预制混凝土构件在钢结构项目中的应用,新西兰、日本及国内装配式建筑项目考察总结
爱运动的黄花菜
2021年02月22日 10:08:47
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来源:预制建筑网;作者:李伟兴。 资料来源:天华建筑工业化技术中心  01 钢结构体系及发展状况 

来源:预制建筑网;作者:李伟兴。

资料来源:天华建筑工业化技术中心



 01 钢结构体系及发展状况 


  国内目前的政策背景


2018年12月24日,住建部工作会议。2019年1月发布《关于印发住房和城乡建设部建筑市场监管司2019年工作要点的通知》: “大力发展钢结构等装配式建筑,积极化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾,加快完善装配式建筑技术和标准体系。”


住建部先后在山东、湖南、河南、四川、江西、浙江、青海等地 开展钢结构装配式住宅建设试点 ,为期3年(2019年——2022年)。


2019年10月29日,《国家发展改革委关于印发〈绿色生活创建行动总体方案〉的通知》(发改环资〔2019〕1696号):“(五) 推广装配化建造方式。大力发展钢结构等装配式建筑,新建公共建筑原则上采用钢结构。 ” 


2020年8月28日,住建部等9部门联合印发《住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》(建标规〔2020〕8号):“(十) 大力发展钢结构建筑。鼓励医院、学校等公共建筑优先采用钢结构,积极推进钢结构住宅和农房建设。完善钢结构建筑防火、防腐等性能与技术措施,加大热轧H型钢、耐候钢和耐火钢应用,推动钢结构建筑关键技术和相关产业全面发展。


  国外建筑结构体系的发展趋势——以新西兰为例






  新西兰地震带来建筑结构体系的巨大变化






资料来源:《重建克赖斯特彻奇:建筑结构体系抗震设计的转变》 Michel Bruneau,Greg MacRae 著,王伟、方成 译


  新西兰地震带来建筑结构体系的巨大变化


新西兰新建钢结构建筑按 使用频次最多的体系 依次为:防屈曲支撑(BRB)框架、传统抗弯框架(MRF)、带有梁端截面削弱(RBS犬骨式)的抗弯框架、带有可更换耗能梁段的偏心支撑框架(EBFs)、中心支撑框架(CBFS)、常规偏心支撑框架、摇摆钢框架体系等。


可更换耗能梁段的偏心支撑框架  犬骨式梁端截面抗弯钢框架 


防屈曲中心支撑(BRB)钢框架   常规偏心支撑框架


  新西兰结构体系的几个应用特点







  PC构件在钢结构中的应用范围


外围护墙板

砌块墙板、ALC(或AAC)条板、预制混凝土集成挂板、ECP装饰挂板、幕墙+龙骨系统、岩棉夹心彩钢板、钢丝网水泥夹芯板等


楼板

压型钢板现浇板、钢筋桁架楼承板、钢筋桁架铝模(可拆卸)现浇板、钢筋桁架竹胶板(可拆卸)现浇板、ALC配筋条板、钢筋桁架叠合板、预应力钢管桁架叠合板(PK3)、预应力空心板、预制双T板、预制带肋底板叠合板等 


内隔墙板

砌块墙板、ALC(或AAC)条板、陶粒混凝土条板、 轻钢龙骨+防火石膏板、轻质纤维水泥板灌浆墙板、铝(纸)蜂窝轻质复合墙板等



 02 钢砼混合结构应用案例 


  2.1 高层办公建筑项目案例



项目地点: 日本,东京

项目概况: 建筑地上14层,采用 预制柱钢梁框架-现浇核心筒混合结构 ,首层预制柱底采用隔震装置


隔震装置的平立面布置情况


隔震支座设计参数及构造


预制面砖反打框架柱


钢结构梁板+现浇核心筒


外围弧形预制框架梁(莲藕梁)


现浇核心筒内部钢楼梯


预制柱的钢筋套筒灌浆连接


预制梁的钢筋套筒灌浆连接


外围弧形预制莲藕梁


变截面钢梁与外框梁的连接


钢筋桁架楼承板安装现场


  2.2 多层酒店建筑项目案例


项目地点: 新西兰皇后镇( Queenstown )

项目概况: 建筑地上8层,采用钢框架-预制混凝土墙板混合结构,局部核心筒采用现浇





预制墙底留15mm接缝,采用满铺坐浆+逐孔灌浆法: 先在墙底满铺35MPa砂浆,墙板安装就位后再逐孔开始灌浆,下部为注浆孔,上部为出浆孔



预制墙顶预留外伸钢筋分为三类:

第一类为墙端抗弯纵筋;

第二类为墙身抗剪纵筋;

