装配式混凝土结构拆分设计

装配式混凝土结构拆分设计专项建筑工业化专题1一、结构拆分设计工作要点二、剪力墙结构拆分方式三、框架结构拆分方式四、基本户型图五、PC结构构件计算六、灌浆料和连接件七、装配式建筑全装修技术目录2一、钢筋连接的三种方式（1）3套筒灌浆连接----钢筋连接的主要方式约束浆锚搭接连接；波纹管浆锚搭接连接套筒连接----钢筋机械连接；浆锚连接----钢筋搭接钢筋连接套筒一、灌浆连接套筒（2）4一端套丝一端灌浆两端灌浆注浆套筒连接一、灌浆连接套筒（3）5螺旋箍约束浆锚搭接连接波纹状孔洞螺旋加强筋被连接钢筋预埋钢筋排气孔灌浆孔弹性橡胶密封圈一、约束浆锚搭接连接（4）6C5dC030+d箍筋纵筋连接筋锚固长度箍筋纵筋连接筋波纹管浆锚搭接连接一、波纹管浆锚搭接连接（5）7保利公园约束浆锚搭接连接凤凰新城套筒注浆连接波纹管浆锚搭接连接一、钢筋连接三种方式（1）81一、结合面露骨料（2）结合面处理为水洗面0一、结合面键槽（3）10结合面键槽处理一、梁端部键槽（4）11结合面键槽处理一、叠合板表面人工拉毛（5）12叠合楼板表面人工拉毛一、叠合板表面人工拉毛（6）13叠合楼板表面人工拉毛一、叠合板表面人工拉毛、露骨料（7）14一、结构拆分设计工作要点（8）1、拆分设计不是单存的设计，而是集建筑方案设计、结构设计、构件制作、施工安装、构配件采购等为一体的技术，需要整合全局；2、拆分设计要以施工为核心，实现全局利益最大化；3、拆分设计要考虑技术细节，连接构造要与结构计算假定相符合；4、拆分设计要在建筑方案设计阶段就开始介入，要以标准化、模块化为基础进行；5、根据预制构件模具情况，有两种思路，其一是构件生产标准、简单；其二是现场施工操作简单；6、不同的结构形式、连接技术，结构拆分也不一定相同。成本变化也不尽相同。一、结构拆分设计工作要点（9）装配式结构拆分设计应该是逆向思维：施工这么做利益最大化→预制构件这么做生产方便→结构选择这样的拆分方案技术可行→建筑方案、水电各专业应满足相关的条件，否则实现不了这个拆分方案。按照这个思路再转回来，那么建筑方案设计、水电各专业满足相关条件→结构拆分方案满足技术要求→预制构件制作简单→施工技术可行，综合总造价最低，这时的结构拆分方案才是考虑了综合因素后合理的拆分方案。因此，作为结构拆分设计的负责人，应熟悉施工技术、掌握预制构件制作技术、懂建筑方案和各专业设计，还要掌握造价相关信息。一、结构拆分设计要点（2）17装配式住宅拆分设计由谁来领衔呢？◎策划阶段：以销售要求为目标，设计中心组织研发可PC的户型；◎途径：紧密跟踪最新的PC户型发展，适合目前技术水平的装配式住宅，施工的意见重点考虑；◎方法：需要结构工程师领衔，懂设计、构件制作、施工安装、成本、更重要的是管理协调能力；◎怎么实施：针对一个标准主力户型，做足功夫，研究透了，选择那种PC形式；◎步骤：循序渐进，一步一步实现高PC率。一、结构拆分设计要点（3）18对建筑方案的总体要求：1、平面尽可能规则，除北侧墙体外，尽可能做成一条直线，做加法而不是做减法；2、内墙进可能对齐，电气管线尽可能避开混凝土墙体，尤其是边缘构件；3、满足模数化要求，尽可能是3M，但是不一定每个开间都是一样的；4、外立面避免外挑和内收；5、尽可能不做转角窗；6、门窗跺满足相关尺寸要求。一、选用何种PC形式（10）19装配式建筑（PC建筑）：△简配版：水平构件预制：楼板、楼梯装配；◇中配版：水平构件预制+外墙装配（非夹心外墙板）+内墙现浇：外墙管线预留少适合装配，内墙管线多采用现浇；◎高配版：结构构件高预制率+全装修：外墙可根据实际需要决定是否采用夹心墙板，全装修主要以干法施工为主；一、选用何种PC形式（11）20装配式建筑成本增加控制：简配版（叠合楼板+预制楼梯）：成本增加控制在30-50元/m2；中配版（外墙预制+内墙现浇）：成本增加控制在100-200元/m2之内；高配版（外墙夹心+内墙装配）：成本增加控制在350-400元/m2之内；长期目标随着人工费上涨，控制在300元/m2左右。