裝配式建筑專利技術(shù)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑專利技術(shù)項目介紹技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動目前一頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點

一、項目背景技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動

中共中央、國務(wù)院《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干

意見》指出，要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(zhì)量。要求“制定裝配式建筑設(shè)計、施工和驗收規(guī)

范。完善部品部件標準，實現(xiàn)建筑部品部件工廠化生產(chǎn)。鼓勵建筑企業(yè)

裝配式施工，現(xiàn)場裝配。建設(shè)國家級裝配式建筑生產(chǎn)基地。加大政策支

持力度，力爭在10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到

30%”。

我國現(xiàn)有的傳統(tǒng)技術(shù)雖然對城鄉(xiāng)建設(shè)快速發(fā)展貢獻很大，但弊端亦

十分突出：一是粗放式，鋼材、水泥浪費嚴重；二是用水量過大；三是

工地臟、亂、差，往往是城市可吸入顆粒物的重要污染源；四是質(zhì)量通

病嚴重，開裂滲漏問題突出；五是勞動力成本飆升，招工難管理難質(zhì)量

控制難（這一條恰恰是最本質(zhì)的）。這表明傳統(tǒng)技術(shù)已非改不可了，加

上節(jié)能減排的要求，必須加快轉(zhuǎn)型，大力發(fā)展裝配式建筑。

目前二頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動

李克強：大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑

李克強表示，要加強城市規(guī)劃建設(shè)管理。增強城市規(guī)劃的科學(xué)性、權(quán)威性、公開性，促進“多規(guī)合一”。開工建設(shè)城市地下綜合管廊2000公里以上。積極推廣綠色建筑和建材，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑，提高建筑工程標準和質(zhì)量。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2017-2022年中國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》，從行業(yè)整體規(guī)模來看，目前我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占比仍然很低，2016年我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占粗鋼產(chǎn)量占比僅6.93%；從細分領(lǐng)域來看，2016年我國鋼結(jié)構(gòu)建筑中住宅占比僅4.1%，而歐美日等發(fā)達國家達到30%-50%，相比之下，我國的鋼結(jié)構(gòu)住宅占住宅總量的比例微乎其微，表明我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)未來發(fā)展的潛力巨大，行業(yè)的投資前景非常好。目前三頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動國內(nèi)28個省市自治區(qū)相繼出臺了裝配式建筑目標及補貼相關(guān)政策，助力裝配式建筑大發(fā)展。以下列舉上海扶持政策：

上海市

目標：“十三五”期間，全市裝配式建筑的單體預(yù)制率達到40%以上或裝配率達到60%以上。外環(huán)線以內(nèi)采用裝配式建筑的新建商品住宅、公租房和廉租房項目100%采用全裝修。

《上海市裝配式建筑2016-2020發(fā)展規(guī)劃》

保障：符合裝配整體式建筑示范的項目（居住建筑

裝配式建筑面積

3

萬平方米以上，公共建筑裝配式建筑面積

2

萬平方米以上。建筑要求：裝配式建筑單體預(yù)制率應(yīng)不低于

45%或裝配率不低于

65%），每平方米補貼

100

元。《上海市建筑節(jié)能和綠色建筑示范項目專項扶持辦法》

以下為各省政策連接：http各省出臺優(yōu)惠政策強力扶持目前四頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動

鋼結(jié)構(gòu)是綠色產(chǎn)業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑是綠色建筑，鋼結(jié)構(gòu)施工是綠色施工。鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化程度高，施工周期短、現(xiàn)場用工少、勞動生產(chǎn)率高，而且品質(zhì)易保證；施工占地少，可干式施工，節(jié)約用水，產(chǎn)生的噪音小、粉塵少；鋼材可回收利用，減少建筑垃圾和環(huán)境污染。在建筑工程領(lǐng)域推廣鋼結(jié)構(gòu)是建筑業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要內(nèi)容，是傳統(tǒng)土木建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級。

