裝配式建筑體系及研究進展簡介ppt課件

裝配式建筑體系及研究進展簡介中國建筑科學研究院建筑工業(yè)化研究中心田春雨李然2017 2 內容 4裝配式建筑的相關政策 1裝配式建筑的發(fā)展歷程和應用現(xiàn)狀 2裝配式建筑的技術體系介紹 3裝配式結構體系研究進展 裝配式混凝土結構建筑技術規(guī)范 建筑的結構系統(tǒng) 外圍護系統(tǒng) 設備與管線系統(tǒng) 內裝系統(tǒng)的主要部分采用預制部品部件集成裝配而成的建筑 裝配式建筑評價標準 裝配式建筑是用預制構件 部品部件在工地裝配而成的建筑 基本特征 設計標準化 生產工廠化 施工裝配化 裝修一體化 管理信息化 1 1裝配式建筑的定義和特征 結構體系混凝土鋼結構木結構 外圍護體系外墻 屋面 外門窗及附屬物 設備管線系統(tǒng)給排水 供暖通風空調 電氣和智能化 燃氣等設備及管線 內裝系統(tǒng)樓地面 墻面 輕質隔墻 吊頂 內門窗 廚房 衛(wèi)生間和套內設備管線等系統(tǒng) 建筑物組成 4 4 發(fā)展歷史 國內20世紀50年代 開創(chuàng) 主要是前蘇聯(lián)技術 20世紀60 80年代 發(fā)展20世紀90年代 低潮21世紀10年代 恢復 發(fā)展 創(chuàng)新 形成技術體系和技術標準 開展推廣應用 1 1我國裝配式建筑發(fā)展歷程 5 第I階段20世紀50年代早在第一個五年計劃中就提出借鑒前蘇聯(lián) 東歐國家經驗推行標準化 工廠化 裝配式施工的房屋建筑建造方式1955年在北京東郊百子灣興建北京第一建筑構件廠 1 1我國裝配式建筑發(fā)展歷程 起步階段 6 第II階段20世紀60年代至80年代初多種裝配式建筑體系得到快速發(fā)展 原因 當時各類建筑標準不高 形式單一 容易采用標準化方式建造 房屋建筑抗震性能要求不高 總體建設量不大 預制構件廠供應可滿足需求 木模板 支撐體系和建筑用鋼筋短缺 施工企業(yè)用工采用固定制 預制裝配可減少現(xiàn)場勞動力投入 持續(xù)發(fā)展階段 1 1我國裝配式建筑發(fā)展歷程 7 裝配式混凝土建筑發(fā)展停滯 低潮階段 1 1我國裝配式建筑發(fā)展歷程 唐山大地震中預制裝配房屋破壞嚴重 結構整體性 抗震性差 大板住宅建筑等出現(xiàn)滲漏 隔音差 保溫差等使用性能方面問題 我國建筑建設規(guī)模急劇增長 建筑設計出現(xiàn)個性化 多樣化 復雜化的特點 房屋建筑抗震性能要求提高 農民工大量進入城鎮(zhèn) 勞動力成本低 各類模板 腳手架的應用普及 商混普及 現(xiàn)澆施工技術大發(fā)展 現(xiàn)澆結構相較裝配式結構更適應這一時期國情 現(xiàn)澆結構應用廣泛 第III階段20世紀80年代末開始 8 8 勞動力成本上升 降低勞動強度 改善作業(yè)條件的需求節(jié)能環(huán)保的要求 大幅度減少建筑垃圾 降低噪聲污染 節(jié)約用水技術逐步成熟 經濟實力逐步增強建筑功能和質量要求提高 1 1我國裝配式建筑發(fā)展歷程 裝配式結構逐漸符合現(xiàn)階段國情 新發(fā)展階段 第 階段2008年左右開始至今 1 2國外裝配式建筑發(fā)展及應用 西方發(fā)達國家的裝配式混凝土結構建筑經過幾十年甚至上百年的時間 已經發(fā)展到了相對成熟 完善的階段 日本 美國 澳大利亞 歐洲等國家和地區(qū)按照各自的經濟 社會 工業(yè)化程度 自然條件等特點 選擇了不同的道路和方式 建筑工業(yè)化起源于二戰(zhàn)后歐洲 社會背景 戰(zhàn)爭損壞大量房屋 