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装配式建筑部品制造与应用技术刘昊2016.7.21刘昊：北京榆构有限公司总工程师高级工程师全国五一劳动奖章获得者电话：1330138299微信：blancliu911目录一、装配式建筑二、国外国内装配式混凝土建筑的发展及技术状况三、装配式混凝土结构发展新机遇四、装配式建筑新目标五、技术标准支撑六、住宅构件概述七、预制构件生产过程八、装配式混凝土建筑构件应用实例九、装配整体式剪力墙结构施工一、装配式建筑1、主要概念•由建筑结构构件、建筑构件及部品、机电设备等通过可靠连接方式装配而成的工业化建筑，包括装配式混凝土结构、钢结构、木结构及混合结构等；•是建筑工业化的主要形式、载体和产物；•装配式混凝土建筑是我国目前装配式建筑主要形式之一；•装配式建筑特征：标准化、工业化、信息化、装配化、一体化装修等。新型建筑工业化•是新型工业化的构成部分，是建筑产业现代化的重要途径；•目的：提高建筑工程质量、效率和效益；改善劳动环境，节省劳动力；促进建筑节能减排、节约资源；•重点：现代工业化、信息化技术（如BIM）在传统建筑业的集成应用，促进建筑生产方式转变和建筑产业转型升级。2、主要特点装配式混凝土建筑和现浇混凝土建筑相比的主要特点如下：（1）主要构件在工厂或现场预制，采用机械化吊装，可以与现场各专业施工同步进行，具有施工速度快、有效缩短工程建设周期、利于冬期施工的特点。（2）构件预制采用定型模板平面施工作业，代替现浇结构立体交叉作业，具有生产效率高、产品质量好、安全环保、有效降低成本的特点。（3）在预制构件生产环节可以采用反打一次成型工艺或立模工艺等将保温、装饰、门窗附件等特殊要求的功能高度集成，可以减少物料损耗和施工工序。（4）对从业人员的技术管理能力和工程实践经验要求较高，装配式建筑的设计施工应做好前期策划，具体包括工期进度计划、构件标准化深化设计及资源优化配置方案等。二、装配式混凝土结构发展新机遇需求强大，市场广阔•新型城镇化•新农村建设•保障性住房、棚户区改造国家技术经济政策支持•“十二五”、“十三五”发展规划•国家中长期科技发展规划•新型城镇化规划•绿色建筑行动方案•新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化发展战略劳动力短缺及人力成本大幅上升•2012年劳动力首次下降•人力资源成本占比大幅上升中共中央国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》（2016年2月6日）•发展新型建造方式。大力推广装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量。制定装配式建筑设计、施工和验收规范。完善部品部件标准，实现建筑部品部件工厂化生产。鼓励建筑企业装配式施工，现场装配。建设国家级装配式建筑生产基地。•加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。•积极稳妥推广钢结构建筑。在具备条件的地方，倡导发展现代木结构建筑。三、装配式建筑新目标北京市最新目标：……10努力建设绿色建筑示范城市推广新型建造方式。大力推动新建建筑装配式建造，保障性住房和政府投资的民用建筑全部采用装配式建造，不断提高商品房开发项目装配式建造比例，积极发展钢结构建筑，推行结构装修一体化成品交房，到2020年实现装配式建筑占新建建筑的比例达到30%以上。完善装配式建筑建设管理体系，完善标准和技术规范，完善生产、造价、设计、招标、施工、验收等管理制度，推行设计、采购和施工一体化总承包建造方式。--来源2016-7-11《头条号/首都之窗》关于加快发展本市装配式建筑的实施意见（汇报稿）（三）实施目标和范围到2018年实现装配式建筑占新建建筑的比例达到20%以上，基本形成适应装配式建筑发展的政策体系和技术保障体系；到2020年实现装配式建筑占新建建筑的比例达到30%以上，装配式建造方式成为我市主要建造方式之一。