圭土学院 | 装配式混凝土结构在建筑工程中的应用

一、新型装配式建筑的主要形式

1、装配式混凝土结构体系

剪力墙、梁、柱、板构件工厂预制,节点现场拼装

2、钢结构体系

工厂化加工构件,结构构件本就符合装配式建筑发展理念

3、新型模块化系统

4、木(竹)结构体系

5、其他结构体系

 

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二、装配式混凝土结构的施工全过程

施工工艺流程

 

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三、装配式混凝土结构的优势和特点

 

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四、装配式混凝土结构预制构件

(一)叠合板

叠合板的形式:

1、钢筋桁架混凝土叠合板——是目前国内最为流行的预制底板

①叠合板可根据预制板接缝构造、支座构造、长宽比按单向板设计

②在预制板内设置钢筋桁架,可增加预制板的整体刚度和水平面抗剪性能

③钢筋桁架的下弦与上弦可作为楼板的下部和上部受力钢筋使用

④施工阶段,验算预制板的承载力及变形时,可考虑桁架钢筋的作用,减少预制板的临时支撑

 

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2、PK预应力混凝土叠合板

①PK叠合板是一种新型装配整体式预应力混凝土楼板。它是以倒“T”形预应力混凝土预制带肋薄板为底板,肋上预留椭圆形孔,孔内穿置横向非预应力受力钢筋,然后再浇筑叠合层混凝土从而形成整体双向受力楼板。可根据需要设计成单向板或双向板。

②板肋的存在,增大了新、老混凝土接触面。板肋预留孔洞内后浇叠合层混凝土与横向穿孔钢筋形成的抗剪销栓,能保证叠合层混凝土与预制带肋底板形成整体协调受力并共同承载,加强和叠合面的抗剪性能。

 

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3、SP预应力空心楼板

①采用高强度、低松弛预应力钢绞线及干硬性混凝土冲捣挤压成型生成具有跨度大、承载力高、尺寸精确、平整度好、抗震、防火、保温、隔声效能佳的SP预应力空心板。

②该产品适用于混凝土框架结构、钢结构及砖混结构楼板、屋面板及墙板。在工业与民用建筑中,具有广泛的应用前景。

 

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4、双T板

叠合板的安装流程:

叠合板支撑安装——叠合板吊装定位——叠合板位置校正——绑扎叠合板负弯矩钢筋,支设叠合板拼缝处等后浇区域模板

 

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(二)叠合梁

叠合梁是一种预制混凝土梁,在现场后浇混凝土而形成的整体受弯构件

一般叠合梁下部主筋已在工厂完成预制并与混凝土整浇完成,上部主筋需现场绑扎或在工程绑扎完毕但未包裹混凝土。

叠合梁预制部分的截面形式:叠合梁预制部分可采用矩形或凹口截面形式。

 

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叠合梁的箍筋形式:可采用整体封闭箍筋或组合封闭箍筋的形式。抗震等级为一、二级的叠合框架梁的梁端箍筋加密区宜采用整体封闭箍筋。

 

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叠合梁的梁梁拼接节点:宜在受力较小截面。梁下部纵向钢筋在后浇段内宜采用机械连接或焊接连接;上部纵向钢筋应在后浇段内连续。

 

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叠合梁的梁梁拼接节点

叠合梁安装流程:梁支撑安装——梁吊装就位——调节梁水平与垂直高度——梁钢筋连接——梁灌浆套筒灌浆

                                           

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(二)预制剪力墙

相对于现浇的剪力墙而言,预制剪力墙可以将墙体完全预制或做成中空,剪力墙的主筋需要在现场完成连接。在预制剪力墙外表面反打上外保温及饰面材料。

剪力墙结构中一般部位的剪力墙可采用部分预制、部分现浇,也可以全部预制;

底部加强部位的剪力墙宜现浇。

 

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预制剪力墙截面形式及要求:

预制剪力墙宜采用一字形,也可采用L形、T形或U形;预制墙板洞口宜居中布置。

楼层内相邻预制剪力墙之间连接接缝应现浇形成整体式接缝。

当接缝位于纵横墙交接处的约束边缘构件区域时,约束边缘构件的阴影区域宜全部采用后浇混凝土,并应在后浇段内设置封闭箍筋。

 

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(四)预制框架柱

装配整体式结构中一般部位的框架柱采用预制柱;

重要或关键部位的框架柱应现浇,比如穿层柱、跃层柱、斜柱,高层框架结构中地下室部分及首层柱。

 

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上下层预制柱连接位置:柱底接缝宜设置在楼面标高处。

钢筋连接方式:抗震性能重要,框架柱的纵向钢筋直径较大,宜采用套筒灌浆连接。

 

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安装流程:找平——柱吊装就位——柱支撑安装——柱纵筋套筒灌浆——预制柱上侧节点核心区浇筑前安装柱头钢筋定位板。

 

