99娱乐网网站官网-bet9九州登录入口-首页

全预制整体装配式框架结构工程:从设计、生产 返回列表页>>
发布时间:2018-06-07

混凝土新型预制装配结构设计施工,相对传统混凝土,将最大限度的减少现场作业,改变因现场作业环境比较差,工人对设计要求及图纸的正确理解不可控,所带来的质量问题。预制设计将部分现场工作移入工作室,为确保工厂及现场顺利施作,运用计算机进行如钢筋摆放、碰撞检查、构件安装等全过程三维模拟、规划。根据模拟规划结果,进行构件分割,构件形状及内部钢筋的绘制,作为构件工厂制作依据,同时充分发挥工厂制作的优势,采用机械进行钢筋加工,设置流水线混凝土输送,配置机械浇捣,良好养护环境,不仅大量减轻人工作业,使构件质量得到很好的保障。构件经现场进行安装,仅需少量现浇混凝土作业,形成装配建筑结构。此过程大量减少人工及材料耗费,实现低碳环保的建筑工业化。

 

 

1案例概况

 

响应国家新型建筑工业化倡导,福建省启动装配建筑试点工程,该工程位于福建漳州,建筑物为9层混凝土框架结构,长63m宽18. 4m,檐口高度为30.8m,总建筑面积10432.8平米。项目地处抗震设防烈度7度区,地震加速度0.15g,框架梁、柱抗震等级为二级。采用全预制混凝土框架及预制外挂墙板装配技术进行施工。预制柱采用一端机械连接,一端灌浆的半灌浆套筒进行钢筋连接,主框梁、次梁、楼板采预制与现浇层叠合型式,楼梯为全预制形式。

 

2预制设计先容

 

装配建筑有别于传统现浇结构,装配建筑需将整体结构拆分成各个单一构件分别制作,从经济效益角度上,构件种类需标准化,模数化,建筑外观及平面布置宜规整化。预制构件制作及安装对钢筋型号与数量有不同于现浇的要求,构件的形状及钢筋排布应均应在结构分析及施工图阶段加于考虑。构件拆分制作,涉及管线的开孔及预埋。因此预制设计前期,应与建筑、结构、机电等各专业仔细沟通,以提高预制设计及至工程制作安装效率。

 

预制设计以各专业施工图为基础,为工厂制作及现场安装提供详实、有序、准确的图纸依据。所谓详实,除保证其建筑及结构功能细节外,还应包括各种管线、连接预埋,开孔避让;其有序反应于,平面构件布置索引,安装秩序,支撑图;其准确,反应在各接接头,交叉作业面检查图。以下流程表1可以反应预制设计内各阶段内容。

 

预制设计流程表表1

 

2.1 施工图解读

 

预制设计实施阶段,是对各专业施工图解读,同时考虑施工设备的条件,将结构整体拆分成柱、梁、板、墙各类构件,绘制构件制造图,以便进行工厂制作备料行制作,并引导现场安装。

 

本单体建筑功能设计上,一二层为公共空间,三层至九层为员工宿舍,横向8个跨距,标准柱距是7.8m;纵向三跨距,柱子中距分别为7.2米、2.8米、7.2米,中间走廊两侧设有框柱,梁净跨2m,为保证框架梁的强度要求,同时避免刚度过大,内力在框架上分配不均匀,梁截面设计上采用了宽扁梁。建筑设有两个楼梯及两部电梯。走廊南、北两侧宿舍区相应的南北两外侧设有卫生间及开放洗手台,其偶数层与奇数层的开间内两侧浴室及洗手台交换布置,因此其排污立管,水管布置上较为复杂。卫生间楼板考虑降板处理,主要立管管线集中于卫生间位置,见图1。

 

