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裝配式建筑時(shí)代來(lái)臨!一個(gè)項(xiàng)目帶你深剖裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

廣東建筑工業(yè)化展     2017-03-20     1785

 2017年建筑行業(yè)最火的一個(gè)詞,除了BIM,非“裝配式”莫屬,就連世界最大積木玩具廠商樂(lè)高也在近日宣布進(jìn)軍裝配式建筑!今年無(wú)疑將是裝配式建筑的發(fā)力之年!作為建筑從業(yè)人員,再不學(xué)習(xí)真的就OUT了。同濟(jì)設(shè)計(jì)將帶來(lái)系列干貨文章,深度剖析各類裝配式建筑技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與應(yīng)用,希望大家持續(xù)關(guān)注。


本文將以上海臨港重裝備產(chǎn)業(yè)區(qū)項(xiàng)目為例,剖析裝配式混凝土結(jié)構(gòu)公共建筑領(lǐng)域中的創(chuàng)新應(yīng)用。


 鳥(niǎo)瞰圖


 

 

 

項(xiàng)目概況

臨港重裝備產(chǎn)業(yè)區(qū)H36-02地塊同濟(jì)設(shè)計(jì)集團(tuán)和德國(guó)gmp國(guó)際建筑設(shè)計(jì)有限公司于2016年7月聯(lián)合中標(biāo)并共同承擔(dān)方案設(shè)計(jì)。項(xiàng)目位于上海浦東新區(qū)臨港重裝備產(chǎn)業(yè)區(qū)和物流園區(qū)內(nèi),主要功能為研發(fā)及配套服務(wù)設(shè)施??偨ㄖ娣e約 21.4 萬(wàn)平方米,共由7棟高層建筑,16棟多層建筑組成,一層地下室。

 

 

 

 主入口

 

 東主入口立面

除東4樓采用裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)外,其余單體地上部分均采用裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),單體預(yù)制率不低于40%,滿足上海滬建管聯(lián)〔2014〕901號(hào)《關(guān)于推進(jìn)本市裝配式建筑發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》的要求。

 

其中單體西1,西2樓為創(chuàng)新示范工程,裝配預(yù)制率不低于45%,并采用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。滿足滬建建材聯(lián)〔2016〕432號(hào)《上海市建筑節(jié)能和綠色建筑示范項(xiàng)目專項(xiàng)扶持辦法》中對(duì)于裝配整體式建筑示范項(xiàng)目的要求。

 

本項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件包括:框架柱、主次梁、樓板、樓梯以及挑板和女兒墻等。

 

 預(yù)制柱

 

 預(yù)制梁

 

 預(yù)制樓梯板

 

 預(yù)制雙T板

 

 

 

 

創(chuàng)新技術(shù)

 

 

 

本項(xiàng)目面積大,單體數(shù)量多,同時(shí)又要滿足預(yù)制裝配比例要求,對(duì)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工與管理都是一次非常大的考驗(yàn)。為順利推進(jìn)項(xiàng)目,同濟(jì)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從以下4個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),確保有效解決技術(shù)難題。

 

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)消能減震結(jié)構(gòu)體系


本工程西1、西2樓為高層建筑,若按常規(guī)體系采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),則剪力墻部分需要現(xiàn)澆,增加現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè),不利于預(yù)制率的提高;且剛度的增加會(huì)導(dǎo)致預(yù)制框架部分的構(gòu)件尺寸較大,造成運(yùn)輸和施工吊裝困難。


經(jīng)比選,采用了設(shè)置黏滯阻尼器的裝配整體式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)給結(jié)構(gòu)增加額外的剛度,且在多遇地震作用下就能顯著耗能,減小地震剪力和位移角。據(jù)統(tǒng)計(jì),黏滯阻尼器替代剪力墻之后,提高了建筑的預(yù)制裝配程度(單體預(yù)制率≥45%),減少了結(jié)構(gòu)自重(混凝土用量減少7%),同時(shí)增強(qiáng)了裝配式建筑的抗震能力和防災(zāi)性能。