2222二、剪力墙结构拆分方式（1）春河里外墙预制内墙现浇凤凰新城外墙内墙均预制二、剪力墙结构拆分方式（2）22凤凰新城外墙内墙均预制边缘构件现浇二、剪力墙结构拆分方式（3）23上墙惠生缘新构城件，局内部外现墙浇预制，外边二、剪力墙结构拆分方式（4）24外墙预制内墙现浇边缘构件全现浇、分布钢筋所在剪力墙预制（行业标准推荐）二、剪力墙结构拆分方案（1）25456123边缘构件部分预制、水平钢筋环套环连接（2）二、剪力墙结构拆分方案（2）26456132二、剪力墙结构拆分方案（3）27外墙预制，现浇结合部位设在内墙，外墙全预制（3）34512结构拆分的另一种思路，模拟框架体系二、剪力墙结构拆分方案（4）29结构拆分的另一种思路，模拟框架体系二、剪力墙结构拆分方案（5）123456730边缘构件全现浇、分布钢筋所在剪力墙预制（行业标准推荐）二、剪力墙结构三种拆分方案之一（1）45612331边缘构件部分预制、水平钢筋环套环连接（2）二、剪力墙结构三种拆分方案之二（2）31456132二、剪力墙结构三种拆分方案之三（3）32外墙预制，现浇结合部位设在内墙，外墙全预制（3）34512结构拆分的另一种思路，模拟框架体系二、剪力墙结构三种拆分方案之三（4）34结构拆分的另一种思路，模拟框架体系二、剪力墙结构三种拆分方案之三（5）123456735二、构造与计算假定相符合（1）1、带窗整间墙板预制，与约束边缘构件连接不当，竖向荷载传递连续问题，强约束带来整体刚度变化问题；2、内隔墙安装不当造成连续传力问题；3、夹心墙板的整体约束问题；4、窗口部位做成双连梁的刚度计算问题；5、剪力墙竖向钢筋套筒连接引起的塑性铰上移问题；6、如果外墙仅作模板，混凝土墙板与内部现浇剪力墙通过对拉螺栓连接，那么外墙对整体刚度的影响很难估算。36二、剪力墙结构拆分方式（5）36春河里夹心墙板保利公园预制墙板+外保温二、剪力墙结构拆分方式（6）37二、剪力墙结构拆分方式（7）38二、构造与计算假定相符合（1）39内隔墙通过垫片连续传力二、构造与计算假定相符合（1）40窗下墙的约束问题二、剪力墙拆分设计需要确定的几个问题（1）结构拆分设计基本问题：1、钢筋连接方式？套筒？浆锚搭接连接？2、预制构件生产技术参数确定？重量、尺寸？3、施工技术水平？精度？4、结构整体装配的方案？简配、中配、高配？5、剪力墙结构选择哪种拆分方式？边缘构件预制？6、梁与梁的连接方式？套筒？主梁现浇？7、叠合楼板的连接方式？单向板还是双向板？8、外墙板夹心板？挂板？内墙板？9、楼梯、阳台等的形式？10、结合面：键槽、露骨料？41二、剪力墙墙板拆分几个基本要点1、预制剪力墙最好全部拆分为一字型，单个构件重量一般不大于5吨，最大构件控制在10吨以内，否则塔吊的费用增加较大；2、剪力墙与连梁宜平面内连接，梁钢筋采用直锚，焊接5d；3、剪力墙拼缝现浇部分的长度宜大于400mm，有利于钢筋绑扎施工？4、剪力墙竖向钢筋连接方式选择分离式搭接还是采用套筒单根钢筋连接？5、边缘构件和墙体纵向钢筋尽可能统一钢筋型号和直径；42二、剪力墙叠合梁拆分几个基本要点1、连梁和框梁一般控制连梁跨度不大于6m，6m以下的一般两点吊装，6m以上梁须考虑4点吊装，需要进行组合吊具设计；2、连梁一般不于窗下墙整体预制，安装不方便；3、连梁箍筋最好做成闭口箍筋，相应叠合楼板板底不伸出胡子钢筋；4、连梁搭接在剪力墙上20mm时，不用考虑竖向结合面的抗剪问题；5、主次梁交接时，最好是次梁预制主梁现浇，如果主次梁均预制，宜采用套筒连接；43三、框架结构拆分方式（1）44钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（2）45钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（3）46钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