第三类为板墙连接钢筋。待叠合板安装就位后,板墙连接钢筋(第三类纵筋)弯折90度锚入叠合现浇层



钢梁底和叠合板底采用盘扣式临时支架+方木支托,楼板密拼布置,拼缝两侧板边缘设下倒圆角。



  2.3 小高层办公建筑项目案例


项目地点: 立陶宛,维尔纽斯

项目概况: 建筑地上8层,采用 预制柱钢梁框架-预制混凝土核心筒结构 ,楼板为预应力空心板。框架部分采用芬兰佩克的?钢砼组合梁-PC柱形成的混合框架体系


墙板竖向纵筋浆锚搭接


墙板转角焊接钢板连接  浆锚搭接连接节点


  2.4 PEC组合钢结构住宅项目




项目地点: 浙江嘉兴,海盐

项目概况: 建筑地上16层,标准层层高3m,建筑高度48m,采用预制PEC框架-PEC钢板剪力墙结构

(PEC)组合结构: 开口截面主钢件外周轮廓间包覆混凝土,且混凝土与主钢件共同受力的预制组合结构构件



  2.5 PC柱-钢梁框架办公楼项目?


项目地点: 浙江,湖州

项目概况: 建筑地上8层,层高3.6m,总建筑高度28.8m。采用 预制混凝土柱-钢梁混合框架结构




 03 预制砼外围护应用案例 


  3.1 低层别墅建筑项目


项目地点: 江苏,太仓

结构形式: 日本积水自有的 “β系统结构体系” ,即梁贯通、柱分层、全螺栓连接,PC外围护墙板采用用工厂预制生产的、兼顾强度和美观的新一代复合墙板,即运用 “高压真空挤压方式”将混凝土挤压成型的ECP外挂墙板



项目建成后效果——立面



  3.2 多层工业园区厂房项目


项目地点: 广西,柳州

建筑用途: 钢结构工业厂房, 单栋建筑面积约9000m2,地上三层。柱网为8.0m×12.6m,各层高度分别为9.0m、6.2m和6.2m。外围护墙采用面砖反打的夹心保温外挂墙板



预制夹心保温外挂墙板



连接节点设计



  3.3 多层钢结构停车楼项目


项目地点: 基督城( Christchurch )

结构形式:钢框架-中心支撑结构 ,压型钢板现浇楼盖+PC外挂墙板+PC楼梯


PC外挂墙板下支点


PC外挂墙板上支点   PC外挂墙板底部承重支点


  3.4 高层办公楼项目案例


项目地点: 日本,东京,新日铁大楼

结构形式: 钢结构框架-现浇核心筒结构,外围护墙采用PC石材反打墙板和玻璃幕墙组合,背立面采用ECP外挂墙板



项目地点: 日本,东京



  3.5 高层住宅项目案例


项目地点: 上海,浦东新区

结构形式: 钢框架-支撑结构 ,外围护墙板采用预制夹心保温外挂墙板。地上14层,建筑高度43.6m




 04 预制混凝土板应用案 


  4.1 多层酒店建筑项目案例


项目地点: 新西兰,皇后镇



  4.2 高层办公楼项目案例


项目地点: 新西兰,基督城( Christchurch )

结构形式: 钢框架-混凝土核心筒结构 ,楼面采用预制双T板和密拼叠合板,顶层采用压型钢板现浇楼面



  4.3 多层物流仓储项目案例


项目地点: 北京,昌平区

项目概况: 建筑地上3层,采用 钢框架+预应力空心板结构



  4.4 小高层办公楼项目案例


项目地点: 浙江,湖州

项目概况: 建筑地上8层,采用 预制混凝土柱-钢梁混合框架结构 ,楼板采用预应力钢管桁架叠合板(PK3)



  4.5 多层幼儿园建筑项目


项目地点: 广东,深圳

项目概况: 建筑地上3层,采用 钢框架结构 ,外围护为PC外挂墙板,楼板采用预应力倒双T叠合板



现场密拼安装和防裂处理



  4.6 低层别墅建筑项目案例


项目地点: 江苏,太仓

项目概况: 建筑地上3层,采用日本积水 “β系统钢结构体系”  ,楼板采用配筋ALC条板+板底交叉支撑







  4.7 高层住宅建筑项目案例


项目地点: 上海,浦东新区

结构形式:钢框架-支撑结构, 地上14层,建筑高度43.6m。楼板采用钢筋桁架叠合板,设后浇连接段



  4.8 多层钢结构停车楼项目案例


项目地点: 辽宁,沈阳

结构形式: 丰田4S店立体停车楼, 多层钢框架结构 ,楼板采用18m跨的预制双T板



  4.9 钢结构中预制楼梯应用案例




 结论与展望 


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