约 100 名, 这栋楼只用了 1/3 的人员, 大量降低了人力成本

4 工程实例 南京万科上坊单身公寓项目 南京上坊单身公寓楼为十五层框架 - 钢支撑结构体系, 标准层层高 2.9m, 房屋高度 45m, 建筑面积约 9180m 2 本建筑主体框架除地下室及底层柱外, 全部采用预制装配技术, 节点现浇, 楼板采用叠合楼板 围护结构及阳台 空调板均采用预制构件 预制率约为 75%

5 工程实例 厦门建筑产业现代化示范园区 ( 海沧 ) 生物医药产业园项目 厦门生物医药产业园区二期 B1 地块 4# 楼采用装配整体式钢筋混凝土框架结构 4# 楼占地面积 4139m 2, 总建筑面积为 16418m 2, 主体层数为 4 层, 建筑总高度为 23m 本工程在地面 标高以上结构采用预制装配技术 预制率达到 71%, 预制拼装构件总数 3228 件

6 工程实例 预制装配化构件的范围 : 1 结构主体竖向构件采用预制混凝土框架柱 ; 2 水平楼面梁采用预制混凝土叠合梁 ; 3 楼板采用预制混凝土叠合板 ; 4 标准层楼梯采用预制混凝土梯板 ; 5 建筑外墙采用预制混凝土外墙挂板 ; 6 建筑女儿墙采用预制混凝土构件 厦门建筑产业现代化示范园区 ( 海沧 ) 生物医药产业园项目

7 工程实例宁波普利凯年产 10 万立方新型建筑工业化 PC 构件项目研发车间 宁波普利凯年产 10 万立方新型建筑工业化 PC 构件项目研发车间采用装配整体式钢筋混凝土框架结构, 该项目为宁波市建筑产业现代化试点工程 主体层数为 5 层, 建筑总高度为 22m 本项目在地面 米标高以上结构及附属构件采用预制装配技术

8 工程实例宁波普利凯年产 10 万立方新型建筑工业化 PC 构件项目研发车间 预制装配化构件的范围 : 1) 结构主体竖向构件采用预制混凝土框架柱 ; 2) 水平楼面梁采用混凝土叠合梁 ; 3) 楼板采用混凝土叠合板, 楼板预制层厚度 60mm, 现浇层厚度 90mm; 4) 标准层楼梯采用预制混凝土梯板 ; 5) 建筑外墙采用预制混凝土外墙挂板 ; 6) 建筑女儿墙采用预制混凝土构件.

9 深化设计图纸介绍 预制构件设计总说明 分布图 ( 平面, 立面 ) 公共详图及节点详图 构件制作图 装配图 金属件加工图 数量统计表

10 深化设计图纸介绍 预制构件设计总说明 1, 工程概况 2, 设计依据 3, 材料应用 4, 实验要求 5, 制作 吊装 运输要求 6, 施工安装的要求 7, 防腐 防火 防雷等设计规定

11 深化设计图纸介绍 预制梁平面分布图 : 预制构件的范围 ( 局部现浇 ), 构件名称 位置, 构件名称定义 ( 反应位置信息 对称信息 结构信息 重量信息 ), 电梯井 楼梯间 节点部分以及角柱位置采用现浇施工 预制梁平面分布图

12 深化设计图纸介绍 预制板平面分布图 预制板平面分布图 : 预制构件的范围, 构件名称 位置, 构件名称定义 ( 反应位置信息 对称信息 ) 方便构件就近堆放 吊车布置等施工组织计划的安排, 高施工效率

13 深化设计图纸介绍 主要表达与平面分布图对应的外围构件立面信息 ( 标高 层数 相邻构件拼缝关系 幕墙窗的分布 百叶 线脚等 ), 节点详图索引 ( 名称 位置 ), 预制墙板立面分布图

14 深化设计图纸介绍 公共详图 : 包括水平及竖向防水节点的材料及做法排水措施节点, 施工固定模板预埋件, 跨层防火封堵做法, 临时固定及调垂直度用斜撑 公共详图

15 深化设计图纸介绍 二层柱节点详图 梁柱节点核心区的现浇做法, 包括混凝土 灌浆料 套筒 机械锚固 搭接, 钢筋的相对关系 适用位置等

16 深化设计图纸介绍 顶层柱节点详图 顶层锚固及构造与标准层不同的施工做法

17 深化设计图纸介绍 柱板图 构件的外形尺寸, 配筋, 钢筋及连接件数量表, 构件制作和施工用的预埋件, 构件位置示意 六个面均需体现

18 深化设计图纸介绍 边框梁板图 边梁埋件包括 : 外挂墙板 设备平台 雨棚 幕墙 线脚等

19 深化设计图纸介绍 中框梁板图 埋件主要是吊装 脱模 斜撑 模板用钢构件

20 深化设计图纸介绍 次梁板图 次梁单向布梁, 不考虑抗震设计, 构造相对简单

21 深化设计图纸介绍 楼板板图 构件的外形尺寸, 叠合钢筋数量及定位, 板端 板缝构造, 预留孔洞 施工用埋件, 预埋线盒及数量表等

22 深化设计图纸介绍 预制楼梯图 构件的外形尺寸, 配筋, 预埋件及数量表, 留孔, 制作和施工的考虑, 构件位置指示

23 深化设计图纸介绍 预制构件装配图 指导施工, 检验 PC 设计质量 构件间的相互关系 ; 构件与主体结构的关系 ; 结构形式 ( 固支 简支 ); 施工可行性 ;

24 深化设计图纸介绍 金属件加工图 各种预埋件和连接件的加工尺寸 材质及表面处理要求, 使用要求

25 深化设计图纸介绍 数量统计表 金属件数量 ( 工厂用 现场用 ) 注 : 数量统计为前期提供预算及备料用粗估数据, 不作为结算依据 辅材数量 PC 数量 ( 方量 重量 窗型 )

