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建筑业10项新技术(2017版)(2)

时间:2017-11-16 来源: 建工网


2.7.1.2 技术指标 400MPa和500MPa 级高强钢筋的技术指标应符合国家标准 GB1499.2 的规定, 钢筋设计强度及施工应用指标应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土

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2.7.1.2 技术指标
400MPa和500MPa 级高强钢筋的技术指标应符合国家标准 GB1499.2 的规定, 钢筋设计强度及施工应用指标应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土结构工程施工规范》GB50666及其他相关标准。
按《混凝土结构设计规范》GB50010规定,400MPa和500MPa级高强钢筋的直径为6~50mm;400MPa级钢筋的屈服强度标准值为400 N/mm2,抗拉强度标准值为540 N/mm2,抗拉与抗压强度设计值为360 N/mm2;500MPa 级钢筋的屈服强度标准值为 500 N/mm2,抗拉强度标准值为 630 N/mm2;抗拉与抗压强度设计值为435N/mm2。
对有抗震设防要求结构,并用于按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件,其纵向受力普通钢筋对强屈比、屈服强度超强比与钢筋的延性有更进一步的要求,规范规定应满足下列要求:
钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;
钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30;
钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。
为保证钢筋材料符合抗震性能指标,建议采用带后缀“E”的热轧带肋钢筋。
2.7.1.3 适用范围
应优先使用400MPa级高强钢筋,将其作为混凝土结构的主力配筋,并主要应用于梁与柱的纵向受力钢筋、高层剪力墙或大开间楼板的配筋。充分发挥400MPa级钢筋高强度、延性好的特性,在保证与提高结构安全性能的同时比335MPa级钢筋明显减少配筋量。
对于500MPa级高强钢筋应积极推广,并主要应用于高层建筑柱、大柱网或重荷载梁的纵向钢筋,也可用于超高层建筑的结构转换层与大型基础筏板等构件,以取得更好的减少钢筋用量效果。
用HPB300钢筋取代HPB235钢筋,并以300(335)MPa级钢筋作为辅助配筋。就是要在构件的构造配筋、一般梁柱的箍筋、普通跨度楼板的配筋、墙的分布钢筋等采用300(335)MPa级钢筋。其中HPB300光圆钢筋比较适宜用于小构件梁柱的箍筋及楼板与墙的焊接网片。对于生产工艺简单、价格便宜的余热处理工艺的高强钢筋,如RRB400钢筋,因其延性、可焊性、机械连接的加工性能都较差,《混凝土结构设计规范》GB 50010建议用于对于钢筋延性较低的结构构件与部位,如大体积混凝土的基础底板、楼板及次要的结构构件中,做到物尽其用。
2.7.1.4 工程案例
400MPa 级钢筋在国内高层建筑、大型公共建筑等得到大量应用。比较典型的工程有: 北京奥运工程、上海世博工程、苏通长江公路大桥等。500MPa 级钢筋应用于中国建筑科学研究院新科研大楼、郑州华林都市家园、河北建设服务中心等多项工程。
2.7.2 高强冷轧带肋钢筋应用技术
2.7.2.1 技术内容
CRB600H高强冷轧带肋钢筋(简称“CRB600H高强钢筋”)是国内近年来开发的新型冷轧带肋钢筋。CRB600H高强钢筋是在传统CRB550冷轧带肋钢筋的基础上,经过多项技术改进,从产品性能、产品质量、生产效率、经济效益等多方面均有显著提升。CRB600H高强钢筋的最大优势是以普通Q235盘条为原材,在不添加任何微合金元素的情况下,通过冷轧、在线热处理、在线性能控制等工艺生产,生产线实现了自动化、连续化、高速化作业。
