近年来福建省持续推进装配式建筑发展,在房屋市政工程领域推广应用装配式建造技术。不少企业探索应用新技术、新材料、新工艺,注重提质降本增效,建设了一批装配式建筑精品工程。为培育建筑业新质生产力,指导各地更好发展装配式建筑,福建省住房和城乡建设厅推出《装配式建筑典型工程案例》供大家学习、借鉴。
今天我们来了解一下
邵武经济开发区竹木科技产业园项目
——7#10#标准小型厂房
项目概况 本工程为位于福建省邵武市经济开发区的标准厂房,(第一标段)总建筑面积27349.82㎡;建筑层数为地上4层,建筑高度为23.82m,结构体系为钢筋混凝土框架结构;典型柱距为8m×8m,楼面使用活荷载为20kN/㎡,层高为5.1~8.1m,属于大跨度、重载荷和大层高厂房类建筑。 项目设计阶段认定为一星级装配式建筑,预制构件范围包括:叠合楼板、叠合梁、梁板一体化单元、装配式内隔墙,装配率达60%,目前主体结构已封顶。项目采用“梁板一体化装配式免撑免模楼盖技术”体系,施工现场实现无支撑、无模板,机械化施工水平明显提高,措施费显著降低,以实际成效响应了福建省住建厅有关智能建造的倡导,满足“系统代脑”“机器代工”及“工厂代替现场”的工作要求。 技术特点 针对现有预制混凝土楼盖需在现场搭设支撑和模板,成本高、工期长的问题,项目应用了福建建工集团自主研发的“梁板一体化免模免撑叠合楼盖结构体系”。基于该技术申报的福建省住房和城乡建设行业科技研究开发项目:《梁板一体化装配式楼盖体系研究》(2022-K-96)已顺利结题。 “梁板一体化免模免撑叠合楼盖结构体系”首创了基于梁板一体化预制单元的组合模式,研究了该新型预制构件及其连接的力学性能和结构抗震性能,建立了设置非贯通竖缝的叠合框架梁和低可见性主次梁连接节点的设计方法,解决了新型连接节点和大型预制构件制作、现场吊装、精度控制等关键技术问题,实现了具有“平面模块化”特征的梁板一体化装配式楼盖低成本快速建造。 创新点 01 首创基于梁板一体化预制单元的组合模式 现有的装配式楼盖将预制构件的连接界面设置在梁板间、板板间,使得预制构件的整体性差、刚度小。本项目依据系统论的方法将楼盖体系进行解构,分析各组成部分在不同阶段的受力特点和关键技术指标,创新性地将预制构件的界面设置在次梁和框架梁的竖向对称轴处,形成了具有足够刚度的梁板一体化单元,可以承担短暂工况荷载,显著提升安装效率,实现现场施工的免撑免模。 单向次梁和框架梁的竖向对称轴作为预制构件的界面 02 提出了新型连接节点的设计方法 首次提出在设置新型组合箍后,由相邻梁板一体化单元的竖肋和现浇面层形成的带非贯通竖缝组合截面可实现抗震性能的“等同现浇”;通过低周往复加载的足尺试验,证实新型节点构造的承载力、延性、耗能能力均超过常规预制构件。 带非贯通竖缝的预制叠合框架梁示意 提出了由设置于预制主梁侧面的低可见性钢连接件与梁板一体化单元凸缘组合形成的新型主次梁节点。该节点具有良好的塑性发展能力,安全性高;不削弱预制主梁刚度,便于现场施工免撑免模;预制主梁生产可以使用传统模具,成本低,脱模容易,且对于室内的装饰效果没有影响。 主次梁钢连接件连接 03 提出了具有成本优势的一体化免撑免模施工技术方法 免撑免模施工工法解决了大型预制构件制作、梁板一体化单元间拼缝处理等关键技术,可显著减少预制混凝土构件和现场拼缝的数量、提高工厂生产效率,加快现场施工速度,显著降低建造成本、缩短建造工期。 实施情况 01 工法要点 形成由柱顶钢牛腿工装、预制框架梁和梁板一体化单元公差配合及现场校正的施工方法。 梁板一体化装配式楼盖体系施工工法 02 工程实施 应用该体系后,施工现场实现无支撑、无模板,机械化施工水平明显提高,措施费显著降低,成功实现了福建省住建厅倡导的“系统代脑”“机器代工”及“工厂代替现场”的智能建造工作要求。经本项目成功全面推广应用,证实该技术体系成熟可靠,可显著降低建造成本20%~30%,缩短工期15%~30%,减少建造过程的碳排放,实现绿色建造。 