“板架合一”承重圍護一體化裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系應(yīng)用技術(shù)規(guī)程

目次1總則 872術(shù)語 883基本規(guī)定 894材料 905設(shè)計 915.1一般規(guī)定 915.2建筑性能要求 925.4協(xié)同設(shè)計與BIM技術(shù)應(yīng)用 935.5建筑設(shè)計 935.6結(jié)構(gòu)設(shè)計 945.7“板架合一”部件設(shè)計 955.8設(shè)備與管線系統(tǒng)設(shè)計 965.9內(nèi)裝系統(tǒng)設(shè)計 976生產(chǎn)制作與運輸 977施工與安裝 987.1一般規(guī)定 988驗收 99附錄A一體化預(yù)制墻板 100附錄B一體化預(yù)制樓（屋）面板 100

1總則1.0.1“板架合一”體系建筑體系將鋼結(jié)構(gòu)受力框架與圍護結(jié)構(gòu)復(fù)合在一起，形成外墻板、內(nèi)墻板、樓（屋）面板、樓梯板等構(gòu)件，本體系集建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾、保溫、機電管線于一體，高度集成，構(gòu)件工廠化、智能化流水線生產(chǎn)，在施工現(xiàn)場整體吊裝，能夠?qū)崿F(xiàn)百分之百裝配，減少了構(gòu)件的種類和數(shù)量，減少施工現(xiàn)場工作量，現(xiàn)場裝配速度快?！鞍寮芎弦弧苯ㄖw系與現(xiàn)有混凝土裝配化技術(shù)相比，盡最大程度減少了混凝土的應(yīng)用，實現(xiàn)了低碳、環(huán)保、節(jié)能的目標(biāo)?！鞍寮芎弦弧斌w系建筑體系承載采用鋼結(jié)構(gòu)，圍護填充材料采用輕質(zhì)泡沫混凝土，與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑技術(shù)相比，集成化程度高，建筑成本低，“板架合一”體系建筑體系是一種裝配式建筑新體系，為了使設(shè)計、施工、驗收等有章可循，做到安全、可靠、技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，便于其推廣應(yīng)用，有必要制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對其設(shè)計、生產(chǎn)、施工及驗收等內(nèi)容做出規(guī)定。

2術(shù)語本章主要對本規(guī)程中涉及的專用術(shù)語進行了解釋，在其他標(biāo)準(zhǔn)中已有或約定俗成的術(shù)語不再解釋。2.0.1該體系將建筑物分解為內(nèi)含鋼骨架的一體化預(yù)制墻板及一體化預(yù)制樓（屋）面板等構(gòu)件，工廠預(yù)制完成后在現(xiàn)場安裝而形成的高度集成和高裝配率的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑體系，簡稱“板架合一”體系建筑。2.0.3墻板內(nèi)輕質(zhì)保溫材料包括泡沫混凝土、陶粒泡沫混凝土、爐渣泡沫混凝土或其它輕骨料泡沫混凝土等。2.0.4樓（屋）面板內(nèi)輕質(zhì)填充材料包括泡沫混凝土、陶粒泡沫混凝土、爐渣泡沫混凝土以及其它輕骨料混凝土、輕骨料泡沫混凝土等。

3基本規(guī)定3.0.1“板架合一”體系建筑體系采用構(gòu)件百分之百全裝配，設(shè)計過程中應(yīng)將結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)采用集成的方法進行一體化設(shè)計。具體工程設(shè)計時，可仍按常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計方法和步驟設(shè)計，施工圖設(shè)計完成后，再由“板架合一”部件生產(chǎn)廠家根據(jù)生產(chǎn)線實際情況進行深化設(shè)計，形成“板架合一”“板架合一”部件的加工詳圖和節(jié)點安裝詳圖等。