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聚焦全国规模最大的公共住房建设项目——深圳长圳装配式工程项目(下)

聚焦全国规模最大的公共住房建设项目——深圳长圳装配式工程项目(下)

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连接区域铝模的标准化设计:按照模数协调、最大公约数原理,以结构平面尺寸模数和构件尺寸模数的协调要求,确定构件连接区标准化模数。按照100的平面模数和100/200的构件模数的协调,确定为n×200,以及100x100mm标准转角模数,可组合成满足需要的一形、L形、T形不同截面的布置需要。


图15 连接区域铝模的标准化设计


3.3.4装配整体式剪力墙结构


7A#、8#、9#和10#住宅塔楼采用装配整体式结构,其中7A#采用环箍剪力墙结构、8#和9#采用灌浆套筒剪力墙结构、10#采用双面叠合剪力墙结构。


环箍剪力墙结构是以叠合式楼板和环筋扣合锚接墙板为主体,辅以部分现浇混凝土构件,共同形成的剪力墙结构。在装配现场,墙体竖向连接通过构件端头预留的竖向环形钢筋在暗梁区域进行扣合,墙体水平连接通过构件端头留置的水平环形钢筋在暗柱区域进行扣合,在暗梁(暗柱)中穿入水平(竖向)钢筋后,浇筑混凝土连接成整体。




图16 环箍剪力墙连接形式


套筒灌浆连接即带肋钢筋插入内腔为凹凸表面的灌浆套筒,在套筒与钢筋的间隙之间灌注并充满专用高强水泥基浆料,灌浆料凝固后将钢筋锚固在套筒内而实现的一种钢筋连接方法。


图17 套筒灌浆连接现场图片


双面叠合剪力墙结构是以叠合式楼板和叠合式墙板为主体,辅以部分现浇混凝土构件,共同形成的剪力墙结构。其中,叠合式墙板的预制部分由两层预制板与桁架钢筋制作而成,现场安装就位后,在两层板中间浇筑混凝土以形成整体式剪力墙。


约束边缘构件


双面叠合剪力墙堆放


双面叠合剪力墙吊装


图18 双面叠合剪力墙


3.3.5装配式钢混组合主次结构


6#塔楼采用装配式钢混组合主次结构体系,共30层,首层层高5.6m、架空层4.0m,结构总高度为109.5m。其中主结构结构体系=钢管混凝土柱+支撑+型钢梁+叠合楼板,共12层主结构;子结构采用钢框架结构,次结构为3层,层高为3m,总高为9m,每层主结构内含3个次结构,全楼共30个次结构。


图19 6#塔楼装配式钢混组合主次结构体系


主结构具有巨大抗侧刚度及良好的整体工作性能,是结构受力的主体,并为次结构提供可靠的支撑。次结构可以实现空间的开放性,承受自身荷载,次结构可标准化设计和生产,将荷载传于主结构,其惯性力反作用对主结构形成减震效应。


本项目中采用隔震和减震技术措施、新型叠合楼板、主次结构体系等技术。减震技术为:在主结构户型外侧设置防屈曲支撑、内侧设置防屈曲钢板剪力墙、主结构外侧中间梁端设置防屈曲梁端钢板耗能铰接节点。隔震技术为:在次结构的地震作用下层间变形较大的顶部楼层部位的某一次结构的柱底设置的隔震支座。


图20 屈曲约束支撑、屈曲钢板剪力墙和新型梁柱耗能节点布置图


图21 柱底橡胶支座示意图


屈曲约束支撑可为框架提供很大的抗侧刚度和承载力,采用支撑的结构体系在建筑结构中应用十分广泛。本项目中布置于20层及以下楼层的外围位置。


图22 屈曲约束支撑示意图


屈曲约束钢板剪力墙耗能能力强、可以承担部分竖向荷载。本项目中布置于20层及以下楼层的内筒位置。


图23 屈曲约束钢板剪力墙示意图


新型梁柱耗能节点:通过销轴连接承担梁端剪力,形成增强的弹性铰接机制;在多遇地震时,槽型钢板提供抗弯承载力,在设防、罕遇地震时,槽型钢板受弯屈服,耗散能量,增强了铰接点的滞回耗能能力。本项目中主要布置在次结构层的外围中间钢梁的两侧。


图24 新型梁柱耗能节点示意图


3.3.6钢框架结构


25#幼儿园采用钢框架结构,层数为3层,楼盖采用普通混凝土楼板、新型预制预应力叠合楼板和开槽预制叠合楼板,外围护墙板采用预制外墙挂板,梁柱节点部分采用高效Z型连接节点,梁柱节点处安装具有放大功能的梁柱节点阻尼器。