戰(zhàn)后歐洲經濟迅速發(fā)展 人口向城市集中 房荒嚴重 勞動力不足 傳統(tǒng)技工特缺 傳統(tǒng)的建筑施工效率很低 不能適應當時所面臨的房屋增長的迫切需要 技術基礎 工業(yè)的底子厚 戰(zhàn)后恢復和發(fā)展都迅速 充裕的水泥 鋼材和施工機械等 為建筑工業(yè)化的推行提供了更為有利的條件 英國萊茵建筑體系 瑞典的哥騰堡公寓建筑體系 法國的卡繆大板住宅建筑 蘇聯(lián)的盒子結構建筑等 1970年代歐洲住宅建筑工業(yè)化水平 東歐 東德 匈牙利 捷克 前蘇聯(lián)等工業(yè)化水平達到50 90 西歐 英國 丹麥 荷蘭 挪威 法國等工業(yè)化水平達到20 40 1 2國外裝配式建筑發(fā)展及應用 裝配式建筑的發(fā)展與社會經濟 地理環(huán)境和科技水平相關 歐洲非地震區(qū) 低層和多層建筑為主 且工業(yè)化水平和科技水平較高 勞動力稀缺 因而德國 法國 丹麥等歐洲發(fā)達國家基本實現(xiàn)了高裝配化建筑 日本地震烈度大 等同現(xiàn)澆為主 減震隔震技術先進 完備的裝配式建筑產業(yè)鏈十分關鍵 英國和德國的全產業(yè) 供應 鏈管理 配套部品部件體系政府的作用十分明顯 政府采購中強制采用 新加坡組屋中強制推行裝配式混凝土建筑 強制要求建筑模數(shù)化選擇適合的裝配式建筑發(fā)展技術路線 法國 丹麥以裝配式混凝土建筑為主 英國走了鋼結構建筑道路 瑞典木結構為主 更多的國家選擇多元化發(fā)展的道路 1 3總結與啟示 完善法律法規(guī)可促進裝配式建筑發(fā)展 美國工業(yè)化住宅建設和安全標準為建材產品和部品部件產業(yè)發(fā)展奠定了基礎 日本立法來保證混凝土構件的質量技術基礎和進步十分關鍵 基本建筑體系和關鍵技術 產業(yè)化技術工人 工業(yè)化部品部件生產質量水平 部品部件物流體系 質量管理和評價體系等認證和評價制度可提升質量水平 日本BL優(yōu)良部品認證制度 美國 節(jié)能之星 評價制度 加拿大CPI認證 1 3總結與啟示 內容 2裝配式建筑的技術體系介紹 4裝配式建筑的相關政策 1裝配式建筑的發(fā)展歷程和應用現(xiàn)狀 3裝配式結構體系研究進展 框架 支撐結構 框架 核心筒 大板結構 箱式結構等 裝配式混凝土結構 木 竹 結構 鋼結構 裝配式結構體系 2裝配式建筑的技術體系介紹 按結構形式 框架結構框架支撐結構剪力墻結構框架 剪力墻結構 按裝配程度 結構主體現(xiàn)澆 圍護 樓梯等采用預制構件部分豎向構件現(xiàn)澆剪力墻結構結構主體全部裝配 按連接方式 濕式連接及干式連接強連接及弱連接混合 2 1裝配式混凝土結構體系 按連接形式 通過連接件將相鄰構件的受力縱筋相連 在連接處澆混凝土 為等同現(xiàn)澆形式 連接區(qū)通過焊接 螺栓 預應力或者栓釘連接 不需要現(xiàn)澆混凝土 為非等同現(xiàn)澆形式 目前主要的研究和應用形式 等同現(xiàn)澆 JGJ1 2014 17 框架結構 18 18 現(xiàn)澆剪力墻配預制圍護墻體系裝配整體式剪力墻結構體系疊合式剪力墻體系多層剪力墻體系 剪力墻結構 2 1裝配式混凝土結構體系 預制 疊合 板 預制 疊合 梁 預制外圍護墻或外墻模 預制樓梯 預制隔墻等構件現(xiàn)澆剪力墻 柱等 核心仍是現(xiàn)澆剪力墻體系注重外掛墻板的設計以及安裝施工 線連接 點連接 內澆外掛及PCF 剪力墻結構 20 套筒灌漿連接的預制剪力墻漿錨搭接連接的預制剪力墻底部預留后澆區(qū)的預制剪力墻 部分預制的套筒灌漿連接的預制剪力墻 