3.0.2“板架合一”體系建筑是常規(guī)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的升級版，對推進建筑工業(yè)化發(fā)展將起到積極的推動作用。這種新型的建筑體系具有工廠化制造、現(xiàn)場裝配的基本特點，目的是提高效率、保證質(zhì)量。將結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)采用集成的方法進行一體化設(shè)計，是各類裝配式建筑設(shè)計的統(tǒng)一要求，是保證建筑功能完整和結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良的前提。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、部品部（構(gòu)）件生產(chǎn)工廠化、部品部（構(gòu)）件安裝裝配化、施工管理信息化，是各類裝配式建筑設(shè)計與建造的統(tǒng)一要求?！鞍寮芎弦弧斌w系建筑應(yīng)立足于建筑工業(yè)化，少規(guī)格、多組合，采用集成技術(shù)，便于工廠批量化生產(chǎn)。各部品、部（構(gòu)）件通過接口進行連接，在現(xiàn)場進行組裝，干法施工。在設(shè)計、生產(chǎn)、施工和運維中均采用BIM技術(shù)，可以實現(xiàn)全過程的信息化管理。發(fā)展住宅建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，實現(xiàn)建筑全裝修，避免毛坯房交房。3.0.4設(shè)備管線預(yù)埋在墻體不小于50mm的泡沫混凝土保護層中，樓層面板中的管線預(yù)埋在泡沫混凝土中，不影響結(jié)構(gòu)受力，設(shè)備管線也可預(yù)埋在外墻的內(nèi)保溫層中，樓面的管線也可埋在樓地面的架空層中，實現(xiàn)管線分離。3.0.5“板架合一”體系建筑主體結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，圍護填充材料為泡沫混凝土，均為綠色建筑材料，其他輔助材料均宜采用綠色建材。

4材料4.1鋼材與鋼筋4.1.6墻面板周邊以及樓（屋）面板底面泡沫混凝土表面均設(shè)有一層焊接鋼絲網(wǎng)片，該鋼絲網(wǎng)片設(shè)置在表層的砂漿層中，起抗裂作用，鋼絲網(wǎng)片宜選用直徑不小于2.5mm、網(wǎng)孔尺寸不大于50mm×50mm的冷拔低碳鋼絲焊接熱鍍鋅網(wǎng)片。4.3圍護板材4.3.1~4.3.4一體化預(yù)制墻板及一體化預(yù)制樓（屋）面板的泡沫混凝土有自承重及保溫要求，兼顧兩方面提出了泡沫混凝土材料的性能要求。4.3.5根據(jù)一體化預(yù)制墻板的防火及隔聲試驗結(jié)果，給出了墻板的選用標(biāo)準(zhǔn)。4.5保溫材料、密封材料4.5.2兼顧保溫及承重要求，一體化預(yù)制墻板泡沫混凝土優(yōu)先選用干密度等級A05級，干體積密度500kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)0.11~0.12。4.5.3當(dāng)墻板采用夾芯保溫構(gòu)造時，保溫材料設(shè)置在一體化預(yù)制墻板內(nèi)，可選用B1級有機泡沫塑料作為保溫隔熱材料，當(dāng)采用外墻內(nèi)保溫時應(yīng)采用A級保溫隔熱材料。4.5.5一體化預(yù)制墻板及樓（屋）面板連接縫的密封處理是“板架合一”體系建筑耐久性的關(guān)鍵，密封材料的粘結(jié)性能和耐久性應(yīng)滿足設(shè)計要求，并應(yīng)有與所接觸材料的相容性試驗報告。4.7其它材料4.7.1砂漿保護層可有效提高墻板及樓板的表面硬度及防水性能，有特殊防水要求時，屋面板、樓板及墻板外層砂漿可采用防水砂漿或增設(shè)防水涂料等防水措施。外墻板及有水房間內(nèi)墻板接縫兩側(cè)采用防水砂漿或增設(shè)防水涂料等防水措施，加強墻板的防水抗?jié)B性能。