装配式建筑体系及研究进展简介PPT课件.pptx
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- 装配式 建筑 体系 研究进展 简介 PPT 课件
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1、中国建筑科学研究院建筑工业化研究中心田春雨 李然2017.24 装配式建筑的相关政策1 1 装配式建筑的发展历程和应用现状装配式建筑的发展历程和应用现状2 装配式建筑的技术体系介绍3 装配式结构体系研究进展 装配式混凝土结构建筑技术规范装配式混凝土结构建筑技术规范:建筑:建筑的结构系统、外围护系统、设备与的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成装配而成的建筑。管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成装配而成的建筑。 装配式建筑评价标准装配式建筑评价标准:装配式:装配式建筑是用建筑是用预制构件、部预制构件、部品部件在工地装配而品部件在工地装配而成的成
2、的建筑;建筑; 基本特征基本特征:设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化1.11.1 装配式建筑的定义和特征装配式建筑的定义和特征结构结构体系体系混凝土混凝土钢结构钢结构木结构木结构外围护体系外围护体系外墙、屋面、外墙、屋面、外门窗及附属外门窗及附属物物设备管线系统设备管线系统给排水、供暖给排水、供暖通风空调、电通风空调、电气和智能化、气和智能化、燃气等设备及燃气等设备及管线管线内装内装系统系统楼地面、墙面、楼地面、墙面、轻质隔墙、吊轻质隔墙、吊顶、内门窗、顶、内门窗、厨房、卫生间厨房、卫生间和套内设备管和套内设备管
3、线等系统线等系统建筑物组成建筑物组成44发展历史:国内20世纪50年代:开创(主要是前苏联技术)20世纪6080年代:发展20世纪90年代:低潮21世纪10年代:恢复、发展、创新,形成技术体系和技术标准,开展推广应用1.11.1 我国装配式建筑发展历程我国装配式建筑发展历程第 I 阶段 20世纪50年代 p 早在第一个五年计划中就提出p 借鉴前苏联、东欧国家经验p 推行标准化、工厂化、装配式施工的房屋建筑建造方式p 1955年在北京东郊百子湾兴建北京第一建筑构件厂5 51.1 1.1 我国装配式建筑发展历程我国装配式建筑发展历程第 II 阶段 20世纪60年代至80年代初多种装配式建筑体系得到
4、快速发展原因:1. 当时各类建筑标准不高、形式单一,容易采用标准化方式建造;2. 房屋建筑抗震性能要求不高;3. 总体建设量不大,预制构件厂供应可满足需求;4. 木模板、支撑体系和建筑用钢筋短缺;5. 施工企业用工采用固定制,预制装配可减少现场劳动力投入。 6 61.1 1.1 我国装配式建筑发展历程我国装配式建筑发展历程p装配式混凝土建筑发展停滞7 71.1 1.1 我国装配式建筑发展历程我国装配式建筑发展历程 唐山唐山大地震中预制装配房屋破坏严重,结构整体性、抗震性差;大地震中预制装配房屋破坏严重,结构整体性、抗震性差; 大板住宅建筑等出现渗漏、隔音差、保温差等使用性能方面问题。大板住宅建
5、筑等出现渗漏、隔音差、保温差等使用性能方面问题。 我国建筑建设规模急剧增长;建筑设计出现个性化、多样化、复杂化我国建筑建设规模急剧增长;建筑设计出现个性化、多样化、复杂化的特点;的特点; 房屋建筑抗震性能要求提高;房屋建筑抗震性能要求提高; 农民工大量进入城镇,劳动力成本低;农民工大量进入城镇,劳动力成本低; 各类模板、脚手架的应用普及,商混普及,现浇施工技术大发展;各类模板、脚手架的应用普及,商混普及,现浇施工技术大发展;现浇结构相较装配式结构更适应这一时期国情现浇结构相较装配式结构更适应这一时期国情p现浇结构应用广泛第 III 阶段 20世纪80年代末开始88 劳动力劳动力成本上升,降低劳
6、动强度,改善作业条件的需求成本上升,降低劳动强度,改善作业条件的需求 节能环保的要求:节能环保的要求:大幅度减少建筑垃圾,降低噪声污染,节约用水大幅度减少建筑垃圾,降低噪声污染,节约用水 技术逐步成熟,经济实力逐步技术逐步成熟,经济实力逐步增强增强 建筑建筑功能功能和和质量要求提高质量要求提高1.1 1.1 我国装配式建筑发展历程我国装配式建筑发展历程装配式结构逐渐符合现阶段国情装配式结构逐渐符合现阶段国情第 阶段 2008年左右开始至今1.2 1.2 国外装配式建筑发展及应用国外装配式建筑发展及应用 西方西方发达国家的发达国家的装配式混凝土结构建筑经过装配式混凝土结构建筑经过几十年甚几十年甚