26 项目特点及主要节点 本项目首次在国内大量使用双节式钢筋连接套筒 叠合梁连续支座处的底部主筋连接设计时, 因受柱截面及施工可行性限制, 单节式钢筋套筒无法实现预制梁的就位和梁底筋准确连接的要求, 经过大量考察国内生产的相关产品, 北京某工程研究院的这种双节式钢筋连接套筒可以实现预制梁底筋的设计方案, 大幅提高了预制装配率和施工效率

27 项目特点及主要节点 预制柱为单节柱, 柱的上下连接接头设置于预制柱底, 在预制柱底每根柱主筋的位置埋设钢套筒 ( 直螺纹 + 灌浆 ), 套筒壁上的灌浆及排浆口设置于柱侧 预制柱顶留出钢筋, 并保证钢筋伸入上层预制柱钢套筒内满足连接长度要求 上下预制柱间及连接钢套筒内采用高强度灌浆料压力填充, 灌浆料强度远大于柱自身混凝土强度, 可以很好地弥补钢套筒及灌浆管对柱混凝土截面削弱的影响, 同时确保了上下预制柱间的整体受力性能

28 项目特点及主要节点 叠合楼板预制部分厚 60mm, 叠合部分厚 80mm, 按单向板设计 预制板上部设置桁架钢筋, 桁架筋在脱模 运输 吊装时均起到加强预制楼板刚度的作用, 桁架钢筋也起到保证叠合面水平界面的抗剪能力的作用, 预制部分的楼板脱模吊装均可采用格构筋不另设吊具 各专业的预留孔洞 套管 灯盒等均在楼板制作时准确预留

29 三维模型的应用 主次梁节点 本工程构件设计同期, 采用三维模拟软件建模, 目的是通过立体图形的全楼组装, 检验每个构件, 通过精准定位梁 板 柱 钢筋的位置及长度, 以及设备专业的管线埋件等, 避免现场施工时碰撞及连接不上的问题, 及时调整和校正, 并可模拟施工, 确定合理的施工方案, 减少现场修改的施工成本

30 三维模型的应用 上海兴邦建筑技术有限公司

31 三维模型的应用 构件拼装内部视图

32 三维模型的应用 整体拼装图

33 构件计算书 构件计算书 上海兴邦建筑技术有限公司

34 构件计算书 主要规范 建筑结构荷载规范 GB 混凝土结构设计规范 GB 建筑抗震设计规范 GB 钢结构设计规范 GB50017; 装配式混凝土结构技术规程 JGJ 预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程 (JGJ ) 钢筋锚固板应用技术规程 JGJ ; 混凝土结构工程施工规范 GB ; 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB ; 钢筋灌浆套筒连接应用技术规程 JGJ ; 装配整体式混凝土公共建筑设计规程 DGJ ; 装配整体式混凝土住宅体系设计规程 DG/TJ 上海兴邦建筑技术有限公司

35 构件计算书 各设计状况的构件验算 预制构件深化设计应满足建筑 结构和机电设备等各专业以及构件制作 运输 堆放 安装及质量控制要求, 对生产和施工过程中的安全性进行分析 根据 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1-2014; 1, 持久状况, 承载力, 裂缝, 变形验算 ; 2, 地震状况, 承载力验算 ; 3, 施工状况 ( 混凝土结构工程施工规范 ), 应力控制 ; 上海兴邦建筑技术有限公司

36 构件计算书 构件脱模时的验算 上海兴邦建筑技术有限公司

37 构件计算书 预制柱水平接缝的验算 1. 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1-2014, 条, 柱底水平接缝受剪承载力验算 上海兴邦建筑技术有限公司

38 设计原则 装配整体式混凝土框架结构设计, 是在选用可靠的预制构件受力钢筋连接技术的基础上, 采用预制构件与后浇混凝土相结合的方法, 通过连接节点合理的构造措施, 将装配式结构连接成一个整体, 保证其结构性能具有与现浇混凝土结构等同的延性 承载力和耐久性能, 达到与现浇混凝土等同的效果 等同现浇的设计原则 : 通过可靠的节点连接方式和合理的构造措施, 使结构性能等同 强度 刚度 变形性能的等同, 承载能力极限状态及正常使用极限状态设计 ; 对装配整体式框架结构, 当节点及接缝采用适当的构造并满足本规程中有关条文的要求时, 可认为其性能与现浇结构基本一致 受力钢筋的可靠连接, 接缝处新旧混凝土之间采用粗糙面 键槽等构造措施 ; 混凝土采用湿接缝接合的方式, 等同现浇 ; 构造措施 : 叠合楼板 ; 高层的首层柱现浇, 顶层楼板现浇 ; 节点及接缝处混凝土强度等级要求 ; 耐火 耐久性的等同, 包括混凝土灌缝材料的强度 保护层的厚度等 ;

39 设计原则 预制构件连接部位的设计 保证连接部位应力的有效传递 ; 考虑施工顺序及允许误差 ; 考虑构件的材料特性和结构特性 ; 保证要素的强度大于设计应力, 满足结构性能要求 ; 考虑施工荷载 ;

40 设计原则 预制构件连接部位的设计

41 深化设计简述 装配整体式混凝土结构的深化设计, 需在装配式建筑方案设计阶段介入, 因国内绝大部分设计公司缺少相关经验的积累, 深化设计公司起到了协调建筑 设计 制作 施工各方之间的配合关系, 将建筑 结构 设备 装修等专业内容融入到深化图纸中, 使其成为符合要求的制作施工图 深化设计的专业意见, 也是影响建筑成本 结构安全 建筑功能 施工效率的重要因素

42 谢谢

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