4.7.2建筑屋面防水材料、外墻飾面材料與基底材料應(yīng)相容，粘結(jié)應(yīng)可靠，防止外墻及屋面的開裂、脫落現(xiàn)象的發(fā)生，滿足外墻及屋面防水、防滲功能的要求。5設(shè)計5.1一般規(guī)定5.1.6山東建筑大學(xué)在國家消防及阻燃產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（山東）進行了一體化預(yù)制墻板和一體化預(yù)制樓板的耐火性能試驗。對2個內(nèi)部鋼構(gòu)件涂刷防火涂料和不涂刷防火涂料的足尺一體化預(yù)制墻板模型進行耐火性能試驗，試驗結(jié)果表明：50mm泡沫混凝土保護層（含砂漿層）厚度的墻板受火240min后，未刷防火涂料的墻板背火面最高溫度為81.7℃，平均溫度為69.4℃；涂刷防火涂料的墻板背火面最高溫度為78.4℃，平均溫度為56.2℃，均滿足建筑一級耐火性能的要求。對2個內(nèi)部鋼構(gòu)件涂刷防火涂料和不涂刷防火涂料的足尺一體化預(yù)制樓板模型進行耐火性能試驗表明：保護層厚度為20mm，混凝土層為60mm的樓板受火240min后，未刷防火涂料的樓板，背火面最高溫度為91℃，平均溫度為79℃；涂刷防火涂料的樓板，背火面最高溫度為78.1℃，平均溫度為62.9℃。研究成果發(fā)表在《建筑鋼結(jié)構(gòu)進展》2022年第5期上。因此根據(jù)一體化預(yù)制墻板及樓（屋）面板抗火試驗的結(jié)果，符合本條保護層厚度的墻板及樓（屋）面板內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)可不刷防火涂料即可滿足一級耐火時限的要求。同時，山東建筑大學(xué)也對帶砂漿保護層的鋼材的耐腐蝕性能進行了試驗研究。以砂漿保護層為變量，設(shè)計了6組（其中一組做防腐涂料）不同砂漿保護層厚度的鋼片試件，進行中性鹽霧試驗。試驗結(jié)果表明：帶有砂漿保護層的試件在1500h鹽霧試驗后內(nèi)部鋼片均未受到腐蝕，試驗后的鋼片稱重未發(fā)生明顯變化。根據(jù)銹蝕危險性與臨界氯離子含量相關(guān)性的研究，在2500h鹽霧環(huán)境下，帶有20mm以上厚砂漿保護層的鋼片的腐蝕危險性很小。對實際使用年限50年、無法進行中期維護修復(fù)的復(fù)合墻板來說，外部砂漿保護層不小于20mm時，整體結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能也可以滿足使用要求。5.2建筑性能要求5.2.2防火、防水、保溫、防腐、隔聲是“板架合一”體系建筑圍繞鋼結(jié)構(gòu)主體重點解決的構(gòu)造問題，各項性能均須滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求?！鞍寮芎弦弧斌w系建筑構(gòu)件安裝形成的橫向縫及豎向縫均需采用巖棉等A級防火與隔聲材料與B1級聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡材料組合填充，是為滿足建筑物縫隙防水、防火、保溫、隔聲要求的構(gòu)造措施。5.4協(xié)同設(shè)計與BIM技術(shù)應(yīng)用“板架合一”體系建筑已實現(xiàn)構(gòu)件全裝配，為保證構(gòu)件生產(chǎn)及現(xiàn)場安裝的準(zhǔn)確和效率，宜全程采用BIM技術(shù)。從開始設(shè)計，建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝修等各專業(yè)進行一體化設(shè)計，建立一體化的BIM信息化平臺，保證建筑設(shè)計的完整性和系統(tǒng)性，實現(xiàn)專業(yè)與專業(yè)間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，將工程的設(shè)計一體化BIM平臺共享到生產(chǎn)、施工安裝和運營維護全過程，實現(xiàn)建筑全過程的動態(tài)追溯。