漿錨搭接連接的的預制剪力墻 底部預留后澆區(qū)的預制剪力墻 豎向鋼筋在構件內連接 豎向鋼筋在后澆區(qū)連接 剪力墻結構 2 1裝配式混凝土結構體系 21 漿錨搭接連接 剪力墻結構 2 1裝配式混凝土結構體系 降低了套筒的使用數(shù)量 僅在 預制腿 處應用套筒灌漿連接 降低了綜合成本 在預制墻體內預留孔洞 由頂端澆注混凝土 自上而下的灌注產生了強大的壓力確保了后澆區(qū)內混凝土的密實程度 底部預留后澆區(qū)的預制剪力墻 2 1裝配式混凝土結構體系 疊合板式預制剪力墻 雙板剪力墻 沿厚度方向分為三層 外層預制 中間層現(xiàn)澆 通過桁架鋼筋連接 但預制混凝土板及其內的鋼筋網與上下層不相連接強化現(xiàn)澆邊緣構件 增加適用高度適用于地下結構 寶業(yè) 元大 宇輝等 剪力墻結構 2 1裝配式混凝土結構體系 多層剪力墻體系 剪力墻結構 2 1裝配式混凝土結構體系 剪力墻結構 2 1裝配式混凝土結構體系 預制框架 現(xiàn)澆剪力墻預制框架 現(xiàn)澆核心筒預制框架 預制剪力墻 南科大廈 框架 剪力墻 2 1裝配式混凝土結構體系 日本進行過類似研究并有大量工程實踐 但體系稍有不同 國內基本處于空白狀態(tài) 正在開展研究 鋼筋桁架疊合樓板 可做單向 雙向板 總板厚 130mm 樓蓋體系 2 1裝配式混凝土結構體系 清水面 帶防滑條 欄桿預埋件 兩端簡支 預制樓梯 線支撐 物理性能好 內澆外掛體系 遠大 萬科南方用 外掛墻板 其他構配件 28 28 現(xiàn)有 等同現(xiàn)澆 結構體系的問題 大量用濕式連接節(jié)點 現(xiàn)澆與裝配混雜 效率低節(jié)點構造復雜施工安裝質量差 連接有安全隱患成本偏高 實際應用中的問題 2 1裝配式混凝土結構體系 29 29 適合我國工業(yè)化建筑的多元化 專業(yè)化技術體系 加大相關應用基礎研究 高強鋼筋 大直徑鋼筋 大間距配筋設計技術 高強約束箍筋技術 高強高性能混凝土結構應用技術 抗震 防火 隔震和減震技術 結構抗震性能化設計技術 一體化設計技術 標準化 通用化部品及接口 信息化技術的應用配套產品的研發(fā) 適合的施工機具及相應施工工法 質量檢測技術 檢測設備 驗收技術研發(fā) 標準的完善 思考 2 1裝配式混凝土結構體系 30 多種建筑形式應用廣泛大跨度公共建筑高層建筑 超高層建筑的外框架輕型門式剛架 鋼結構排架等工業(yè)建筑鋼結構住宅 2 2鋼結構體系 輕型鋼結構 普通鋼框架 集裝箱房 結構系統(tǒng) 鋼框架 支撐 鋼管混凝土束剪力墻 框架 柱 樓蓋模塊 鋼框架 混凝土核心筒 多層 高層 2 2鋼結構體系 特點工業(yè)化程度高施工周期短輕質高強 32 尚存問題建造成本略高鋼結構設計隊伍稍薄弱現(xiàn)場焊接作業(yè)量大鋼結構住宅中防火防腐 使用性能 集結構 保溫與外飾面一體的外圍護結構體系研發(fā)尚未很好解決 2 2鋼結構體系 1 應用范圍 地震多發(fā)地區(qū)政府投資的學校 幼托 敬老院 園林景觀等低層公建2 多地試點工程3 木結構建筑企業(yè)4 科研成果5 標準規(guī)范 木結構設計規(guī)范 GB50005 2003 木結構工程施工質量驗收規(guī)范 GB50206 2012 木結構試驗方法標準 GB T50329 2012等 2 3木結構 發(fā)展歷史 木結構建筑可追溯至3500年前 發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)代木結構 1 梁柱式木結構2 輕型木結構3 節(jié)能木墻 技術體系 