满足装配率刚性指标要求下的装配式结构设计案例研究

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放大字体  缩小字体    发布日期:2022-04-09  浏览次数:173
核心提示:满足装配率刚性指标要求下的装配式结构设计案例研究——绍兴公交取消综合楼位于绍兴市镜湖区,建筑面积3200m,地上4层,地下1层。地上建筑为装配式建筑(图1),主要预制构件为预制桁架筋叠合阳台板、预制桁架筋叠合楼板、预制内隔墙等。

    

    满足装配率刚性指标要求下的装配式结构设计案例研究——绍兴公交取消综合楼位于绍兴市镜湖区,建筑面积3200m,地上4层,地下1层。地上建筑为装配式建筑(图1),主要预制构件为预制桁架筋叠合阳台板、预制桁架筋叠合楼板、预制内隔墙等。

满足装配率刚性指标要求下的装配式设计案例研究

图1综合楼建筑效果


1设计要求


1.1PC构件混凝土要求


预制构件采用C30混凝土, 力学性能指标和耐久性要求等符合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定。PC构件达到混凝土抗压强度设计值的75%且不小于15N/mm时方可脱模,预制构件出厂时,混凝土龄期不得低于14d,抗压强度实测值不得低于设计要求的75%;构件吊装时,混凝土龄期不得低于14d,抗压强度实测值不得低于设计要求。


1.2PC构件钢筋要求


钢筋应符合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的规定。材质符合GB 1499—2007《钢筋混凝土用钢》的规定,强度标准值应具有不小于95%的保证率。抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件(含梯段),其纵向受力钢筋采用普通钢筋时,抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3,且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。简支的预制梯板钢筋不用抗震钢筋。


1.3套筒及灌浆料要求


灌浆套筒应符合现行行业标准JG/T 398—2012《钢筋连接用灌浆套筒》的规定,且套筒间的净距不应小于25mm。灌浆料符合JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》的规定,主要技术性能应符合表1的规定。同层现浇混凝土强度达到75%后才能进行灌浆施工;灌浆时由下孔灌入上孔冒浆即视为灌满,应及时用皮塞塞紧。


表1灌浆料主要技术性能

PC构件生产技术

1.4PC构件生产技术


生产构件的模具符合JGJ 1—2004《装配式混凝土结构技术规程》的规定。与混凝土直接接触的钢模表面需均匀涂抹脱模剂,对外观要求较高的构件,在模板拼接处(如侧模与底模的拼接处)须使用止水条做密封处理。脱模时混凝土强度应达到设计值的75%以上,且立方体抗压强度不应小于15N/mm。PC构件详图中的预留孔洞、预埋件和机电预留管线应与相关专业图纸核对无误后方可下料制作;所用金属预埋件与连接件等表面均须镀锌处理,钢材等级为Q345。所有PC构件与现浇混凝土的结合面应做成粗糙面,其凹凸度不小于4mm。PC构件的允许尺寸偏差除应满足JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》的有关规定外,预留钢筋允许偏差还应满足中心线位置(±2mm);外伸长度(–2mm, +5mm)的规定。与现浇结构相邻部位200mm宽度范围内的表面平整度允许偏差应不超过1mm。


2满足装配率刚性指标要求下的装配式结构设计案例研究依据及方案确定


2.1设计依据


建筑产业化是建筑工业化的目标,其实现路径是以构件预制化生产、装配式施工为建造方式,以设计标准化、构件部品化、施工机械化、装修一体化、管理信息化为特征,整合设计、生产、施工等整个产业链。装配式建筑是由预制部品部件在工地组装而成的建筑,发展装配式建筑须要有实施依据,浙江省住房和城乡建设厅发布的DB33/T 1165—2019《装配式建筑评价标准》已于2019年8月1日实施。装配式建筑的装配率是指单体建筑标高±0.000以上(不含±0.000)主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线等采用预制部品部件的综合比例,其评分见表2。



装配式建筑评分


2.2设计目标


绍兴公交取消综合楼(以下简称综合楼)属公共建筑,在进行装配式建筑评价时,其装配率不得低于60%,对各部位进行最低评价分值规定要求为:(1)主体结构部分的评价分值不低于20分;(2)围护墙和内隔墙部分评价分值不低于10分;(3)建筑内部实施全装修;(4)采用标准化设计,标准化构件。


2.3设计方案


综合楼结构形式为典型的多层框架结构,抗震设防烈度为6度,据此对建筑装配率进行预估,以确定切实可行且经济的装配式方案,满足装配式建筑装配率目标。综合楼满足装配率要求的方案为:主体竖向结构采用成型钢筋,浇筑混凝土时采用高精度模板;主体水平构件中的楼板和阳台采用叠合板;建筑外围护墙体采用断桥隔热玻璃幕墙;内隔墙采用非砌筑ALC墙板且与管线一体化;内部全装修;楼地面面层采用干式工法施工。


3装配率计算过程


3.1主体结构的装配率计算


主体结构包含竖向构件和水平构件。根据结构形式竖向构件均为方形混凝土柱,现场浇筑全部采用高精度模板,且柱内钢筋(特别是箍筋)均采用成型钢筋。全楼混凝土高精度模板使用比例达90%以上,且现场浇筑所用成型钢筋比例达70%以上,根据表2可得评价分(10+4)分。结构水平构件为每层楼板和阳台板,预制形式为预制桁架钢筋混凝土叠合板。全楼叠合板装配率计算见表3。