5.5建筑設(shè)計5.5.13考慮工廠制作及運輸安裝的要求，本條對墻板的尺寸作出了規(guī)定，一體化預(yù)制墻板可靈活分塊制作，現(xiàn)場拼裝。當(dāng)墻板高度超過3.3米后，立式運輸已達運輸限高極限，墻板應(yīng)進行橫向或豎向再分塊，滿足構(gòu)件的運輸安裝要求。5.5.14給出了墻板與墻板接縫的構(gòu)造，建筑墻板橫向與豎向均留有20mm左右的縫隙，橫向縫采用外低內(nèi)高的斜向縫或企口縫，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)防水，豎向縫為現(xiàn)場安裝方便，可采用直縫，橫向縫和豎向縫兩側(cè)均在構(gòu)件出廠前做防水處理，縫隙用彈性材料填充，完整實現(xiàn)兩道防水，滿足縫隙的防水、防火、保溫、隔聲等功能要求。5.5.16一體化預(yù)制樓（屋）面板的布置及分塊宜根據(jù)房間尺寸以及加工、構(gòu)件運輸、安裝等條件確定。寬度一般不宜超過3米，長度一般不宜超過8.5米。5.5.17~5.5.18本條給出了內(nèi)（外）墻板與樓板的安裝方法，墻板與樓板相互避開，留出彈性縫，滿足墻板與樓板變形協(xié)調(diào)要求。墻板與樓板的縫隙采用防火材料密封材料填充，滿足縫隙的防水、防火、保溫、隔聲等功能要求。5.5.23預(yù)制構(gòu)件細(xì)長時，可適當(dāng)加強內(nèi)部骨架型號，加大加密鋼絲網(wǎng)的規(guī)格等防裂措施。5.6結(jié)構(gòu)設(shè)計5.6.4本條對結(jié)構(gòu)布置作了規(guī)定，裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋的支撐框架在兩個方向的布置宜基本對稱，支撐框架之間的樓蓋長寬比不宜大于3。5.6.7一體化預(yù)制墻板采取了消除其剛度對主體結(jié)構(gòu)剛度的影響，經(jīng)過墻體剛度試驗，給出了結(jié)構(gòu)自振周期的折減系數(shù)。山東建筑大學(xué)對一體化預(yù)制墻板的抗側(cè)剛度和抗裂性能進行了試驗研究。分兩批對11榀一體化墻體進行低周反復(fù)加載試驗，得到了各試件的水平承載力、抗側(cè)剛度、滯回特性。試驗結(jié)果表明，一體化墻體在位移角1/400時沒有開裂，個別試件有開裂但裂縫寬度也均小于0.2mm；一體化墻體由于內(nèi)部支撐和泡沫混凝土和砂漿保護層的復(fù)合作用，其抗側(cè)剛度是純支撐鋼框架的2.10倍，其水平承載力是純支撐鋼框架的1.76倍，因此在設(shè)計中需考慮泡沫混凝土、砂漿層等對支撐鋼框架的影響；高寬比對一體化墻體抗側(cè)性能影響顯著，高寬比越大，墻體的水平承載力、抗側(cè)剛度、耗能能力越小。采用ABAQUS有限元軟件，建立了一體化墻體的精細(xì)化模型、簡化模型、線（wire）模型，并進行靜力加載模擬；建立多層多跨一體化墻體結(jié)構(gòu)的線（wire）模型，并基于等效支撐強化模型的方法進行頻率分析，得到多層多跨一體化墻體結(jié)構(gòu)的周期折減系數(shù)。結(jié)果表明，精細(xì)化模型、簡化模型、線（wire）模型的荷載-位移曲線基本吻合，并且與試驗骨架曲線基本吻合，說明三種模型均能較好的模擬一體化墻體的水平承載力，結(jié)構(gòu)的周期折減系數(shù)在0.81~0.88之間。相關(guān)研究成果發(fā)表在《土木與環(huán)境工程學(xué)報》、《建筑鋼結(jié)構(gòu)進展》上。5.6.8為減少結(jié)構(gòu)變形和控制一體化預(yù)制墻板的裂縫，結(jié)合大量墻板試驗結(jié)果，提出了相比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)更高的要求。5.6.10給出了“板架合一”體系建筑的梁柱連接節(jié)點，梁柱節(jié)點宜采用加強型連接，可采用加楔形蓋板方式加強，也可采用局部加寬翼緣方式加強，當(dāng)貫通隔板伸出長度不小于50mm，厚度不小于梁翼板厚度4mm時，節(jié)點可不加強。柱橫隔板貫通的節(jié)點形式是近年來抗震研究的成果之一，焊縫質(zhì)量容易得到保證。