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建協(xié)簡訊2018.6-2 福建省建筑設(shè)計研究院總工程師解讀《福建省預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
發(fā)布日期:2018-06-04 15:25:34   查閱次數(shù):1716次    字體: 正常
    《福建省預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》編制情況的匯報分為4個部分:1.規(guī)程的編制情況;2.簡要介紹全裝配式框架工法;3.介紹新型建筑工業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù);4.對試點期間裝配式結(jié)構(gòu)體系選擇的思考。
  一、規(guī)程的編制情況
    規(guī)程在編制中提出了受彎疊合構(gòu)件水平疊合面受剪承載力計算方法,強調(diào)了消能減震、隔震技術(shù)、BIM技術(shù)在預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中的應用;對預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的檢測檢驗要求進行了系統(tǒng)的梳理。消能減震、隔震技術(shù)、BIM技術(shù)等章節(jié)系首次列入在裝配式結(jié)構(gòu)規(guī)程。審查專家一致認為《規(guī)程》填補了福建省相關(guān)領(lǐng)域的空白,具有較好的可操作性,整體水平達到國內(nèi)領(lǐng)先,同意通過對《規(guī)程》送審稿的審查。
  編制的基本原則:充分反映我國近年來對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)進行的各項科學研究和工程實踐的最新成果;反映當前成熟的技術(shù)水平;努力向國際先進水平靠攏;與現(xiàn)行的相關(guān)國家標準和行業(yè)規(guī)程協(xié)調(diào)一致;對各項計算指標、設(shè)計和構(gòu)造要求均從嚴;對尚需進行進一步研究的問題給出原則性的指導意見,定性不定量;與其他標準相關(guān)的內(nèi)容,僅引用相關(guān)標準號,不抄錄相關(guān)條款,以避免斷章取義。
  規(guī)程在設(shè)計概念上有以下進步:1.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)強調(diào)等同現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),計算簡圖與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)基本相同;2.強調(diào)預制與現(xiàn)澆相結(jié)合,更注重裝配式結(jié)構(gòu)的整體性;3.在標準化的基礎(chǔ)上,可以實現(xiàn)建筑的多樣化,對建筑師的限制少;4.可適用于居住建筑和公共建筑;5.強調(diào)了部品的工業(yè)化。這些概念與我國上一代的國家標準JGJ1-91相比有較大的進步。
  《規(guī)程》共16章和2個附錄,主要技術(shù)內(nèi)容包括:1.總則;2.術(shù)語和符號;3.基本規(guī)定;4.材料;5.建筑設(shè)計;6.結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定;7.框架結(jié)構(gòu)設(shè)計;8.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計;9.預制外掛墻板設(shè)計;10.預制混凝土構(gòu)件深化設(shè)計;11..BIM技術(shù)應用;12.構(gòu)件制作與運輸;13.施工;14.安全技術(shù)措施;15.檢測檢驗;16.工程驗收。涵蓋了裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工、安裝以及驗收的全過程,可以用于指導試點期間福建省裝配式建筑的工程實踐。
  本規(guī)程的特色如下:1.在第6章中重點強調(diào)隔振、消能減震技術(shù)在裝配式的應用,將該技術(shù)單獨編為一節(jié),為國內(nèi)首創(chuàng);2.在第7章中引進臺灣潤泰集團的成熟技術(shù),在工程實踐的可操作性方面較行業(yè)標準JGJ1-2014有一定的進步;3.將BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)中的應用要點單獨編為第11章,為國內(nèi)首創(chuàng);4.在第15章中將有關(guān)裝配式結(jié)構(gòu)的檢測、檢驗進行了全面的梳理、匯總,單獨編列一章,方便現(xiàn)場使用,為國內(nèi)首創(chuàng)。
    歐美發(fā)達國家的建筑工業(yè)化始于第二次世界大戰(zhàn)后,在50-60年的技術(shù)發(fā)展過程中形成了各具特色的建筑工業(yè)化系統(tǒng)。從技術(shù)路線上,大體可以分為偏重于干式連接的歐洲體系和偏于濕式連接美日體系。    我國的建筑工業(yè)化方興未艾,處于快速發(fā)展的初級階段,如果能引進適合國情的先進體系,則可以大大加快我國建筑工業(yè)化的發(fā)展速度。我們在編制福建省地方標準時更要突出強調(diào)福建省的地域特點,在推薦的通用體系的選擇上要充分考慮福建省的實際情況。
    二、全裝配框架工法的介紹
    本規(guī)程推薦的通用裝配式框架體系的技術(shù)來源是日本,臺灣潤泰集團在多年的工程實踐中,結(jié)合預制生產(chǎn)工藝的技術(shù)發(fā)展進行了多項改進。采用該技術(shù)體系建造的建筑經(jīng)受了日本和我國臺灣地區(qū)多次地震的考驗,實踐表明具有良好的抗震性能。