CRB600H高强钢筋与HRB400钢筋售价相当,但其强度更高,应用后可节约钢材达10%;吨钢应用可节约合金19kg,节约9.7kg标准煤。目前CRB600H高强钢筋在河南、河北、湖北、湖南、安徽、山东、重庆等十几个省市建筑工程中广泛应用,节材及综合经济效果十分显著。
2.7.2.2 技术指标
CRB600H高强钢筋的技术指标应符合现行行业标准《高延性冷轧带肋钢筋》YB/T 4260和国标《冷轧带肋钢筋》GB 13788的规定,设计、施工及验收应符合现行行业标准《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95-2011的规定。中国工程建设协会标准《CRB600H钢筋应用技术规程》、《高强钢筋应用技术导则》及河南、河北、山东等地的地方标准已完成编制。
CRB600H高强钢筋的直径范围为5~12mm,抗拉强度标准值为600N/mm2,屈服强度标准值为520N/mm2,断后伸长率14%,最大力均匀伸长率5%,强度设计值为415N/mm2(比HRB400钢筋的360N/mm2提高15%)。
2.7.2.3 适用范围
CRB600H高强钢筋适用于工业与民用房屋和一般构筑物中,具体范围为:板类构件中的受力钢筋(强度设计值取415N/mm2);剪力墙竖向、横向分布钢筋及边缘构件中的箍筋,不包括边缘构件的纵向钢筋;梁柱箍筋。由于CRB600H钢筋的直径范围为5~12mm,且强度设计值较高,其在各类板、墙类构件中应用具有较好的经济效益。
2.7.2.4 工程案例
主要应用于各类公共建筑、住宅及高铁项目中。比较典型的工程有:河北工程大学新校区、武汉光谷之星城市综合体、宜昌新华园住宅区、郑州河医大一附院综合楼、新郑港区民航国际馨苑大型住宅区、安阳城综合商住区等住宅和公共建筑;郑徐客专、沪昆客专、宝兰客专、西成客专等高铁项目中的轨道板中。
2.8 高强钢筋直螺纹连接技术
2.8.1 技术内容
直螺纹机械连接是高强钢筋连接采用的主要方式,按照钢筋直螺纹加工成型方式分为剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹和镦粗直螺纹,其中剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹属于无切削螺纹加工,镦粗直螺纹属于切削螺纹加工。钢筋直螺纹加工设备按照直螺纹成型工艺主要分为剥肋滚轧直螺纹成型机、直接滚轧直螺纹成型机、钢筋端头镦粗机和钢筋直螺纹加工机,并已研发了钢筋直螺纹自动化加工生产线;按照连接套筒型式主要分为标准型套筒、加长丝扣型套筒、变径型套筒、正反丝扣型套筒;按照连接接头型式主要分为标准型直螺纹接头、变径型直螺纹接头、正反丝扣型直螺纹接头、加长丝扣型直螺纹接头、可焊直螺纹套筒接头和分体直螺纹套筒接头。高强钢筋直螺纹连接应执行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定,钢筋连接套筒应执行行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。
高强钢筋直螺纹连接主要技术内容包括:
(1)钢筋直螺纹丝头加工。钢筋螺纹加工工艺流程是首先将钢筋端部用砂轮锯、专用圆弧切断机或锯切机平切,使钢筋端头平面与钢筋中心线基本垂直;其次用钢筋直螺纹成型机直接加工钢筋端头直螺纹,或者使用镦粗机对钢筋端部镦粗后用直螺纹加工机加工镦粗直螺纹;直螺纹加工完成后用环通规和环止规检验丝头直径是否符合要求;最后用钢筋螺纹保护帽对检验合格的直螺纹丝头进行保护。
(2)直螺纹连接套筒设计、加工和检验验收应符合行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。
(3)钢筋直螺纹连接。高强钢筋直螺纹连接工艺流程是用连接套筒先将带有直螺纹丝头的两根待连接钢筋使用管钳或安装扳手施加一定拧紧力矩旋拧在一起,然后用专用扭矩扳手校核拧紧力矩,使其达到行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107规定的各规格接头最小拧紧力矩值的要求,并且使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧,标准型、正反丝型、异径型接头安装后的单侧外露螺纹不宜超过 2P,对无法对顶的其他直螺纹接头,应附加锁紧螺母、顶紧凸台等措施紧固。