鋼結(jié)構(gòu)是民生產(chǎn)業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑自重輕、強度高、塑性好，使建筑的高度和跨度得以不斷突破，建筑的可利用空間更大，且抗震性能優(yōu)越，有利于民生。鋼結(jié)構(gòu)是朝陽產(chǎn)業(yè)目前，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量僅占鋼產(chǎn)量的4%，而發(fā)達國家這一比例已超過30%。我國鋼結(jié)構(gòu)建筑在全部建筑中所占比重不到5%，而發(fā)達國家則超過50%。我國發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)物質(zhì)經(jīng)濟基礎(chǔ)也完全具備，國家實施了“積極用鋼”政策，再加上“一帶一路”國家戰(zhàn)略的實施和建筑工業(yè)化的快速發(fā)展，預(yù)計包括“十三五”在內(nèi)的未來30年將是我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)黃金發(fā)展期?？偟膩碚f，鋼結(jié)構(gòu)具有節(jié)省人力資源、提高生產(chǎn)效率、確保品質(zhì)功能等優(yōu)勢。在建設(shè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，能有效推動綠色建筑可持續(xù)發(fā)展、促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、化解鋼鐵產(chǎn)能過剩，成為供給側(cè)改革的有效載體。中國的鋼鐵產(chǎn)能遠遠不在于真的過剩，問題在于開發(fā)利用不夠，在供給側(cè)改革的春風(fēng)下，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

二、項目優(yōu)勢目前五頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動綠色環(huán)保：主體結(jié)構(gòu)鋼材100%回收再利用；集成部品材料100%環(huán)保。宜居舒適：保溫隔熱、防水抗?jié)B、降噪隔聲等關(guān)鍵領(lǐng)域性能優(yōu)越。靈活拓展：主體為框架結(jié)構(gòu)，空間按需分割、靈活多變?？拐鹉途茫褐黧w結(jié)構(gòu)采用高性能鋼材，延展性高、可塑性好、抗震性能優(yōu)越。施工便捷：標準化、模數(shù)化設(shè)計、工廠預(yù)制、現(xiàn)場裝配化施工，有效縮短施工周期約三分之一。經(jīng)濟適用：增加使用面積4%-8%、綜合造價低。環(huán)境友好：現(xiàn)場施工垃圾減少70%,現(xiàn)場濕作業(yè)少，減少用水量，提高施工效率,對環(huán)境污染小，減少了噪音污染，光污染，空氣污染，廢水，廢棄物的排放。目前六頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動鋼筋混泥土裝配式建筑

預(yù)制的梁柱需要臨時支護固定，節(jié)點處需要現(xiàn)場綁扎鋼筋支模板后澆注，梁、墻板、樓板邊緣鋼筋外露，現(xiàn)場連接加固和澆注。特點是現(xiàn)場濕作業(yè)多，臨時支護多，質(zhì)量不易控制，施工現(xiàn)場雜亂，施工危險性因素多。

三、行業(yè)現(xiàn)狀目前七頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動現(xiàn)在運用較多的鋼結(jié)構(gòu)建筑

采用H型鋼梁鋼柱，裝配式只體現(xiàn)在梁柱安裝及使用鋼筋桁架樓承板，未使用裝配式墻板和樓面板，裝配率低，現(xiàn)場焊接量大，現(xiàn)場濕作業(yè)多，現(xiàn)場澆筑量大，各種砌體多。目前八頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動遠大裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑

鋼柱焊接有斜支撐，鋼柱按層分段，并且上柱下柱不是剛性連接。以一種約厚約三十厘米，上下面層焊鋼板，中空的大板作為樓面板，并且大板代替梁。外墻采用復(fù)合墻板。缺點是結(jié)構(gòu)體系不明確，不能建立計算模型，沒有相關(guān)規(guī)范，建筑布局也不夠靈活，局限性較大。目前九頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動杭蕭鋼構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)建筑

這個技術(shù)用中空腔體的鋼板墻代替了鋼柱和墻板，腔體內(nèi)現(xiàn)澆混凝土。鋼梁仍采用H型鋼，樓面板為現(xiàn)澆鋼筋桁架樓承板。技術(shù)的缺點是用鋼量偏大，墻板高空焊接質(zhì)量不易保證、腔體內(nèi)灌注混凝土密實度無法保證、鋼板墻內(nèi)包和外包質(zhì)量不易控制、梁與鋼板墻的節(jié)點需要補強、現(xiàn)場濕作業(yè)多，整體裝配率低。目前十頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動