  預制裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)體系,采用預制柱,疊合梁、疊合板、預制樓梯等預制構(gòu)件,柱縱向鋼筋采用套筒式連接器連接,通過現(xiàn)場后澆鋼筋混凝土,將預制構(gòu)件及節(jié)點連成整體的結(jié)構(gòu)體系。預制裝配整體式混凝土框架工法可以分為工廠預制、現(xiàn)場吊裝、現(xiàn)場后澆混凝土3個環(huán)節(jié)。將由鋼筋混凝土材料組成的構(gòu)件以類似鋼結(jié)構(gòu)的組裝方式進行施工作業(yè)。
    三、新型建筑工業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)
  目前,我國的新型建筑工業(yè)化處于發(fā)展的初期,裝配式結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點和優(yōu)勢還沒有向社會大眾進行充分的宣傳和說明。社會上對于裝配式結(jié)構(gòu)還存在著很多的誤解和顧慮,主要集中在以下幾個方面:結(jié)構(gòu)的安全性問題、結(jié)構(gòu)的耐久性問題、建筑形式的多樣性問題、裝配式結(jié)構(gòu)的成本控制問題。這些問題正是工程設(shè)計人員需要認真面對并加以解決的問題。
  針對上述問題,本規(guī)程在編制時通過引入新型建筑工業(yè)化的5大關(guān)鍵技術(shù)來加以解決。
    新型建筑工業(yè)化的5大關(guān)鍵技術(shù)是:強調(diào)結(jié)構(gòu)的整體性、新型鋼筋連接技術(shù)、高強材料的應用、BIM技術(shù)和消能減震技術(shù)。下面就逐一進行簡要的介紹。
 ?。ㄒ唬┱w性
  對于裝配式結(jié)構(gòu)來說,整體性是確保結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵性能,我們現(xiàn)在推行的新型建筑工業(yè)化與之前的大板住宅完全不同。新型的裝配式建筑強調(diào)“等同現(xiàn)澆”的概念。規(guī)程推薦的節(jié)點做法均經(jīng)過了足尺對比試驗加以驗證。試驗結(jié)果證明:按照規(guī)程規(guī)定的計算、構(gòu)造要求建造的房屋性能略好于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆房屋。這個結(jié)論是經(jīng)過實際的震害考驗的。而且規(guī)程對于裝配式結(jié)構(gòu)的接縫處理特別予以強調(diào),針對不同的部位采用不同的接縫處理措施,這些措施充分考慮了實際執(zhí)行的可行性,又充分保證了接縫處的性能。
 ?。ǘ┬滦弯摻钸B接技術(shù)
  在鋼筋連接方面,引進了在發(fā)達國家已經(jīng)使用多年的鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)。這項技術(shù)的特點是可以在看不見鋼筋的情況下將鋼筋可靠的連接起來,而且性能特別穩(wěn)定可靠。這項技術(shù)是1968年美國檀香山大學教授美籍華人余占疏博士發(fā)明的。這項技術(shù)在20世紀60年代末就應用于工程實踐了,日本企業(yè)在1970年代引進該項技術(shù)并進行了改進?,F(xiàn)在該項專利技術(shù)已經(jīng)過了專利保護期,可以無償?shù)氖褂谩?/DIV>
  (三)隔震與消能減震
  對于一般的抗震結(jié)構(gòu),為保證在遭受不可預見的強烈地震時,結(jié)構(gòu)不致產(chǎn)生嚴重的破壞和倒塌,其抗震設(shè)計原則是允許結(jié)構(gòu)中部分次要構(gòu)件產(chǎn)生一定的塑性變形,利用主體結(jié)構(gòu)的延性和塑性變形來耗散地震輸入能量,防止結(jié)構(gòu)倒塌。這種結(jié)構(gòu)抗震理念和設(shè)計方法完全依靠結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的強度和塑性變形能力來抵抗地震作用,是所謂的“硬抗”地震的方法。
  對于消能減震結(jié)構(gòu),采用的是減震控制的設(shè)計思想。通過附加的消能減震裝置使得主結(jié)構(gòu)承受的地震作用顯著減小,從而達到控制結(jié)構(gòu)地震反應,降低主結(jié)構(gòu)損傷程度的目的。減震控制技術(shù)主要包括消能減震、隔震減震、質(zhì)量調(diào)諧減震和主動控制減震。消能減震結(jié)構(gòu)具有以下的特點和優(yōu)勢:(1)消能減震結(jié)構(gòu)更為安全;(2)消能減震在某些情況下可能更經(jīng)濟且性能更優(yōu)越。
    消能減震結(jié)構(gòu)在美、日等發(fā)達國家得到廣泛的應用,并經(jīng)受了高烈度地震的考驗。大量的工程實踐證明了消能減震技術(shù)路線的可靠性和先進性。消能構(gòu)件均采用工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝的形式,與裝配式結(jié)構(gòu)在建造模式上完全契合;裝配式結(jié)構(gòu)在安裝精度上的控制要求,使得消能構(gòu)件的安裝難度必然低于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。消能減震技術(shù)與混凝土預制裝配式技術(shù)相結(jié)合的高層建筑體系,可以較好地滿足我國當前的社會需求,有助于實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的目標。
 ?。ㄋ模〣IM技術(shù)