表3全楼叠合板装配率计算

全楼叠合板装配率计算


根据表2,该建筑主体结构装配率得分Q1为29.8分,高于20分,满足规范要求。


3.2围护墙和内隔墙的装配率计算


根据结构形式及层数情况,该建筑采用非承重外围护墙和非砌筑内隔墙。非承重外围护墙采用玻璃幕墙,玻璃幕墙为非承重非砌筑围护墙,全楼外围护墙装配率计算见表4。


表4全楼外围护墙装配率计算

全楼外围护墙装配率计算


根据表2可得评价分为5分。且玻璃幕墙采用隔热金属型材多腔密封窗框中空玻璃窗,符合表2中墙体与保温隔热、装饰一体化的规定,且该玻璃幕墙全楼使用比例达80%以上,根据表2综合可得评价分(5+5)分。该建筑为公共建筑,内部空间相对较大,内隔墙可采用板材式墙体,能用ALC墙板为非砌筑内隔墙,全楼非砌筑内隔墙装配率计算见表5。


表5全楼非砌筑内隔墙装配率计算

全楼非砌筑内隔墙装配率计算


根据表2可得评价分为5分。非承重内隔墙内布置管线使墙体与管线一体化,全楼布置比例达80%以上,根据表2可得评价分为3分。该建筑围护墙和内隔墙装配率得分Q2为18分,不小于10分,满足规范要求。


3.3建筑内部的装修和设备管线装配率计算


该建筑内部装修采用全装修,根据表2可得评价分为6分。楼地面的面层施工采用干式工法,根据表2可得评价分为6分。综合得分Q3为12分,公共建筑内不设厨房,用Q4来表示缺少项,分值为6分。


3.4全楼装配式设计后的装配率计算


综上,Q1+Q2+Q3=59.8,全楼综合装配率计算为P=(Q1+Q2+Q3)/(100–Q4)×100%=63.6%,超过60%。在叠合板布置时考虑构件标准化设计和标准化生产。根据以上设定和精确计算综合楼满足装配率要求,是一栋装配式公共建筑。


4装配式建筑PC构件设计情况

综合楼装配式预制构件设计集中在结构水平构件上,每层大部分楼板和阳台板均采用预制桁架钢筋混凝土叠合板。


4.1标准化设计


综合楼横向为大开间,基本为7.5m和7.2m,纵向分中间走道和两边为6.9m的大进深房间,根据该尺寸布置双向叠合板。考虑屋面板防水问题,屋面叠合板的现浇部分比普通楼面板稍厚,为60mm厚预制板+100mm厚现浇混凝土,普通楼面叠合板厚度为60mm厚预制板+70mm厚现浇混凝土。考虑运输和吊装,将每块叠合板的长度控制在5m以内,重量控制在1.5t以内。叠合板根据尺寸和重量进行,叠合楼板和屋面板编号方法如图2所示;阳台叠合板编号方法如图3所示。


叠合楼板和屋面板编号示意

图2叠合楼板和屋面板编号示意


叠合阳台板编号示意

图3叠合阳台板编号示意


整栋楼叠合楼板编号以DBS1-DBS40, DBS7数量最多,相同构件达58件。阳台叠合板编号YTB1,数量为6件。


4.2楼面、屋面叠合板内部构造措施


(1)叠合板分预制构件和现浇部分,为保证两者充分结合采用桁架筋形式,桁架筋上通长钢筋为10,下通长钢筋为8,上下通长筋间的距离为板内上下层受力钢筋之间的净距。桁架腹筋为6,腹筋与通长筋交点之间距离为200mm。桁架筋的构造如图4所示,桁架筋在叠合板内沿板跨方向通长布置,间距小于600mm,距离板边至少150mm。叠合楼板和屋面板的综合配筋如图5所示。


(a)

桁架筋的构造示意

(b)

图4桁架筋的构造示意

(a)主视图;(b)侧视图

叠合楼板配筋示意

图5叠合楼板配筋示意

(2)吊装单块预制板,要采取吊点加强措施,在距起吊点侧边各100mm处设8加强钢筋(图6)。

叠合板吊点加强附加筋示意

(a)

叠合板吊点加强附加筋示意

图6叠合板吊点加强附加筋示意

(a)主视图;(b)A-A剖面


5装配式建筑 PC构件设计技术关键点


(1)在布置叠合板时,考虑卫生间用水较多且管线较多,故楼面仍采用现浇板结构;考虑屋面的檐沟区域较狭长,为防止积水渗漏也采用现浇板结构。


(2)叠合板安装顺序为先绑扎现浇部分梁柱钢筋,再吊装叠合板构件,为保证浇筑叠合板现浇部分时板底不漏浆,叠合板构件设计尺寸比实际洞口每边大10mm。支座安装稳定后整体浇筑,现浇梁柱和叠合板的上层现浇板(图7)。


叠合板支座节点示意

图7叠合板支座节点示意


(3)为保证叠合板间的拼缝密实,不产生裂纹,两块预制板间留300mm宽的现浇带,现浇带宽度应满足预制板底筋的锚固长度要求,该宽度根据规范要求在计算装配率时可不扣除面积,现浇带接缝如图8所示。


叠合板现浇带节点做法示意

图8叠合板现浇带节点做法示意




 
标签: 装配率设计

本文标题: 满足装配率刚性指标要求下的装配式结构设计案例研究

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