5.7“板架合一”部件設(shè)計5.7.3山東建筑大學(xué)對一體化預(yù)制墻板的熱工性能進行了試驗研究。以影響一體化預(yù)制墻板熱工性能最為顯著的泡沫混凝土厚度為變量，設(shè)計了三個不同尺寸的墻板足尺試驗?zāi)Ｐ停瑢ζ溥M行了標(biāo)定熱箱法試驗。為考察鋼骨架部位的冷熱橋效應(yīng)，對達到穩(wěn)態(tài)的一體化預(yù)制墻板試件進行紅外熱成像試驗，熱成像結(jié)果顯示，由于一體化預(yù)制墻板兩側(cè)砂漿保護層的保溫作用，骨架部位的冷熱橋現(xiàn)象并不明顯。提出了一體化預(yù)制墻板平均熱阻的計算公式。結(jié)合熱工規(guī)范給出的計算方法衍生出一維簡化計算方法，建立了傳熱系數(shù)計算模型，推導(dǎo)出了計算公式；將試驗、理論計算、有限元模擬得到的結(jié)果進行對比分析，結(jié)果表明提出的一維簡化計算方法具有足夠的計算精度，可以為實際工程提供理論支撐。一維簡化計算方法是將墻板中所包含的每種材料的總體積依照墻板一維傳熱的假定，除以墻板傳熱面的總面積計算出相應(yīng)的傳熱路徑厚度，將各種材料的熱阻串聯(lián)從而得到復(fù)合墻體平均傳熱阻。簡化計算結(jié)果和試驗結(jié)果對比試件編號計算傳熱阻/計算傳熱系數(shù)/實驗平均熱阻值與試驗值相對誤差/%QB-11.040.960.959.47QB-21.230.811.273.15QB-31.420.701.6111.805.7.5對墻板附加支撐的設(shè)置原則作出了規(guī)定。附框作為圍護墻體的骨架，設(shè)計應(yīng)根據(jù)正常使用階段及生產(chǎn)運輸階段的受力要求計算確定其規(guī)格尺寸，附框的間距不宜過大，一般不宜大于1.5m。5.7.6給出了墻板的連接構(gòu)造，采用墻板滑動連接及彈簧板連接的目的是為消除墻板剛度對主體結(jié)構(gòu)剛度影響，降低主體結(jié)構(gòu)地震作用，提高建筑物的抗震性能。5.7.8山東建筑大學(xué)對一體化預(yù)制樓板進行了豎向承載力和樓板水平剛度的試驗研究。試驗和理論分析表明，在彈性階段，樓板的應(yīng)力應(yīng)變符合平截面假定的要求，為驗證樓板面內(nèi)無限剛假定，運用有限元分析對比了裝配式鋼龍骨輕質(zhì)樓板與現(xiàn)澆混凝土樓板的平面內(nèi)剛度。在骨架與鋼梁可靠連接的條件下，樓板的平面內(nèi)剛度由鋼筋混凝土層提供54%，龍骨提供46%，在彈性范圍內(nèi)樓板變形符合平面內(nèi)無限剛的假定。5.7.9~5.7.10一體化預(yù)制樓（屋）面板采用鋼骨架承重，骨架的規(guī)格型號應(yīng)計算確定，骨架端部與鋼梁焊接連接，除骨架端部外間隔500~600mm焊接樓板抗剪連接件與鋼梁連接，增強樓板的整體剛度。角部與鋼柱交接處需預(yù)留安裝空間，此處給出了多種角部處理的方式。5.8設(shè)備與管線系統(tǒng)設(shè)計5.8.1對建筑設(shè)備與管線的設(shè)計要求作出了規(guī)定，裝配式建筑應(yīng)結(jié)合BIM技術(shù)，準(zhǔn)確確定管線排布。5.8.3對供暖、通風(fēng)、空調(diào)及燃?xì)獾脑O(shè)計要求作出了規(guī)定。5.8.4對電氣管線的設(shè)計要求作出了規(guī)定，有吊頂房間電氣管線可布置在吊頂上方空腔內(nèi)，沒有吊頂房間的電氣管線在墻板內(nèi)可敷設(shè)在墻板泡沫混凝土保護層中，在樓板可敷設(shè)在樓板填充泡沫混凝土中。5.8.5給出了管線分離的實施措施，設(shè)備管線設(shè)置在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之外，方便后期維護。5.9內(nèi)裝系統(tǒng)設(shè)計5.9.12對“板架合一”體系建筑集成廚房作出了規(guī)定。5.9.13對“板架合一”體系建筑集成衛(wèi)生間作出了規(guī)定。6生產(chǎn)制作與運輸6.5“板架合一”部件生產(chǎn)6.5.1嚴(yán)重缺陷包括結(jié)合面企口斷裂，鋼骨架