该建筑底层、二层层高较大,柱构件主要截面为700x750、700x800,三层柱底标高开始,柱截面变小,主要断面为600x600、600x700,柱内纵筋为,III级钢材直径20mm~32mm;一般主梁截面为300x600、300x700、300x800,横跨走廊部分梁为600x500,500x500的宽扁梁,梁内钢筋III级钢直径20mm~28mm;主要次梁断面为300x600,楼板厚150mm。

 


(a) 偶数层建筑平面图

 

(b) 奇数层建筑平面图

▲ 图1 建筑平面图

 

2.2 梁柱接头检核

 

梁纵向钢筋需锚固于梁柱节点内,钢筋在节点内延伸并交错分布,为满足锚固长度,钢筋在节点内一般还需向上弯折,弯折前平直段长度不小于抗震锚固长的0.4倍,弯折后直线度取15倍钢筋直径。

 

以下是对梁纵向钢筋排布设计方案的讨论。方案一(图2(a)),考虑梁跨相同,截面相同,梁内钢筋对称布置,可归并为同一标准构件。但梁纵筋对称布置时,钢筋在向节点内延伸时是相互碰撞的,若为避开碰撞,节点两侧梁钢筋需交错拼装,梁中轴线则不能保持顺直平齐。方案二(图2(b)):梁内钢筋反对称布置,伸入节点内的纵筋将偏置一侧,另一侧角筋,仅做为工作架立筋,不计为受力钢筋,不伸入节点区内。方案二中梁中轴线可保持顺直平齐,试验证明及实际工程均证明,钢筋偏置的预制梁,其承载力均可满足设计要求。

 


(a) 钢筋对称布置

 


(b) 钢筋反对称布置

▲ 图2 梁柱节点内梁钢筋布置图

 

本工程首层地面标高以下柱采用现浇(图3),地面以上预留出筋与预制柱连接,出筋长度由连接钢筋及套筒规格确定。钢筋连接采用的是半灌浆套筒灌浆连接方式,半灌浆套筒的螺纹连接端埋置预制构件中,灌浆端为现场预制柱就位后,进行灌浆连接。

 


▲ 图3 预制柱钢筋连接节点示意

 

三层柱变截面设计有两种类型:长轴边柱及中柱,上下柱有一边中心对齐,其它三边收进(图4(a));角柱及山墙边柱,上下柱两个外邻边对齐,另两柱边长收短(图4(b))。

 


(a) 变截面柱平面示意图一

 


(b) 变截面柱平面示意图二

▲ 图4 变截面柱平面图

 

长轴边柱及中柱截面由700x750变成600x600,下层柱筋为16Φ22,上层柱纵筋为12Φ20,上下柱纵筋位置均不对齐。

 

以下讨论柱纵向钢筋接长方案:方案一(图5),上层柱纵筋重新插筋,并锚固于下层柱,锚固长度计算按规范公式计算。下层纵筋在变截面当层楼板下,加端锚板收头。此方案主要有两个优点,所有连接套筒不需要变径;节点内柱箍筋以同一规格加工,且容易就位;但钢筋用量稍大。

 

方案二(图6),下层柱纵筋全部自然变坡,纵筋间距调小,部分纵筋倾斜出筋因下层柱筋与上层柱筋直径不统一,采用变径套筒进行钢筋连接;部分重新插筋接长,部分钢筋在楼板下以端锚板收头。相对方案一,方案二需6个变径套筒,同时因纵筋收进,保护层加大(图6(a)),图6(b)),此处需加防裂钢筋,接头材料成本增加约用12%;箍筋规格增加。综合比较,选方案一作进一步深化设计。

 


▲ 图5 变截面柱剖面示意图一(从左至右分别为:剖面a、剖面b、剖面c、剖面d)

 


▲ 图6 变截面柱剖面示意图二(从左至右分别为:剖面a、剖面b、剖面c、剖面d)

 