(4)钢筋直螺纹加工设备应符合行业标准《钢筋直螺纹成型机》JG/T 146的有关规定。
(5)钢筋直螺纹接头应用、接头性能、试验方法、型式检验和施工检验验收,应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定。
2.8.2 技术指标
高强钢筋直螺纹连接接头的技术性能指标应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107和《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的规定。其主要技术指标如下。
(1)接头设计应满足强度及变形性能的要求。
(2)接头性能应包括单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压和疲劳性能;应根据接头的性能等级和应用场合选择相应的检验项目。
(3)接头应根据极限抗拉强度、残余变形、最大力下总伸长率以及高应力和大变形条件 下反复拉压性能,分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级,其性能应分别符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的规定。
(4)对直接承受重复荷载的结构构件,设计应根据钢筋应力幅提出接头的抗疲劳性能要求。当设计无专门要求时,剥肋滚轧直螺纹钢筋接头、镦粗直螺纹钢筋接头和带肋钢筋套筒挤压接头的疲劳应力幅限值不应小于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 中普通钢筋疲劳应力幅限值的 80%。
(5)套筒实测受拉承载力不应小于被连接钢筋受拉承载力标准值的1.1倍。套筒用于有疲劳性能要求的钢筋接头时,其抗疲劳性能应符合JGJ 107的规定。
(6)套筒原材料宜采用牌号为45号的圆钢、结构用无缝钢管,其外观及力学性能应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T 699、《用于机械和一般工程用途的无缝钢管》GB/T 8162、《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 17395的规定。
(7)套筒原材料采用45号钢冷拔或冷轧精密无缝钢管时,应进行退火处理,并应符合现行国家标准《冷拔或冷轧精密无缝钢管》GB/T 3639的相关规定,其抗拉强度不应大于800MPa,断后伸长率δ5不宜小于14%。冷拔或冷轧精密无缝钢管的原材料应采用牌号为45号管坯钢,并符合行业标准《优质碳素结构钢热轧和锻制圆管坯》YB/T 5222 的规定。
(8)采用各类冷加工工艺成型的套筒,宜进行退火处理,且不得利用冷加工提高的强度。需要与型钢等钢材焊接的套筒,其原材料应满足可焊性的要求。
2.8.3 适用范围
高强钢筋直螺纹连接可广泛适用于直径12~50mm HRB400、HRB500钢筋各种方位的同异径连接,如粗直径、不同直径钢筋水平、竖向、环向连接,弯折钢筋、超长水平钢筋的连接,两根或多根固定钢筋之间的对接,钢结构型钢柱与混凝土梁主筋的连接等。
2.8.4 工程案例
 钢筋直螺纹连接已应用于超高层建筑、市政工程、核电工程、轨道交通等各种工程中,如武汉绿地中心、上海中心、北京中国尊、北京首都机场、红沿河核电站、阳江核电站、台山核电站、北京地铁等。
2.9 钢筋焊接网应用技术
2.9.1 技术内容
钢筋焊接网是将具有相同或不同直径的纵向和横向钢筋分别以一定间距垂直排列,全部交叉点均用电阻点焊焊在一起的钢筋网,分为定型、定制和开口钢筋焊接网三种。钢筋焊接网生产主要采用钢筋焊接网生产线,并采用计算机自动控制的多头焊网机焊接成型,焊接前后钢筋的力学性能几乎没有变化,其优点是钢筋网成型速度快、网片质量稳定、横纵向钢筋间距均匀、交叉点处连接牢固。