  BIM技術(shù)是一種應用于工程設(shè)計建造管理的信息化工具,通過參數(shù)模型整合項目的相關(guān)信息,在項目策劃、勘察、設(shè)計、施工、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞,使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對,為設(shè)計團隊以及各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)。BIM技術(shù)在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面可發(fā)揮重要作用。
  新一代裝配式建筑的技術(shù)路線強調(diào)設(shè)計與建造是一個系統(tǒng)工程,需要整體設(shè)計的思想。對于裝配式結(jié)構(gòu),建設(shè)、設(shè)計、制作、施工各單位在方案階段就需要進行協(xié)同工作,共同對建筑平面和立面根據(jù)標準化原則進行優(yōu)化,對應用預制構(gòu)件的技術(shù)可行性和經(jīng)濟性進行論證,共同進行整體策劃,提出最佳方案。在設(shè)計的各個階段,建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝修等各設(shè)計專業(yè)間也應更加密切地進行配合。
  BIM技術(shù)的快速發(fā)展為新一代裝配式結(jié)構(gòu)的應用提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。BIM技術(shù)可以大大提升專業(yè)間、單位間的協(xié)同水平,減少差錯,提高效率。BIM技術(shù)是建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵性技術(shù)。裝配式建筑項目參與各方應正確理解BIM的技術(shù)特點和應用價值,提高BIM應用的技術(shù)水平。
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   裝配式結(jié)構(gòu)可以很好地適應建筑造型多樣化的要求,悉尼歌劇院是全球知名的地標性建筑,美麗的貝殼形造型給大家留下了美好的印象。體育場館建筑也是房屋建筑中建筑難度較大的一類,由于建筑功能的要求,使得看臺需滿足視線設(shè)計的要求,如采用現(xiàn)澆工法,模板的一次性攤銷大,建造成本居高不下。日本的體育場館絕大多數(shù)采用預制裝配工法建造,很好地平衡了建造質(zhì)量和造價。
  四、對試點期間結(jié)構(gòu)體系選擇的思考
   (一)對裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的思考
  裝配式結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)受力體系上與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)并無不同,也可以分為框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)在我國的其他省份也進行了多年的推廣實踐,建成了相當數(shù)量的工程,取得了不少的成績。裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻體間的接縫數(shù)量多且構(gòu)造復雜,接縫的構(gòu)造措施及施工質(zhì)量對結(jié)構(gòu)整體的抗震性能影響較大,使得裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能很難完全等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。如何可靠、經(jīng)濟地處理好裝配式剪力墻的接縫,仍是一個需要繼續(xù)研究的課題。世界各地對裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的研究相對較少。
    我國近年來,對裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)進行了大量的研究工作,但由于福建省內(nèi)裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)尚缺少實踐經(jīng)驗,本規(guī)程對于該結(jié)構(gòu)體系適用高度適當從嚴。
    (二)對鋼結(jié)構(gòu)住宅的思考
  鋼結(jié)構(gòu)具有材料強度高,自重輕等特點,是新型建筑工業(yè)化的重要組成部分。目前國內(nèi)也有多個廠家進行了鋼結(jié)構(gòu)住宅系統(tǒng)的研發(fā),例如長沙遠大可建,浙江杭蕭鋼構(gòu)等企業(yè)推出了自行研發(fā)的專用體系。
  鋼結(jié)構(gòu)具有自身的技術(shù)特點:由于鋼結(jié)構(gòu)在高溫條件下會發(fā)生軟化,對于耐火性的要求與通常的混凝土結(jié)構(gòu)有很大的差別;此外在室外或半室外條件下鋼結(jié)構(gòu)的耐久性也是很難保證的;鋼結(jié)構(gòu)對于建造人員的產(chǎn)業(yè)化要求也明顯高過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);由于鋼結(jié)構(gòu)材料用量少的特點,使得結(jié)構(gòu)的冗余度較小,如果結(jié)構(gòu)的耐久性和建造水平不能保持較高的水準,對建筑的安全性是很不利的。
  建議在建筑工業(yè)化試點期間,對于鋼結(jié)構(gòu)住宅要采取“標準先行,穩(wěn)步推進”的策略,避免一哄而上。
  
 
 
 
                                              龍巖市建筑業(yè)協(xié)會摘錄
                                                 2018年6月4日
主辦單位:龍巖市建筑業(yè)協(xié)會 技術(shù)支持:廈門中施信科技有限公司
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