以上介紹了國內(nèi)裝配式建筑的幾種主要形式，每種形式有它的優(yōu)點，也存在著明顯的局限性。在裝配式建筑大發(fā)展的今天，全行業(yè)熱切的期盼著有一種全新的、裝配率高、安全可靠、綠色環(huán)保、工業(yè)化程度高、施工安全、簡單高效、經(jīng)濟實用、結(jié)構(gòu)靈活、使用舒適的裝配式建筑技術(shù)。本人在鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域從業(yè)多年，深刻的認識到裝配式建筑是未來建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。過去中國爆發(fā)式的增長是伴隨巨大的資源消耗和浪費，以及犧牲我們的居住環(huán)境為代價的。目前中國經(jīng)濟發(fā)展進入到一個新常態(tài)，各個行業(yè)都必須告別過去粗獷式的發(fā)展方式，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，轉(zhuǎn)型升級，開創(chuàng)行業(yè)新時代。中國房地產(chǎn)市場正在告別粗獷式發(fā)展模式，從爆發(fā)式增長到逐漸平穩(wěn)的市場需求，迎來的是綠色裝配式建筑發(fā)展的春天。

目前國家大力推動綠色裝配式建筑的發(fā)展，國家希望裝配式建筑綠色環(huán)保、節(jié)能、工業(yè)化程度高、有較高的裝配率。建設(shè)單位希望建成裝配式建筑經(jīng)濟實用、質(zhì)量可靠。施工單位希望建造過程簡單高效、安全、成本及質(zhì)量可控。施工人員希望施工安全、勞動強度低、工作效率高。用戶則希望房屋經(jīng)濟實用、結(jié)構(gòu)多樣、使用舒適。

正是基于這個出發(fā)點，加上本人長期以來對裝配式建筑技術(shù)的關(guān)注和研究，逐漸形成了一整套裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的新方法新技術(shù)。目前這個技術(shù)已經(jīng)獲得了國家實用新型專利，發(fā)明專利正在申請當(dāng)中。

四、技術(shù)、研發(fā)目前十一頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動本裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑專利技術(shù)的特點七大核心體系，只為裝配式而生。結(jié)構(gòu)形式箱型鋼柱箱型鋼梁預(yù)制支撐埋入式剪力墻預(yù)制輕質(zhì)墻板預(yù)制樓面板預(yù)制填芯鋼梯目前十二頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動1、結(jié)構(gòu)形式

本裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑仍采用框架支撐體系?？蚣苤误w系是一個非常成熟可靠且實用的建筑體系，應(yīng)用范圍極其廣泛。國內(nèi)外所有建筑行業(yè)軟件都支持這一體系，可以非常容易的建立計算模型，從理論計算上保證建筑安全可靠。

本專利另一顯著的特點是：所有鋼柱鋼梁采用箱型截面。H型鋼又叫工字鋼，始于全球工業(yè)化，是非常好的工業(yè)廠房建筑選材，一直被沿用。然而作為民用建筑材料，它存在一些缺點，如凸梁凸柱、截面過大占用使用空間、梁柱都需填充腹板空位、外觀需要包裹處理等。而箱型，又叫矩形截面，具有優(yōu)于H型截面的力學(xué)性能，較小的截面尺寸，很好的外觀后處理效果，在民用建筑領(lǐng)域有更好的應(yīng)用前景。在民用建筑領(lǐng)域，箱型截面一定會逐步替代H型截面，成為最主要的建筑用材。目前十三頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動目前十四頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動2、箱型鋼柱本專利技術(shù)的鋼柱采用箱型鋼柱，箱型鋼柱直接成型，材料性能好，強度高。本技術(shù)的鋼梁也是采用箱型鋼梁，鋼梁和鋼柱的連接節(jié)點采用獨創(chuàng)的箱型短牛腿連接件。這個短牛腿連接件截面小于鋼梁，厚度大于鋼梁，上面開孔為帶內(nèi)螺紋的孔，鋼梁上也在對應(yīng)位置開孔，實現(xiàn)卡扣式螺栓連接，也可采用塞焊形式連接，必要時增加焊接作業(yè)。這種連接方式節(jié)點強度高、安裝快速、安全、就位即穩(wěn)定，大幅提高了提高了工作效率。并且鋼柱牛腿處可開孔與鋼梁連通，后期可以在鋼柱鋼梁內(nèi)貫通式澆筑混凝土或輕質(zhì)混凝土，大幅提高結(jié)構(gòu)強度和防火等級。目前十五頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動3、箱型鋼梁本專利技術(shù)中的鋼梁也為箱型鋼梁，鋼梁的主梁和次梁也采用了箱型短牛腿卡扣式加螺栓連接，或塞焊連接的形式。具有節(jié)點強度高，安裝過程安全、快捷高效的特點。鋼梁上焊接長條形鋼板或角鋼，起支托樓面板和后期填縫止漏的作用。同時焊接有一個較小的箱型短牛腿連接件，也用于支托樓面板并實現(xiàn)卡扣式連接。