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(五)梁柱节点区

梁柱节点现浇

搭接连接后弯锚钢筋排列较紧密,吊装时存在梁筋与主筋碰撞的问题。

梁柱节点预制

可形成单节点梁或双节点梁,尽量避免双节点梁,特别是较大跨度的梁,易造成吊装下落困难,在跨度较小的梁可以适当应用。在边柱或角柱的位置上,也可将梁柱节点与柱一体化预制,形成带节点柱。

 

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对于梁柱节点后浇区域及现浇剪力墙区使用的模板宜采用定型钢模板,也可采用周转次数较少的木模板或其他类型的复合板,但应防止在混凝土浇筑时产生较大变形。

节点区混凝土强度等级同PC柱,要求高。

(六)预制构件的连接

预制承重构件的纵向受力钢筋连接是装配式整体混凝土结构中最为关键的技术,装配整体混凝土结构正是在连接技术的进步与革新的基础上得到应用和发展。

目前国内外比较成熟的竖向预制承重构件的钢筋连接技术主要有两种:

①套筒灌浆连接

②浆锚搭接连接

套筒灌浆连接

连接套筒包括全灌浆套筒和半灌浆套筒形式:

全灌浆套筒:两端均采用灌浆方式与钢筋连接;

半灌浆套筒:后者一端采用灌浆方式与钢筋连接,而另一端采用非灌浆方式与钢筋连接(通常采用螺纹连接)。

分布分区竖向钢筋间隔连接

《规程》允许,但间隔的间距、被连接钢筋最小直径有要求,且当计算水平剪力和配筋率时未连接钢筋不得计入。

分布区竖向钢筋间接连接

《规程》未禁止,间接连接的方式与现浇剪力墙相比较为接近,但变形、破坏形态以及承载力、延形等指标与设计人员的布置密切相关,需要进一步研究以证明其可靠性。

 

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注:《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》规定连接只能断于钢筋。

浆锚搭接连接

浆锚搭接连接是指在预制混凝土构件中采用特殊工艺制作成的孔道中插入需搭接的钢筋,并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋搭接方式,适用于较小直径的钢筋(d≤20mm)的连接,连接长度较大。

目前我国的空洞成型技术种类较多,尚无统一论证,因此《规程》要求纵向钢筋采用浆锚搭接连接时,对预留孔成孔工艺、孔道形状和长度、构造要求、灌浆料和被连接钢筋,应进行力学性能及实用性的实验验证。

 

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钢筋约束浆锚搭接连接

金属波纹管浆锚连接是比较成熟的技术。

金属波纹管浆锚搭接连接:墙板主要受力钢筋采用插入一定长度的钢套筒或预留金属波纹管空洞,灌入高性能灌浆料形成的钢筋搭接连接接头。

 

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(七)预制钢楼梯

预制混凝土楼梯,清水面,带防滑条,栏杆预埋件,两端筒支;固定铰:不可平移;可转动滑动铰:可平移,可转动,有防止滑落和掀起的措施,楼梯端部支撑:梯梁及挑耳,挑耳设计要充分考虑自重、地震、温度作用等,双跑楼梯,固定铰宜设置在楼面,剪刀楼梯,固定铰和滑动铰宜交错设置。

预制钢结构楼梯,更适用于建筑效果要求的异型楼梯,采用钢结构时设计及施工简便,应注意进行防腐防锈处理,并采取防火处理措施。

 

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预制楼梯与支撑结构之间宜采用一端为固定铰、一端滑动铰的简支连接。 

 

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(八)预制阳台

预制阳台可分为预制叠合阳台板或全预制阳台。

全预制阳台的表面平整度可以和模具表面一样平或者做成凹陷的效果,地面坡度和排水口也在工厂预制完成。

 

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(九)外挂墙板

外挂墙板采用外饰面反打技术,将保温及预制构件一体化,防水、防火及保温性能得到提高。实现建筑外立面无砌筑、无抹灰、无外架的绿色施工。

包括普通外挂墙板和夹心外挂墙板。

预制夹心外墙板,目前国内通常采用是非组合形式的夹心墙板,外墙板仅作为荷载,内叶墙板受力

 

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普通外挂墙板的厚度不宜小于120mm,宜双层双向配筋。

预制夹心外墙板外叶墙板的厚度不宜小于50mm,内叶墙板的厚度不宜小于80mm,保温材料的厚度不宜小于30mm,受力的内叶墙板宜双层双向配筋。

 

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外挂墙板与主体结构的连接节点采用柔性连接点支撑方式。

 

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(十)预制内隔墙

一般预制内隔墙是指:在预制长或加工厂制成供建筑装配用的混凝土板型构件,可以提高工厂化、机械化程度,减少现场湿作业,节约现场用工,克服季节影响,缩短建筑施工周期。

内隔墙在工程预制时可以预埋管线,减少现场二次开槽,降低现场工作量。

推广采用绿色材料ALC板或蒸压陶粒混凝土板,自重轻,安装便捷,无抹灰等特点。

 

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