問題和瓶頸 2 3木結構 1 認可度偏低2 關鍵技術有待完善3 多高層木結構標準規(guī)范相對滯后4 手續(xù)辦理困難5 產業(yè)能力和基礎薄弱6 人才儲備和培育機制不完善 發(fā)展思路與對策 1 編制發(fā)展規(guī)劃2 開展關鍵技術研究3 逐步完善標準規(guī)范4 開展示范工程5 研發(fā)木質新型墻體的應用6 建立 完善木結構建設管理制度7 加強木結構一線人員的能力建設8 廣泛宣傳 消除誤解 35 內容 4裝配式建筑的相關政策 2裝配式建筑的技術體系介紹 3裝配式結構體系研究進展 1裝配式建筑的發(fā)展歷程和應用現(xiàn)狀 主持科技部十二五國家科技支撐計劃項目 新型預制裝配式混凝土建筑技術研究與示范 負責其中 裝配式建筑混凝土框架結構關鍵技術研究 裝配式框架 剪力墻結構設計方法研究 安裝施工關鍵技術與規(guī)?；痉豆こ虘?課題 住建部質量司委托建研院課題 建筑產業(yè)現(xiàn)代化結構技術體系研究 用于建設部領導參考的方向性研究 與萬科 二十二冶等企業(yè)合作進行大量的開發(fā)性 研究性 驗證性試驗 中國綠建委委托建研院課題 裝配式混凝土結構設計關鍵技術研究 預制裝配式混凝土構配件生產制造中關鍵問題研究 裝配式建筑工程質量檢驗關鍵技術研究 建筑工業(yè)化綜合技術經濟分析研究 為政府提供決策參考并引領行業(yè)發(fā)展 37 37 采用鋼筋灌漿套筒連接構件受力性能試驗 鋼筋灌漿套筒連接技術研究 灌漿套筒工藝及力學性能試驗 行標 鋼筋套筒灌漿連接應用技術規(guī)程 行標 裝配式混凝土結構技術規(guī)程 38 38 鋼筋混凝土結合面的剪切性能研究 24個試件 39 39 疊合梁 跨中拼接 封閉組合箍 裝配式混凝土框架結構研究 預制柱 鋼筋連接 柱底拼縫 疊合板 板端構造 設計方法 梁柱節(jié)點 鋼筋連接錨固構造 新型配筋技術 配置高強 大直徑 大間距鋼筋的構件 節(jié)點 整體結構性能研究 行標 裝配式混凝土結構技術規(guī)程 經濟性與施工便利性 40 裝配整體式剪力墻結構研究 三種類型試件共9組 27個 41 41 線支承式外掛墻板受力性能研究 42 創(chuàng)新抗震理論新型連接節(jié)點框架 BRB支撐 隔震框架體系裝配式框架 剪力墻結構體系多層裝配式墻板體系目標 提高建造效率 提高裝配質量 降低綜合成本 展望 內容 4裝配式建筑的相關政策 2裝配式建筑的技術體系介紹 3裝配式結構體系研究進展 1裝配式建筑的發(fā)展歷程和應用現(xiàn)狀 44 國家政策黨的十八大報告提出堅定不移地走 新型工業(yè)化道路 國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃 2014 2020年 已明確提出 強力推進建筑工業(yè)化 綠色建筑行動方案 國辦發(fā) 2013 1號 也將 推動建筑工業(yè)化 作為重點任務 2014 2015年節(jié)能減排低碳發(fā)展行動方案 國辦發(fā) 2014 23號 明確提出要 以住宅為重點 以建筑工業(yè)化為核心 加大對建筑部品生產的扶持力度 推進建筑產業(yè)現(xiàn)代化 4 1政策支持 45 行業(yè)政策 建筑業(yè)發(fā)展 十二五 規(guī)劃 建市 2011 90號 中提出 積極推動建筑工業(yè)化 提高建筑構配件的工業(yè)化制造水平 鼓勵建設工程制造 裝配技術發(fā)展 關于推進建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見 