 

 黏滯阻尼器實(shí)物

 

 黏滯阻尼墻連接示意圖

 

 西1樓阻尼器布置圖

 

裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)連接


為解決框架節(jié)點(diǎn)鋼筋密集、施工困難的突出問(wèn)題,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了框架梁柱和節(jié)點(diǎn)的配筋及連接方式,包括:框架柱四角集中配置受力縱筋、框架梁底筋節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋避讓、采用鋼筋錨固板的框架頂層端節(jié)點(diǎn),有效提高裝配式框架的施工效率。

 

 典型中層邊柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

 

 典型框架梁底筋錯(cuò)位排布構(gòu)造

 

 頂層梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造


預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板疊合樓蓋技術(shù)


本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)為8.4mx8.4m,因此大量采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板,取消次梁,提高施工效率并降低造價(jià),局部柱距較密,則采用鋼筋桁架疊合板。

 

 雙T板

 

 鋼筋桁架疊合板

 

 西1樓典型樓層預(yù)制板布置圖(紅色為雙T板,藍(lán)色為鋼筋桁架疊合板)


為了滿足公共建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)大跨樓蓋結(jié)構(gòu)的需求,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研究了先張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板變截面端部設(shè)計(jì)方法以及L形、倒T形梁的挑耳設(shè)計(jì)方法。

 典型雙T板梁板節(jié)點(diǎn)

 

 雙T板端部節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

 

 雙T板端部節(jié)點(diǎn)構(gòu)造實(shí)物

 

BIM和RFID(無(wú)線射頻識(shí)別芯片)技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用


在裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維等各個(gè)階段,均應(yīng)用RFID(無(wú)線射頻識(shí)別芯片)技術(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的信息自動(dòng)化采集,同時(shí)結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)、提高預(yù)制構(gòu)件制作精度、加強(qiáng)施工管理水平并節(jié)省工程造價(jià)、為項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供準(zhǔn)確的工程信息,實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的全生命周期信息化管理。

 

 中間層邊跨梁柱節(jié)點(diǎn)BIM模型

 鋼筋桁架疊合板BIM管綜模型

 

 雙T板受力邊節(jié)點(diǎn)模型

 

 裝配式樓梯模型

 

 

 

 

科研進(jìn)展

 

 

 

以本工程為基礎(chǔ),同濟(jì)設(shè)計(jì)集團(tuán)申報(bào)了國(guó)家住建部裝配式建筑科技示范工程項(xiàng)目和上海市科委計(jì)劃項(xiàng)目“高預(yù)制率裝配式綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)關(guān)鍵技術(shù)與集成示范”。工程設(shè)計(jì)人員還參與了國(guó)標(biāo)圖集《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造(2015年合訂本)》G310-1~2的編制工作。

 國(guó)標(biāo)圖集

 

 

 

 

項(xiàng)目名稱: 臨港重裝備產(chǎn)業(yè)區(qū) H36-02 地塊項(xiàng)目

建筑地點(diǎn):上海浦東新區(qū)臨港重裝備產(chǎn)業(yè)區(qū)和物流園區(qū)

設(shè)計(jì)時(shí)間: 2016.2-2017.2

設(shè)計(jì)單位:同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司建筑設(shè)計(jì)三院

合作設(shè)計(jì):德國(guó)gmp國(guó)際建筑設(shè)計(jì)有限公司

占地面積:8.4萬(wàn)平方米

建筑面積: 21.4萬(wàn)平方米

項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人: 王文勝

建筑:史巍、程熠、陶匡義、潘心怡、張帆、王菁

結(jié)構(gòu):耿耀明、周漢杰、馮峰、沙全治、趙永磊、王海霖、鄒誠(chéng)、劉志遠(yuǎn)、胡錫勇、張思奇

給排水:李意德、潘若平、肖樂(lè)、何音腩、韓欣洋、阮群

暖通:常愛(ài)青、蘇志、袁寅、何克青

電氣:馮明哲、麻偉男、顧巍

BIM:張崢、張東升、杜明


 

 
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