应用钢筋焊接网可显著提高钢筋工程质量和施工速度,增强混凝土抗裂能力,具有很好综合经济效益。广泛应用于建筑工程中楼板、屋盖、墙体与预制构件的配筋也广泛应用于道桥工程的混凝土路面与桥面配筋,及水工结构、高铁无砟轨道板、机场跑道等。
钢筋焊接网生产线是将盘条或直条钢筋通过电阻焊方式自动焊接成型为钢筋焊接网的设备,按上料方式主要分为盘条上料、直条上料、混合上料(纵筋盘条上料、横筋直条上料)三种生产线;按横筋落料方式分为人工落料和自动化落料;按焊接网片制品分类,主要分为标准网焊接生产线和柔性网焊接生产线,柔性网焊接生产线不仅可以生产标准网,还可以生产带门窗孔洞的定制网片。钢筋焊接网生产线可用于建筑、公路、防护、隔离等网片生产,还可以用于PC构件厂内墙、外墙、叠合板等网片的生产。
目前主要采用 CRB550 、CRB600H级冷轧带肋钢筋和 HRB400 、HRB500级热轧钢筋制作焊接网,焊接网工程应用较多、技术成熟。主要包括钢筋调直切断技术、钢筋网制作配送技术、布网设计及施工安装技术等。
采用焊接网可显著提高钢筋工程质量,大量降低现场钢筋安装工时,缩短工期,适当节省钢材,具有较好的综合经济效益,特别适用于大面积混凝土工程。
2.9.2 技术指标
钢筋焊接网技术指标应符合国家标准《钢筋混凝土用钢筋焊接网》GB/T1499.3 和行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114 的规定。冷轧带肋钢筋的直径宜采用5~12mm,CRB550 、CRB600H的强度标准值分别为500N/mm2、520N/mm2,强度设计值分别为400N/mm2、415N/mm2;热轧钢筋的直径宜为 6~18mm,HRB400、HRB500屈服强度标准值分别为 400 N/mm2、500N/mm2,强度设计值分别为360N/mm2、435N/mm2。焊接网制作方向的钢筋间距宜为100、150、200mm,也可采用125mm或175mm;与制作方向垂直的钢筋间距宜为100~400mm, 且宜为10mm的整倍数,焊接网的最大长度不宜超过 12m, 最大宽度不宜超过3.3m。焊点抗剪力不应小于试件受拉钢筋规定屈服力值的0.3 倍。
2.9.3 适用范围
钢筋焊接网广泛适用于现浇钢筋混凝土结构和预制构件的配筋,特别适用于房屋的楼板、屋面板、地坪、墙体、梁柱箍筋笼以及桥梁的桥面铺装和桥墩防裂网。高速铁路中的无砟轨道底座配筋、轨道板底座及箱梁顶面铺装层配筋。此外可用于隧洞衬砌、输水管道、海港码头、桩等的配筋。
HRB400级钢筋焊接网由于钢筋延性较好,除用于一般钢筋混凝土板类结构外,更适于抗震设防要求较高的构件(如剪力墙底部加强区)配筋。
2.9.4 工程案例
国内应用焊接网的各类工程数量较多,应用较多地区为珠江三角洲、长江下游(含上海)和京津等地。如北京百荣世贸商城、深圳市市民中心工程、阳左高速公路、夏汾高速公路、京沪高铁、武广客专等。
2.10 预应力技术
2.10.1 技术内容
预应力技术分为先张法预应力和后张法预应力,先张法预应力技术是指通过台座或模板的支撑张拉预应力筋,然后绑扎钢筋浇筑混凝土,待混凝土达到强度后放张预应力筋,从而给构件混凝土施加预应力的方法,该技术目前在构件厂中用于生产预制预应力混凝土构件;后张法预应力技术是先在构件截面内采用预埋预应力管道或配置无粘接、缓粘接预应力筋,再浇筑混凝土,在构件或结构混凝土达到强度后,在结构上直接张拉预应力筋从而对混凝土施加预应力的方法,后张法可以通过有粘结、无粘结、缓粘结等工艺技术实现,也可采用体外束预应力技术。为发挥预应力技术高效的特点,可采用强度为1860MPa级以上的预应力筋,通过张拉建立初始应力,预应力筋设计强度可发挥到1000~1320MPa,该技术可显著节约材料、提高结构性能、减少结构挠度、控制结构裂缝并延长结构寿命。先张法预应力混凝土构件,也常用1570MPa的预应力钢丝。预应力技术内容主要包括材料、预应力计算与设计技术、安装及张拉技术、预应力筋及锚头保护技术等。
2.10.2 技术指标