图25 25#幼儿园轴测图


预制外挂板在本项目中采用钢牛腿连接,对于装配式混凝土建筑,预制外墙板具有工厂化生产的优势,保温做法更强调保温、围护一体化,保温性能好、耐久时间长,同时也防火性能好。



图26 外挂墙板结构图


高效Z型连接节点:带Z字形悬臂梁段拼接的装配式梁柱节点由于采用Z字形拼接节点,施工过程中吊车可将楼板模块置于对应位置后立即进行下一板块的吊装工作,节点螺栓的安装可在每层板块吊装完成之后统一进行,提高了吊装效率,且楼板混凝土的浇筑养护在工厂完成,减少了现场的施工时间。


图27 高效Z型连接节点示意图


具有放大功能的梁柱节点阻尼器:在梁柱节点处安装阻尼器能够有效提高预制装配式结构节点抗震性能,但其安装处的梁-柱节点位移较小,限制了阻尼器的耗能表现,本技术利用杠杆原理,通过合理的设计,提出一种具有放大功能的梁柱节点阻尼器,实现梁柱耗能节点。


图28 具有放大功能的梁柱节点阻尼器


3.3.7预制楼盖


本项目共采用现浇混凝土楼板、开槽预制叠合板、预制预应力双T板和预制预应力倒双T叠合楼板四种类型。其中6#住宅塔楼户型能采用开槽预制叠合板,除6#外的住宅塔楼户型内采用新型预制预应力倒双T叠合楼板,集中商业及裙房部分采用预制预应力双T板楼盖体系,25#幼儿园同时采用现浇混凝土楼板、开槽预制叠合板和预制预应力倒双T叠合楼板。


开槽预制叠合板上因为不需要使用桁架筋和混凝土肋来增加叠合层和预制层的锚固,可以方便制作、堆放、运输和安装,板侧开槽可以放置板底搭接钢筋从而完成预制板的双向传力。


图29 开槽预制叠合板


预制预应力双T板是建筑工业化产物,具有良好的结构力学性能,简洁的几何形状,没有“胡子筋”,施工方便,缩短工期,降低综合成本。在北美地区广泛应用于公共建筑和停车场建筑等大跨度楼(屋)盖结构体系中。


图30 预制预应力双T板


新型预制预应力倒双T叠合楼板简称“预应力倒双T板”,此板是在现有桁架钢筋叠合板、预制预应力空心板、预制预应力带肋叠合板等类型预制板基础上开发的新型产品。预应力倒双T板具有适用于大跨度、防火性能好、制作简单、经济性能好等优点。



四)其它


本项目的预制构件类型有:叠合剪力墙、倒T型预应力叠合楼板、楼梯、阳台、内墙板、外墙板、空调板、飘板等。叠合剪力墙构件采用全自动生产线生产、倒T型预应力叠合楼板构件采用长线台生产线生产、楼梯构件采用定制模具生产、阳台构件采用定制模具生产、内墙板构件采用定制边模配合PC生产线生产、外墙板构件采用定制模具生产、空调板构件以及飘板构件采用定制边模配合PC生产线生产、预制构件的钢筋供应由先进的钢筋部品加工设备生产。


3.4.1叠合剪力墙(双皮墙)


双面叠合剪力墙板具有与现浇剪力墙接近的抗震性能和耗能能力;同时具有整体性好,防水性能优等特点。随着析架钢筋技术的发展,双面叠合剪力墙结构体系在欧洲,尤其在德国,自20世纪70年代开始得到了广泛的应用,并形成了一套完整的生产施工技术体系。


双面叠合剪力墙板可通过进口的全自动生产线进行生产,从钢筋下料、到支模浇筑、到振捣养护、到脱模静置,全过程自动化生产;自动化程度高,具有非常高的生产效率和加工精度,特别能体现工业化发展的优势。


叠合墙板


(1)政策经济优势:


除了双皮墙体系已经纳入国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》的推广结构体系以外。双皮墙体系还具有相比其他PC产品的优势,在国家装配式结构评价标准里面,双皮墙是按预制+中间现浇部分全部体积计算,所以对于无论业主或者承建方成本都较低,因为预制部分按3~4000元/立方算,而中间约50%现浇砼只按市场现浇混凝土成本计算,以自密实砼4~500元/立方计算,则体现明显成本优势,市场前景好。


(2)技术发展优势:


通过使用国外最先进技术,双皮墙生产线拥有生产线配套管理和设计软件,可实现排产、设计、管理等一系列操作,自动化程度高,可直接对接BIM相关软件PLANBAR,实现钢筋及排产自动化;实现工厂钢筋、模板、混凝土工艺的全自动控制,进一步打通设计-生产-配送调度信息一体化的预制构件产能生态;大幅降低人工成本,提升生产效率与管理水平,从而得到高品质产品。


双皮墙安装


3.4.2倒T型叠合板



倒T型叠合板


倒T型预应力叠合楼板是采用国外成熟的长线台生产技术,通过先张法实施的混凝土叠合楼板产品,截面形式具有多样性;从钢筋放置,到钢绞线张拉,到混凝土浇筑,到震动成型,全部由机械执行,生产效率高,质量可靠。


(1)从技术角度具有以下优势:


a.底板布置预应力,具有整体性好,抗裂性好,承载力高等优点。


b.传统楼板设计,强调楼面水平刚度,预应力倒T叠合板平面内传力原理与现浇形式相近。


c.倒T型叠合板由于设置了板反肋,使得构件在运输及吊装等工况稳定安全,不易折断。


(2)从经济角度具有以下优势:


a.倒T型叠合楼板在施工阶段可少需设置支撑,可效节省模板和支撑,施工简便、快捷。


b. 标准化宽度1.2米,两块并排放置刚好2.4米,最大的满足运输效益。


c. 由于使用了预应力,可以生产跨度更大的产品。


成型设备(不需要再配置模具)


通过使用国外成熟的预应力叠合楼板生产技术,使楼板能够适应大跨度框架结构的要求,更好地适应装配式建筑的需要;直接减少钢筋用量,降低建造成本。


3.4.3楼梯


本项目采用预制梁式楼梯,达到减轻楼梯自重,降低生产成本的目的。



3.4.4阳台


本项目采用板式阳台,并将花池预制于阳台中,设计新颖,并利用预制构件高质量的特点,增强花池的耐久性。



3.4.5内墙板


本项目配合使用预制内墙,减少现场现浇工作量。



3.4.6外墙板


本项目的外墙板多为凸窗外墙板,将现浇复杂的凸窗通过预制化来降低建造成本,并充分体现预制构件的优势,同时提高产品质量。



3.4.7空调板/飘板


本项目配合使用预制空调板、预制飘板,减少现场外围模板,降低建造成本。



3.4.8先进的钢筋部品加工设备


品质精良的钢筋部品(钢筋桁架和钢筋焊网)是制造PC构件或配套外延装配式产品,如桁架楼层板中的高品质桁架是其不可或缺的要素。目前,国产钢筋加工设备的确可以满足钢筋部品“能用”的要求。但生产钢筋部品的质量及精度,在要求严格的项目里以及精细化要求较高的构件生产商中,就难以满足业主的要求。


本项目中使用的钢筋桁架焊接机及配套自动化布放系统。桁架设备除了能生产出高品质桁架,还可以实现桁架嫁接焊。



本钢筋焊网自动柔性焊接设备及自动化布放系统。焊网设备可根据生产墙板需求自动开孔开洞。



钢筋部品的自动化布置机械手更加增添了钢筋部品在不同生产工位流转加工的工作效率,减少了人员的投入。


钢筋部品自动布置机械手


通过使用自动化钢筋部品生产设备,除了完善国外双皮墙生产工艺的配套,也提升了工业化钢筋部品生产的规模化、自动化、信息化程度。减少工厂对人工的依赖,从而提高生产效率、产品质量,降低生产成本。


四、效果及总结


1长圳公共住房及其附属工程项目将打被造成为深圳市公共住房优质精品的标杆,全面提升建造质量,以满足人民对美好生活的向往。


2长圳公共住房及其附属工程项目,集“三大示范”,“八大标杆”及诸多研究成果于一身,将打造建设领域的示范标准体系。


3优中选优,创新的招投标模式为项目建设选定了最为合适的EPC工程总承包人。


4全面应用绿色建造技术,在建筑的全寿命周期内,最大限度节约资源,节能、节地、节水、节材 、保护环境和减少污染,为人民提供健康适用、高效使用,与自然和谐共生的建筑。


5智慧建造平台全面贯通于长圳公共住房及其附属工程项目的设计、商务、生产、施工、及运维各环节,将人员、流程、业务三者进行关联,基于BIM轻量化模型进行各环节的信息互联互通。


(编辑:奚雅青)


延伸阅读:

装配式剪力墙结构预制率与成本的相关性分析 新型装配式钢节点混合框架结构及配套体系关键技术研究与应用 基于制造和装配的设计让预制装配式建筑的优势日益凸显

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