7、至上百年的时间,已经发展到了相对成熟、完善的阶段。至上百年的时间,已经发展到了相对成熟、完善的阶段。日本、美国、澳大利亚日本、美国、澳大利亚、欧洲等国家和地区、欧洲等国家和地区按照按照各自的经各自的经济、社会、工业化程度、自然条件等特点,选择了不同的济、社会、工业化程度、自然条件等特点,选择了不同的道路和方式。道路和方式。建筑工业化起源于二战后建筑工业化起源于二战后欧洲欧洲 社会社会背景背景 - 战争损坏大量房屋,战后欧洲经济迅速发展, 人口向城市集中,房荒严重 - 劳动力不足, 传统技工特缺 - 传统的建筑施工效率很低, 不能适应当时所面临的房屋增长的迫切需要。 技术技术基础基础 - 工业的
8、底子厚,战后恢复和发展都迅速 - 充裕的水泥、钢材和施工机械等,为建筑工业化的推行提供了更为有利的条件 - 英国莱茵建筑体系、瑞典的哥腾堡公寓建筑体系、法国的卡缪大板住宅建筑、 苏联 的盒子结构建筑等。 19701970年代欧洲住宅建筑工业化年代欧洲住宅建筑工业化水平水平 - 东欧: 东德、匈牙利、捷克、前苏联等工业化水平达到50%-90% - 西欧: 英国、丹麦、荷兰、挪威、法国等工业化水平达到20%-40%。1.2 1.2 国外装配式建筑发展及应用国外装配式建筑发展及应用u 装配式建筑的发展与社会经济、地理环境和科技水平相关装配式建筑的发展与社会经济、地理环境和科技水平相关 - 欧洲非地震
9、区,低层和多层建筑为主,且工业化水平和科技水平较高,劳动力稀缺,因而德国、法国、丹麦等欧洲发达国家基本实现了高装配化建筑; - 日本地震烈度大,等同现浇为主,减震隔震技术先进;u 完备完备的装配式建筑产业链十分关键的装配式建筑产业链十分关键 - 英国和德国的全产业(供应)链管理 - 配套部品部件体系u 政府政府的作用十分明显,政府采购中强制采用的作用十分明显,政府采购中强制采用 - 新加坡组屋中强制推行装配式混凝土建筑 - 强制要求建筑模数化u 选择选择适合的装配式建筑发展技术路线适合的装配式建筑发展技术路线 - 法国、丹麦以装配式混凝土建筑为主; 英国走了钢结构建筑道路; 瑞典木结构为主 -
10、 更多的国家选择多元化发展的道路1.3 1.3 总结总结与启示与启示u 完善完善法律法规可促进装配式建筑发展法律法规可促进装配式建筑发展 - 美国工业化住宅建设和安全标准为建材产品和部品部件产业发展奠定了基础 - 日本立法来保证混凝土构件的质量u 技术技术基础和进步十分关键基础和进步十分关键 - 基本建筑体系和关键技术 - 产业化技术工人 - 工业化部品部件生产质量水平 - 部品部件物流体系 - 质量管理和评价体系等u 认证认证和评价制度可提升质量水平和评价制度可提升质量水平 - 日本BL优良部品认证制度 - 美国“节能之星”评价制度 - 加拿大CPI认证1.3 1.3 总结总结与启示与启示2
11、 2 装配式建筑的技术体系介绍装配式建筑的技术体系介绍4 装配式建筑的相关政策1 装配式建筑的发展历程和应用现状3 装配式结构体系研究进展框架框架- -支撑结构支撑结构框架框架- -核心筒核心筒大板大板结构、箱式结构等结构、箱式结构等装配式混凝土结构装配式混凝土结构木(竹)结构木(竹)结构钢结构钢结构装装配配式式结结构构体体系系2 2 装配式建筑的技术体系介绍装配式建筑的技术体系介绍u按结构形式: 框架结构 框架支撑结构 剪力墙结构 框架-剪力墙结构u按装配程度:按装配程度: 结构主体现浇,围护、楼梯等采用预制构件结构主体现浇,围护、楼梯等采用预制构件 部分竖向构件现浇剪力墙结构部分竖向构件现
12、浇剪力墙结构 结构主体全部装配结构主体全部装配u按连接方式:按连接方式: 湿式连接及干式连接湿式连接及干式连接 强连接及弱连接强连接及弱连接 混合混合2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构 湿连接(装配整体式)干连接(全装配式)按连接形式按连接形式(通过连接件连接件将相邻构件的受力纵筋相连,在连接处浇混凝土。为等同现浇等同现浇形式。)(连接区通过焊接、螺栓、预应力或者栓钉连接,不需要现浇混凝土。为非等同现浇非等同现浇形式。)目前主要的研究和应用形式,目前主要的研究和应用形式,等同现浇,等同现浇,JGJ1-2014JGJ1-201417类型优缺点技术成熟度工业化