以下建设项目应采用装配式建筑：1．自本实施意见发布之日起，纳入本市保障性住房计划的项目（含商品住房配建保障性住房）及自住型商品住房项目全部采用装配式建筑并同步实施全装修成品交房，鼓励采用装配式装修；2．自2017年1月1日起，新立项政府投资的新建建筑全部采用装配式建筑；3．自2017年1月1日起，通过招拍挂方式取得本市城六区和通州区地上建筑规模5万平方米（含）以上的国有土地使用权的商品房开发项目全部采用装配式建筑；在其他各区及亦庄经济开发区取得的地上建筑规模10万平方米（含）以上的国有土地使用权的商品房开发项目全部采用装配式建筑。采用装配式建筑的住宅项目宜实施全装修成品交房。--2016.6四、国外国内装配式混凝土建筑的发展及技术状况1、美国•美国的工业化住宅起源于20世纪30年代。当时它是汽车拖车式的、用于野营的汽车房屋。二战期间,野营的人数减少了,旅行车被固定下来,作为临时的住宅。二战结束以后，美国政府担心拖车造成贫民窟，不许再用其来做住宅。•20世纪50年代后，美国出现了严重的住房短缺。这种情况下，许多业主又开始购买旅行拖车作为住宅使用。于是美国政府又放宽了政策，允许使用汽车房屋。•20世纪70年代以后，人们对住宅的要求更高了：要求面积更大，功能更全，外形更美观。1976年，美国国会通过了《国家工业化住宅建造及安全法案》，同年开始由HUD负责出台一系列严格的行业规范标准，一直沿用到今天。•美国1997年新建住宅147.6万套，其中工业化住宅113万套，均为低层住宅，其中主要为木结构，数量为99万套，其他的为钢结构。•2001年，美国的工业化住宅已经达到了1000万套，占美国住宅总量的7%，为2200万的美国人解决了居住问题。•2007年，美国的工业化住宅总值达到118亿美元。现在在美国，每16个人中就有1个人居住的是工业化住宅。•在美国，工业化住宅已成为非政府补贴的经济适用房的主要形式——因为其成本还不到非工业化住宅的一半。在低收入人群、无福利的购房者中，工业化住宅是住房的主要来源之一。•美国为了促进工业化住宅的发展，出台了很多法律和一些产业政策，最主要的就是HUD（美国联邦政府住房和城市发展部）技术标准。它是唯一的国家级建设标准，对设计、施工、强度和持久性、耐火、通风、抗风、节能和质量进行了规范。HUD标准中的国家工业化住宅建设和安全标准还对所有工业化住宅的采暖、制冷、空调、热能、电能、管道系统进行了规范。•1976年后，所有工业化住宅都必须符合联邦工业化住宅建设和安全标准。只有达到HUD标准并拥有独立的第三方检查机构出具的证明，工业化住宅才能出售。后来，HUD又颁发了联邦工业化住宅安装标准，它是全美所有新建HUD标准的工业化住宅进行初始安装的最低标准，提议的条款将用于审核所有生产商的安装手册和州立安装标准。对于没有颁布任何安装标准的州，该条款将成为强制执行的联邦安装标准。•政策和标准是推动工业化住宅发展的关键性条件，美国也不例外。1976年后，所有工业化住宅都必须符合联邦工业化住宅建设和安全标准。只有达到HUD标准并拥有独立的第三方检查机构出具的证明，工业化住宅才能出售。在，HUD又颁发了联邦工业化住宅安装标准(HUDProposedFederalModelManufacturedHomeInstallationStandards)，它是全美所有新建HUD标准的工业化住宅进行初始安装的最低标准，提议的条款将用于审核所有生产商的安装手册和州立安装标准。对于没有颁布任何安装标准的州，该条款将成为强制执行的联邦安装标准。•预应力混凝土是从欧洲开始的，但真正大量的应用是从美国开始。美国PCI协会的原名是“预应力混凝土协会”。直到1989年才正式改成“预制-预应力混凝土协会”。•PCI长期研究与推广预制建筑，预制混凝土的相关标准规范很完善，其装配式混凝土建筑应用非常普遍。