（4）47钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（5）48钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（6）49钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（7）50通常的柱梁PCa工法柱PCa吐出：充填確認継手グラウトモルタルグラウト圧入目地モルタルFL型枠または目地詰モルタル钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（8）51钢筋两端灌浆连接套筒结构示意图三、框架结构拆分方式（9）52南科大厦平面拆分方案三、框架结构拆分方式（10）53南科大厦平面拆分方案三、框架结构拆分方式（11）框架结构拆分设计基本问题：1、端跨中连接还是梁端链接？大跨、中跨？2、柱梁截面尺寸最小要求？钢筋、保护层厚度？3、塑性铰，强柱弱梁？弹塑性分析？4、主次梁如何拆分？柱梁现浇、伸出套筒？5、窗间墙如何处理？6、外挂墙板？点连接？线连接？7、柱底部定位螺栓？3个or4个？54四、基本户型图（1）5595m2小三室户型四、基本户型图（2）56万科的PC户型95m2小三室户型沈阳万科春河里四、基本户型图（3）57大连万科户型97（3室）+78（两室）四、基本户型图（4）58110（3室）+90（两室）四、基本户型图（5）59100（3室）+90（两室）四、基本户型图（6）60固定模块系统弹性模块系统复合管廊系统轻质隔墙系统集中新风系统标准化住宅体系分区收纳系统同层排水系统集成厨房系统整体卫浴系统故障检修系统建筑装修一体化设计五、结构构件的计算（1）1、同一楼层对于现浇部分的剪力墙弯矩和剪力乘以1.1增大系数；2、剪力墙水平连接部位计算：只需计算抗剪；3、剪力墙竖向连接部位只要满足构造要求，可认为连接成为一个整体，不用计算拼缝部位；4、剪力墙脱模、吊装计算，不是控制工况；5、如果是夹心保温外墙板，外叶墙板厚度建议不小于60mm，外叶墙板需要进行风荷载、地震作用、温度、环境影响的计算：62五、结构构件的计算（2）1、叠合梁需水平结合面抗剪计算，结合面剪应力不大于0.4Mpa，可不配置抗剪钢筋，新老混凝土结合面极限抗剪强度值可达1.8Mpa（不进行拉毛处理）以上，安全系数为4.5；2、竖向结合面抗剪可考虑现浇面层混凝土、键槽和纵向钢筋的共同承载力之和，地震作用工况下，乘以相应的折减系数；3、预制半PC梁脱模、吊装过程计算，主要计算裂缝和挠度；4、半PC梁施工过程支撑间距计算；62六、连接材料的技术指标（1）63钢筋连接套筒：建茂股份有限公司一端套丝连接，一端注浆连接套筒型号套筒外径×长度(mm)螺纹直径×螺距(mm)灌浆段孔径(mm)套筒理论重量(kg)CT14Φ40×156M14.5×2.0Φ270.79CT16Φ42×174M16.5×2.0Φ300.88CT18Φ45×193M18.7×2.5Φ321.12CT20Φ48×211M20.7×2.5Φ341.40CT22Φ50×230M22.7×2.5Φ371.57CT25Φ55×256M25.7×2.5Φ402.2CT28Φ60×294M28.9×3.0Φ432.8864六、连接材料的技术指标（2）表4.3.2水泥基灌浆料性能指标及检验标准性能指标检验标准项目套筒灌浆连接约束浆锚搭接连接钢筋浆锚搭接连接泌水率0%0%0%GB/T50080流动度/初始值≥290mm≥200mm≥290mmGB/T50448流动度/保留值(30min)≥260mm≥150mm≥200mm竖向膨胀率_3h0.00%-3.50%0.02-0.5%0.0%-0.05%GB/T50448竖向膨胀率_24h0.02%-0.50%0.05-0.5