角柱及山墙边柱截面由700x800变成600x700,下层柱筋为12Φ32+4Φ22,上层柱纵筋为12Φ28,同样,有三个角上下柱纵筋位置不能对齐。讨论此节点钢筋接长方案一(图7),采用上层柱纵筋重新插筋,插筋锚固于下层柱,锚固长度计算按规范公式计算。下层纵筋止于变截面当层楼板下,纵筋顶加端锚板。接头采用Φ32~ Φ28变径套筒5个,Φ22~Φ28变径套筒3个,Φ28套筒4个。

 


▲ 图7变截面柱剖面示意图三(从左至右分别为:剖面a、剖面b、剖面c、剖面d)

 

节点钢筋接长方案二(图8),剖面1与剖面4位置纵筋倾斜出筋,剖面2位置两个纵筋可接长,两根纵筋在板内以端锚板收头。剖面3位置采用上层柱纵筋重新插筋,插筋锚固于下层柱,锚固长度计算按规范公式计算。接头共需Φ32~ Φ28变径套筒7个,Φ22~Φ28变径套筒3个,Φ28套筒2个。

 


▲ 图8 变截面柱剖面示意图四(从左至右分别为:剖面a、剖面b、剖面c、剖面d)

 

此节点两方案均需设置变径套筒,方案二较方案一材料成本仅增6%, 但方案二在宽梁左侧第一列钢筋因节点内纵筋倾斜(图7),梁的吊装就位有困难。因此节点仍选方案一做进一步深化设计。

 

2.3 楼梯设计先容

 

本项目两个楼梯均为双跑梯,踏步与梯段长度相同,梯段两端按嵌固约束设计,预制梯段两端出筋锚固于,楼层或休息平台上的扁梁内,保证梯段出筋锚固长度。预制梯段两端设置水平段,方便现场支撑要求(图9)。楼面设置预制门架,做为中间休息平台竖向支撑。

 


▲ 图9 预制楼梯

 

2.4 外墙设计先容

 

本建筑单体,一、二层层高分别为4.5m及3.9m,考虑一二层混凝土预制墙板模板重复使用率低,不经济,一、二层外墙试用ECP墙板, 墙板板片以天然石粉、水泥、纤维等主要原料,采用真空高压挤出成型工艺,现场作业同样可满足节能环保要求。三层以上标准层高为3.2m,采用预制混凝土外墙。外墙主要特点是:东西山墙墙面平整,南北立面外墙墙面交错变换,局部为玻璃幕墙且设有异形墙面,板缝的泄水设计宜重点考虑。

 


▲ 图10 墙板立面(左图为 a、干式墙板立面(3f-9f);右图为 b、湿式墙板立面(3f-9f))

 

墙板拆分时,形式复杂,错层排布的南北墙面(图10(a)),拟采用干式外挂墙板形式,预制墙板与结构体以上承重铁件进行连接;板缝非连续,参考日本及台湾墙板防水设计,每一板片均设置排水口,实现多道防水及导水概念。东西山墙(图10(b))按湿式墙板进行拆分设计。

 


▲ 图11 墙板分割示意图

 


▲ 图12 干式墙板板缝排水布置图

 

墙板纵向及横向板缝外侧、内侧除采用硅胶,橡胶条材料防水措施外,还设置结构性挡水做法,如横缝设置成外低内高台阶状,降低外水源爬上台阶向内浸入可能性,纵缝设置减压腔,水源渗过材料防水缝,进入减压竖腔时,因空间释放压力减小而停止向墙内侧浸入,减压腔同时还可起导水管道作用。外墙窗以预嵌形式与预制墙板一体成型,窗框边缝混凝土可密实,有利防水。

 


▲ 图13墙板横缝与纵缝示意图

 

2.5 机电三维图

 

通过机电三维模型模拟检核,强弱电桥架均在走廊天花下及梁下布线(图14(a)),结构梁不需开孔。由于卫生间各层交错布置,其中偶数层的污水管有一段较长横向走管(图14(b)),经三维图模拟确认,所有立管均在预制楼板上进行预留孔或预埋接头管。