PCI在1950年代中期有很多重要的发展：•1954年-第一个预应力混凝土规范公布•1955年-T.Y.Lin(林同炎)出版了《预应力混凝土结构设计》•1956年-第一本PCI杂志出版•1957年-成立PCI技术委员会•1958年-公布PCI预应力混凝工厂准则早期，除了预应力混凝土桥梁几个重要产品，也发展出来一些其它预应力产品：1)LinTee(单T板)由林同炎在1962年研发出来，跨度可以达到40米。近年来已由双T板取代。•林同炎（1912-2003），原名林同棪，西方常称之为T.Y.Lin或Tung-yenLin。1927年考入唐山交通大学（今西南交通大学）土木系，美国加州大学柏克利分校教授，是预应力工程理论的研究者及最早实施者，被誉为“预应力先生”，现在全球百分之七十以上的现代建筑都采用了预应力技术。他是第一位亚裔美国工程院院士，同时也是中国科学院外籍院士，“中央研究院院士”。他是美国预应力学会的创始人之一，主要著作有《预应力混凝土结构设计》、《钢结构设计》、《结构概念和体系》等书。2)双T板由HarryEdwards在1952年研发出来。当时宽度2.4米，最大跨度大约15米。经过近60年的发展，宽度从2.4米、3米、3.6米达到4.5米，跨度也达到40米。3)SP预应力空心楼板由HenryNagy在1953年研发出来。当时最大板厚是20厘米，最大跨度约9米。经过60年的发展，现在最大板厚达到40厘米，最大跨度约20米。1953年的工厂照为了提供正确可靠的设计方法,PCI也出版了一系列的指南：1)1971年第一版的PCI设计手册。2)1973年第一版的PCI装饰外墙设计手册。3)1977年第一版的PCI立体停车场设计手册。4)1985年第一版的PCI预应力空心楼板设计手册。预制及预应力产品在美国的应用1)梁2)墙3)柱剪力墙-梁柱结构系统：水平力(风力、地震力)完全由剪力墙来承受，梁柱只承受垂直力，而梁柱的接头在梁端不承受弯矩，简化了梁柱结点。内剪力墙–梁柱结构内剪力墙–梁柱结构外剪力墙–梁柱结构美国预制构件工程应用情况1)双T版一般宽度从2.4米到4.5米，高度由24英寸(61公分)到34英寸(86公分)。主要是应用在商业及工业建筑为主：1.1)工业建筑使用预应力保温外墙版使用预应力保温双T版做外墙1.2)立体停车场美国大部份的立体停车场是使用顶制及预应力混凝土建筑。它提供了一个最安全、快速、经济、美观、持久的混凝土建筑。2)单T板3)预应力空心楼板一般宽度从16英寸(66公分)到8英尺(2.4米)宽。高度由4英寸(10公分)到16英寸(40公分)。除了应用在商业及工业建筑外，住宅建筑也是很重要的材料。它有长跨度、防火、隔音的优点。全预制(内承重墙，预力梁，预制柱，预应力空心楼板)全预制(装饰外承重墙，预应力梁，预制柱，预应力空心楼板)现浇混凝土承重墙，预应力空心楼板，装饰外挂墙钢结构，预应力空心楼板装饰外墙预应力公路桥梁看台板监狱公路及铁路隔音墙由于灵活性及高品质，预制产品成了现浇混凝土最佳的替代品。安全、快速、经济、可持续发展也成了美国预制混凝土的代名词。培训视频\BuildingSystem.wmv2、欧洲欧洲的建筑工业于17世纪开始，采用一些定型的预制构件来搭建帐篷，走上的工业化之路。进入19世纪，欧洲的大城市人口不断增加，成为人们迫切的需要，受到了汽车工业大的发展经验的启发，走上了建筑工业化乃至建筑产业化之路。•第一次世界大战以后，由于房屋供应量不足，又缺少建筑材料的标准，从而促使了新建筑技术的研究和发展，这时，逐渐产生了独立房屋的建造目录，展现了工业化建筑的新方案。•第二次世界大战后，欧洲受到严重破坏，造成房屋短缺，建筑师们开始大规模开发模数化系统，开始研发结构合理，同时成本较低的钢结构工业化建筑。•在1961年至1964年间，德国发行了钢结构体系，这些钢结构是基于简单、模数化，基本实现了住宅建筑的标准化。随后发展到美国、日本以及加拿大。至今，欧洲的瑞典依然是世界上住宅工业化最发达的国家之一，80%的住宅采用以通用部件为基础的住宅通用体系。直到现在，欧洲依然在全面推行住宅工业化。•到了上世纪70年代，丹麦在标准化基础上通过模数和模数协调实现了部件的通用化，将各厂家生产的通用部件纳入《通用体系产品总目录》，设计人员可以从中