预应力技术用于混凝土结构楼盖,可实现较小的结构高度跨越较大跨度。对平板及夹心板,其结构适用跨度为7~15m,高跨比为1/40~1/50;对密肋楼盖或扁梁楼盖,其适用跨度为8~18m,高跨比为1/20~1/30;对框架梁、连续梁结构,其适用跨度为12~40m,高跨比为1/18~1/25。在高层或超高层建筑的楼盖结构中采用该技术可有效降低楼盖结构高度,实现大跨度,并在保证净高的条件下,降低建筑层高,降低总建筑高度;或在建筑总限高不变条件下,可有效增加建筑层数,具有节省材料和造价,提供灵活空间等优点。在多层大跨度楼盖中采用该技术可提高结构性能、节省钢筋和混凝土材料、简化梁板施工工艺、加快施工速度、降低建筑造价。目前常用预应力筋强度为1860MPa级钢绞线,施工张拉应力不超过预应力筋公称强度的0.75。详细技术指标参见现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92等标准。
2.10.3 适用范围
该技术可用于多、高层房屋建筑的楼面梁板、转换层、基础底板、地下室墙板等,以抵抗大跨度、重荷载或超长混凝土结构在荷载、温度或收缩等效应下产生的裂缝,提高结构与构件的性能,降低造价;也可用于筒仓、电视塔、核电站安全壳、水池等特种工程结构;还广泛用于各类大跨度混凝土桥梁结构。
2.10.4 工程案例
首都国际机场、上海浦东国际机场、深圳宝安机场等多座航站楼;上海虹桥交通枢纽、西安北站、郑州北站等多座高铁城铁车站站房;百度、京东、上海临港物流园等大面积多层建筑;上海虹桥国家会展中心、深圳会展、青岛会展等大跨会展建筑;北京颐德家园、宁波浙海大厦、长沙国金大厦等高层建筑;还有福建福清、广东台山、海南昌江核电站安全壳等特种工程和大量桥梁工程。
2.11 建筑用成型钢筋制品加工与配送技术
2.11.1 技术内容
建筑用成型钢筋制品加工与配送技术(简称“成型钢筋加工配送技术”)是指由具有信息化生产管理系统的专业化钢筋加工机构进行钢筋大规模工厂化与专业化生产、商品化配送具有现代建筑工业化特点的一种钢筋加工方式。主要采用成套自动化钢筋加工设备,经过合理的工艺流程,在固定的加工场所集中将钢筋加工成为工程所需成型钢筋制品,按照客户要求将其进行包装或组配,运送到指定地点的钢筋加工组织方式。信息化管理系统、专业化钢筋加工机构和成套自动化钢筋加工设备三要素的有机结合是成型钢筋加工配送区别于传统场内或场外钢筋加工模式的重要标志。成型钢筋加工配送技术执行行业标准《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》JGJ366的有关规定。成型钢筋加工配送技术主要包括内容如下。
(1)信息化生产管理技术:从钢筋原材料采购、钢筋成品设计规格与参数生成、加工任务分解、钢筋下料优化套裁、钢筋与成品加工、产品质量检验、产品捆扎包装,到成型钢筋配送、成型钢筋进场检验验收、合同结算等全过程的计算机信息化管理。
(2)钢筋专业化加工技术:采用成套自动化钢筋加工设备,经过合理的工艺流程,在固定的加工场所集中将钢筋加工成为工程所需的各种成型钢筋制品,主要分为线材钢筋加工、棒材钢筋加工和组合成型钢筋制品加工。线材钢筋加工是指钢筋强化加工、钢筋矫直切断、箍筋加工成型等;棒材钢筋加工是指直条钢筋定尺切断、钢筋弯曲成型、钢筋直螺纹加工成型等;组合成型钢筋制品加工是指钢筋焊接网、钢筋笼、钢筋桁架、梁柱钢筋成型加工等。
(3)自动化钢筋加工设备技术:自动化钢筋加工设备是建筑用成型钢筋制品加工的硬件支撑,是指具备强化钢筋、自动调直、定尺切断、弯曲、焊接、螺纹加工等单一或组合功能的钢筋加工机械,包括钢筋强化机械、自动调直切断机械、数控弯箍机械、自动切断机械、自动弯曲机械、自动弯曲切断机械、自动焊网机械、柔性自动焊网机械、自动弯网机械、自动焊笼机械、三角桁架自动焊接机械、梁柱钢筋骨架自动焊接机械、封闭箍筋自动焊接机械、箍筋笼自动成型机械、螺纹自动加工机械等。
(4)成型钢筋配送技术:按照客户要求与客户的施工计划将已加工的成型钢筋以梁、柱、板构件序号进行包装或组配,运送到指定地点。
2.11.2 技术指标
建筑用成型钢筋制品加工与配送技术指标应符合行标《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》JGJ366和国标《混凝土结构用成型钢筋制品》GB29733的有关规定。具体要求如下。