目前十六頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動4、預(yù)制輕質(zhì)墻體板本專利技術(shù)的墻體板采用輕質(zhì)發(fā)泡混凝土為主要材料，這種材料具有優(yōu)良的保溫隔熱、隔音、防火的功效。同時大幅減小了建筑物的自重，提高了抗震等級。墻體板內(nèi)設(shè)置適當(dāng)設(shè)置鋼筋，鋼筋與設(shè)置在板四邊的U型連接件焊接，U型連接件與焊接在鋼梁鋼柱上的板連接件螺栓連接或塞焊連接。這種做法可以快速穩(wěn)定墻體，不需臨時支護，安裝完成工人即在室內(nèi)施工，安全性大幅提高。目前十七頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動5、預(yù)制嵌入支剪力墻板本專利技術(shù)的支撐結(jié)構(gòu)采用焊接或熱軋型鋼，與傳統(tǒng)建筑不同的是：支撐型鋼埋入預(yù)制的墻體中，在墻體角部型鋼處焊接鋼板，與焊接在鋼柱上的鋼板件通過螺栓或塞焊、焊接等形式連接。墻內(nèi)適當(dāng)布置鋼筋，墻體體四邊預(yù)埋一種U型連接件，與焊接在鋼梁鋼柱上的板件連接。墻體可采用輕質(zhì)材料。這種做法使得墻體和支撐合并，減少現(xiàn)場部件數(shù)量，使主體結(jié)構(gòu)和墻體能同時完成。目前十八頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動6、預(yù)制樓面板本專利技術(shù)中的樓面板采用預(yù)制鋼筋混凝土樓面板。板內(nèi)布置上下兩層鋼筋網(wǎng)，板的四邊預(yù)埋一種口向下的U型連接件，連接件兩側(cè)焊接雙層鋼板，板內(nèi)的鋼筋與雙層鋼板焊接連接。板的上表面具備足夠的粗糙度或鋼筋外露，以便后續(xù)布置管線后二次澆注面層。板邊的U型連接件與鋼梁上的短牛腿連接件實現(xiàn)卡扣式連接，可以采用螺栓，也可進行塞焊連接。這種工藝做法使得樓面板能夠隨主結(jié)構(gòu)同時施工，安裝樓面板后室內(nèi)處于安全狀態(tài)，方便后續(xù)施工。工程進展迅速。目前十九頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動6、預(yù)制填芯鋼梯本專利技術(shù)中的樓梯采用鋼梯，是因為鋼梯相對于預(yù)制混泥土樓梯重量輕，安裝方便。樓梯斜梁仍采用矩形管，與鋼梁上的短牛腿連接件實現(xiàn)卡扣式連接，可以螺栓連接或塞焊。踏步位于斜梁上方，兩側(cè)用鋼板焊接封住，下部也可用薄鋼板封住。為提高樓梯防火等級，可在封閉的空間內(nèi)澆注發(fā)泡混凝土。此種做法的樓梯外觀美觀，安裝方便，重量輕，避免了建筑物局部荷載過重的情況。目前二十頁\總數(shù)二十三頁\編于十九點技術(shù)引領(lǐng)創(chuàng)新驅(qū)動6、戶型方案及結(jié)構(gòu)體系一：小高層結(jié)構(gòu)方案設(shè)計原則：小高層一般為11-18層（30-60m），抗震設(shè)防烈度為8度（地震加速度為0.2g）。推薦結(jié)構(gòu)形式：1、鋼框架結(jié)構(gòu)2、鋼框架支撐結(jié)構(gòu)推薦理由：參照安全、經(jīng)濟、適用原則，技術(shù)最成熟、安全度最高、最經(jīng)濟的兩種結(jié)構(gòu)形式。柱內(nèi)無需內(nèi)灌混凝土，為保證隔聲防火要求，可內(nèi)灌輕質(zhì)發(fā)泡混凝土。目前二十一