13、程度国内应用情况适用范围装配整体式混凝土框架结构预制梁、现浇柱框架结构设计同现浇结构,结构整体性好,检验方便;现场湿作业量大;施工速度一般成熟,有规范依据较低较少多层及中高层建筑;公共建筑梁、柱预制,节点区后浇混凝土连接设计等同现浇,结构整体性好;后浇混凝土施工要求高,节点施工难度大,钢筋连接检验不便,施工速度一般较成熟,有规范依据较高较少世构体系施工方便;检验方便,施工速度较快节点抗震性能略差较成熟,有规范依据较高较少预埋型钢等辅助连接的框架结构体系设计需专门研究施工较快,成本略高需要进一步研究,专门技术规范编制中较高较少全装配式框架结构施工很快,便于检验,成本低适用高度低,性能及设计方法需
14、要专门研究尚需进行系统研究,技术规范不完善很高没有低层、多层建筑;公共建筑装配整体式框架结构结合减、隔震技术体系抗震性能好尚需进行系统研究,无专门技术规范较高较少高层建筑;公共建筑1818现浇剪力墙配预制围护墙体系装配整体式剪力墙结构体系叠合式剪力墙体系多层剪力墙体系2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系u 预制(叠合)板、预制(叠合)梁、预制外围护墙或外墙模、预制楼梯、预制隔墙等构件u 现浇剪力墙、柱等核心仍是现浇剪力墙体系注重外挂墙板的设计以及安装施工(线连接、点连接)20u套筒灌浆连接的预制剪力墙u浆锚搭接连接的预制剪力墙u底部预留后浇区的预制剪力墙部分预制的套筒灌浆连
15、接的预制剪力墙浆锚搭接连接的的预制剪力墙底部预留后浇区的预制剪力墙竖向钢筋在构件内连接竖向钢筋在后浇区连接2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系21u浆锚搭接连接2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系降低了套筒的使用数量,仅在 “预制腿”处应用套筒灌浆连接,降低了综合成本在预制墙体内预留孔洞,由顶端浇注混凝土,自上而下的灌注产生了强大的压力确保了后浇区内混凝土的密实程度底部预留后浇区的预制剪力墙2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系叠合板式预制剪力墙双板剪力墙沿厚度方向分为三层,外层预制,中间层现浇。通过桁架钢筋连接。但预制混凝土板及其内的
16、钢筋网与上下层不相连接强化现浇边缘构件,增加适用高度适用于地下结构宝业,元大、宇辉等2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系23111-12312020110d42.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系u预制框架-现浇剪力墙u预制框架-现浇核心筒u预制框架-预制剪力墙南科大厦2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系日本进行过类似研究并有大量工程实践,但体系稍有不同,国内基本处于空白状态,正在开展研究。钢筋桁架叠合楼板,可做单向、双向板,总板厚130mm2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配
17、式混凝土结构体系清水面,带防滑条,栏杆预埋件,两端简支线支撑,物理性能好,内浇外挂体系,远大、万科南方用2828现有“等同现浇”结构体系的问题:大量用湿式连接节点,现浇与装配混杂,效率低节点构造复杂施工安装质量差,连接有安全隐患成本偏高实际应用中的问题:实际应用中的问题:2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系2929适合我国工业化建筑的多元化、专业化技术体系;加大相关应用基础研究:高强钢筋、大直径钢筋、大间距配筋设计技术、高强约束箍筋技术、高强高性能混凝土结构应用技术(抗震、防火)、隔震和减震技术、结构抗震性能化设计技术;一体化设计技术,标准化、通用化部品及接口;信息化技术的
18、应用配套产品的研发;适合的施工机具及相应施工工法;质量检测技术、检测设备、验收技术研发;标准的完善2.1 2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构体系p 多种建筑形式 应用广泛n 大跨度公共建筑n 高层建筑、超高层建筑的外框架n 轻型门式刚架、钢结构排架等工业建筑n 钢结构住宅30302.2 2.2 钢结构体系钢结构体系THANK YOUSUCCESS2022-5-15可编辑轻型钢结构普通钢框架集装箱房结构系统钢框架支撑钢管混凝土束剪力墙+框架柱+楼盖模块钢框架+混凝土核心筒多层高层2.2 2.2 钢结构体系钢结构体系特点特点p 工业化程度高p 施工周期短p 轻质高强尚存问题尚存问题p 建
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