建市 2014 92號 明確提出了深化建筑業(yè)改革 要把 加快促進建筑產業(yè)現(xiàn)代化 作為轉變行業(yè)發(fā)展方式的首要目標 工程質量治理兩年行動方案 建市 2014 130號 中提出從加強政策引導 實施技術推動 強化監(jiān)管保障三個方面大力推動建筑產業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展 4 1政策支持 46 中共中央國務院關于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見 2016年2月6日 大力推廣裝配式建筑 減少建筑垃圾和揚塵污染 縮短建造工期 提升工程質量制定裝配式建筑設計 施工和驗收規(guī)范加大政策支持力度 力爭用10年左右時間 使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30 積極穩(wěn)妥推廣鋼結構建筑 在具備條件的地方 倡導發(fā)展現(xiàn)代木結構建筑 4 1政策支持 47 2016年政府工作報告 2016年3月5日 積極推廣綠色建筑和建材 大力發(fā)展鋼結構和裝配式建筑 國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要 2016年3月17日 發(fā)展適用 經濟 綠色 美觀建筑 提高建筑技術水平 安全標準和工程質量 推廣裝配式建筑和鋼結構建筑 4 1政策支持 48 國務院辦公廳關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見 國辦發(fā) 2016 71號 16年9月27日 以京津冀 長三角 珠三角三大城市群為重點推進地區(qū) 常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區(qū) 其余城市為鼓勵推進地區(qū) 因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結構 鋼結構和現(xiàn)代木結構等裝配式建筑力爭用10年左右的時間 使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30 完善法律法規(guī) 技術標準和監(jiān)管體系 推動形成一批設計 施工 部品部件規(guī)?；a企業(yè) 具有現(xiàn)代裝配建造水平的工程總承包企業(yè)以及與之相適應的專業(yè)化技能隊伍 4 1政策支持 4 1政策支持 建筑產業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要 到2020年 裝配式建筑占新建建筑的比例20 以上 直轄市 計劃單列市及省會城市30 以上 保障性安居工程采取裝配式建造的比例達到40 以上 新開工全裝修成品住宅面積比率30 以上 直轄市 計劃單列市及省會城市保障性住房的全裝修成品房面積比率達到50 以上 到2025年 裝配式建筑占新建建筑的比例50 以上 保障性安居工程采取裝配式建造的比例達到60 以上 全面普及成品住宅 新開工全裝修成品住宅面積比率50 以上 保障性住房的全裝修成品房面積比率達到70 以上 50 2010年以來 住建部共發(fā)布19項政策文件 12部工程建設國家標準引導建筑工業(yè)化發(fā)展 據不完全統(tǒng)計27省級行政單位發(fā)布了113項地方政策文件30項地方標準 4 1政策支持 51 強制推廣 商品房掛鉤土地出讓 政府投資強制