标准化设计 通过标准化提升生产效率,通过模块化提升集成水平。本项目预制构件高度标准化,1种梁板一体构件共计888个,3种叠合梁,共计590个,1种叠合板共计456片。 系统代脑 通过全专业BIM正向设计,结合自主研发的“免撑免模快速预制系统v1.0”,实现现场安装零碰撞,快速装配。 预制构件BIM模型 机器代工 本项目使用150T履带式起重机,通过梁板一体化提升安装速度,通过构件大型化提升吊装设备效率。据统计,本项目安装团队共6人,平均每台班安装600平米预制构件,峰值达到800平米预制构件,与现浇工艺相比,提高效率10倍以上。 现场吊装 梁板一体化单元免撑安装 工厂代替现场 因本项目预制率达46%,现场大部分工作转移至工厂。如采用现浇工艺,主体结构施工时,现场施工人员需200~250人;本项目由于采用装配式技术,同时段现场施工人员仅为50人。 梁板起吊 免模免撑内景 03 工程经济效益 该项目运用免撑免模工法可显著减少预制混凝土构件的个数、减少现场拼缝、加快施工速度、提升吊装设备效率、提升生产效率、提升集成水平。图10中柱状体高度表示每次起吊的预制构件的重量,绿色的柱状体为梁板一体化预制体系的起吊情况,相比于在厦钨项目中梁板分离式预制体系,梁板一体化预制工法可以节约68.4%吊装台班;设备利用率提升80%,显著降低吊装费用,减少吊装工期。 安装效率对比 应用成效 经测算,层高对现浇和传统预制方案的成本影响比较明显,现浇和传统预制方案的总承包支出随着层高的增加而增加。当项目层高为5m时,免撑免模方案的直接成本基本与现浇方案持平;当项目层高大于5m,可以取得优于现浇方案的效果;当层高达到8m以上时,可以降低楼盖造价20%~30%。 体系成本分析 经项目成功全面推广应用,证实“梁板一体化免模免撑叠合楼盖结构体系”具有5大优势: ➤综合成本优:可显著降低建造成本20%~30%; ➤ 装配效率优:缩短工期15%~30%; ➤ 适用范围优:传统生产线即可生产; ➤ 结构性能优:连接节点质量可靠; ➤ 建造质量优:提升安装效率80%;减少建造过程的碳排放,实现绿色建造。 技术优势 项目整体技术围绕“免撑免模一体化高效装配式楼盖体系”形成了一系列相关知识产权成果,适用于多层物流仓库、高性能粮仓、大型混凝土厂房、大型公共建筑及其他具有等大跨、重载、大层高、大体量特征的标准化程度高的低多层建筑结构,对于今后福建省在多层物流仓库、大型混凝土厂房、大型公共建筑等项目应用上具有重要的指导意义,具备良好的推广应用前景。 获奖及科技评价 该体系获福建省科技进步三等奖,中施企协工程建设科技进步二等奖、建华工程奖二等奖和福建省工程建设科技创新一等成果,并入选福建省住建厅发布的《福建省装配式建筑预制体系、技术、部品部件推广目录(2023年版)》及《福建省绿色建筑“四新”技术推广目录(2023年)》。授权国际发明专利1件,中国发明专利2件,实用新型专利8件,软件著作权5件,已形成系列自主知识产权体系。基于该体系的中国工程建设标准化协会标准《梁板一体化免模免撑叠合楼盖结构技术规程》经协会预应力工程专业委员会组织审查,现已发布,编号为T/CECS 1702-2024,自2025年1月1日起施行。中国工程院欧进萍院士评价认为项目总体达到国际先进水平,梁板一体化装配式楼盖体系达到国际领先水平。该体系还分别通过福建省建筑业协会与福建省勘察设计协会的科技成果评价,均认定为“研究成果达到国际领先水平”。 参建单位 建设单位:福建邵武经济开发区建设发展有限公司 设计单位:福建建工装配式建筑研究院有限公司 施工单位:福建建工集团有限责任公司 部品部件生产单位:福建建灿科技有限责任公司 监理单位:福建德浩伟建设工程管理有限公司
延伸阅读:
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