 

▲ 图14 机电三维图(左图为a、桥架布置三维图;右图为b、污水管三维图)

 

3构件工厂制作先容

 

工厂将根据深化设计的折分开模图及构件加工图,进行构件材料清单统计、备料及制作。预制构件的模具,一般会采用钢模,可多次重复使用。以下按吊装次序进行构件制作展示先容:图15为预制柱的制作,采用两柱共一侧模,减小侧模成本。

 


▲ 图15 预制柱的制作

 

进行预制梁制作时,对浇筑面预留的箍筋进行防污保护(图16)。

 


▲ 图16 预制叠合梁的制作

 

进行预制叠合板制作,叠合板管线采用预埋及预留孔型式,叠合板面作拉毛处理(图17)。

 


▲ 图17 预制叠合板的制作

 

图18为楼梯梯段立模浇筑及半休息平台支撑预制混凝土门柱成品展示。

 


▲ 图18 预制楼梯的制作

 

墙板采用平模制用,墙板制作及成品展示如图19。

 


▲ 图19 预制墙板的制作

 

4现场施工安装先容

 

本装配建筑体,现浇与预制装配界面为首层地面标高处,进行此段现浇与预制界面连接时,基础柱顶出筋位置精度应进行严格控制。预制安装施工流程如表2,

 

预制施工安装流程表表2

 

预制柱安装前,需对柱底所预留的套筒灌浆孔进行清孔,标识柱顶梁定位线,对柱底混凝土界面进行清扫除渣及划线放样;柱吊装就位后,进行调直,斜撑安装并固定,然后对柱底边缝进行抹浆封堵准备灌浆;每一组灌浆料灌浆前,均进行灌浆料拌合物流动度检测,满足规范要求的灌浆料拌合物,方可进行套筒灌浆施工。图20~图22为预制柱、预制叠合梁及预制叠合板安装展示。预制叠合板就位好,按管线图进行管线布置,按施工图对梁及楼板上层钢筋的排布。在现浇节点及现浇楼板层作业前,柱头等局部位置需要进行现场封模(图24)。图25~图28是现场作业照片展示。

 



▲ 图20 预制柱安装

 

梁吊装作业时,梁两端各需一人辅助梁的准确就位(如图21)。

 


▲ 图21 预制梁安装

 

图22为预制叠合楼板安装图,图23为预制叠合楼板面管线布置及上层钢筋铺设现场图

 


▲ 图22 预制KT板安装

 


▲ 图23 楼板管线铺设及上层钢筋放置

 


▲ 图24梁柱接头局部封模

 


▲ 图25 三层吊装展示

 


▲ 图26 水平构件支撑展示

 


▲ 图27 楼梯吊装展示

 


▲ 图28 吊装完工展示

 

5结束语

 

本工程为福建省内第一个全预制整体装配式框架结构工程,除柱变截处预制设计及制作上比较复杂,墙板错层处理需更细致,其它构件基本满足标准化、模矩化、省力化、省工化的原则,构件在工厂内进行制造,浇筑质量良好。现场标准层工期为8天一层,现场构件组装与接合工序明确,作业环境简洁,施工快速、劳动安全性高、环境污染小。在福建建设厅的大力支撑,业主、设计院等配合下,设计、制作、施工顺利进行,本文仅为建筑工业化制作装配案例先容,工程在预制设计及施工技术上,依据国内新发布的装配整体式技术规程要求,并大量参考了我国台湾地区先进的预制框架装配技术及成功案例,藉为国内同业参考。

Copyright © 2018-2028 CQGSLH. 重庆广森利华 版权所有,网站部分内容和图片及字体来源网络,如有侵权请联系大家,大家及时删除
友情链接:昊磐节能

99娱乐网网站官网|bet9九州登录入口

XML 地图 | Sitemap 地图