(1)钢筋进厂时,加工配送企业应按国家现行相关标准的规定抽取试件作屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲性能和重量偏差检验,检验结果应符合国家现行相关标准的规定。
(2)盘卷钢筋调直应采用无延伸功能的钢筋调直切断机进行,钢筋调直过程中对于平行辊式调直切断机调直前后钢筋的质量损耗不应大于0.5%,对于转毂式和复合式调直切断机调直前后钢筋的质量损耗不应大于1.2%。调直后的钢筋直线度每米不应大于4mm,总直线度不应大于钢筋总长度的0.4%,且不应有局部弯折。
(3)钢筋单位长度允许重量偏差、钢筋的工艺性能参数、单件成型钢筋加工的尺寸形状允许偏差、组合成型钢筋加工的尺寸形状允许偏差应分别符合行标《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》JGJ366的规定。
(4)成型钢筋进场时,应抽取试件作屈服强度、抗拉强度、伸长率和重量偏差检验,检验结果应符合国家现行相关标准的规定;对由热轧钢筋制成的成型钢筋,当有施工单位或监理单位的代表驻厂监督生产过程,并提供原材钢筋力学性能第三方检验报告时,可仅进行重量偏差检验。
2.11.3 适用范围
该项技术可广泛适用于各种现浇混凝土结构的钢筋加工、预制装配建筑混凝土构件钢筋加工,特别适用于大型工程的钢筋量大集中加工,是绿色施工、建筑工业化和施工装配化的重要组成部分。该项技术是伴随着钢筋机械、钢筋加工工艺的技术进步而不断发展的,其主要技术特点是: 加工效率高、质量好;降低加工和管理综合成本;加快施工进度,提高钢筋工程施工质量;节材节地、绿色环保;有利于高新技术推广应用和安全文明工地创建。
2.11.4 工程案例
成型钢筋加工配送成套技术已推广应用于多项大型工程,已在阳江核电站、防城港核电站、红沿河核电站、台山核电站等核电工程,天津117大厦、北京中国尊、武汉绿地中心、天津周大福金融中心等地标建筑,北京二机场、港珠澳大桥等重点工程大量应用。
2.12 钢筋机械锚固技术
2.12.1 技术内容
钢筋机械锚固技术是将螺帽与垫板合二为一的锚固板通过螺纹与钢筋端部相连形成的锚固装置。其作用机理为:钢筋的锚固力全部由锚固板承担或由锚固板和钢筋的粘结力共同承担(原理见图2.1),从而减少钢筋的锚固长度,节省钢筋用量。在复杂节点采用钢筋机械锚固技术还可简化钢筋工程施工,减少钢筋密集拥堵绑扎困难,改善节点受力性能,提高混凝土浇筑质量。该项技术的主要内容包括:部分锚固板钢筋的设计应用技术、全锚固板钢筋的设计应用技术、锚固板钢筋现场加工及安装技术等。详细技术内容见行标《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256。

钢筋与混凝土的粘结力
           锚固板
 

锚固板的局部承压力
图2.1 带锚固板钢筋的受力机理示意图
2.12.2 技术指标
部分锚固板钢筋由钢筋的粘结段和锚固板共同承担钢筋的锚固力,此时锚固板承压面积不应小于钢筋公称面积的4.5倍,钢筋粘结段长度不宜小于0.4lab;全锚固板钢筋由锚固板承担全部钢筋的锚固力,此时锚固板承压面积不应小于钢筋公称面积的9倍。锚固板与钢筋的连接强度不应小于被连接钢筋极限强度标准值,锚固板钢筋在混凝土中的实际锚固强度不应小于钢筋极限强度标准值,详细技术指标见行标《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256。
相比传统的钢筋锚固技术,在混凝土结构中应用钢筋机械锚固技术,可减少钢筋锚固长度40%以上,节约锚固钢筋40%以上。
2.12.3 适用范围
该技术适用于混凝土结构中钢筋的机械锚固,主要适用范围有:用锚固板钢筋代替传统弯筋,用于框架结构梁柱节点;代替传统弯筋和直钢筋锚固,用于简支梁支座、梁或板的抗剪钢筋;可广泛应用于建筑工程以及桥梁、水工结构、地铁、隧道、核电站等各类混凝土结构工程的钢筋锚固还可用作钢筋锚杆(或拉杆)的紧固件等。
2.12.4 工程案例
该项钢筋机械锚固技术已在核电工程、水利水电、房屋建筑等工程领域得到较为广泛地应用,典型的核电工程,如:福建宁德、浙江三门、山东海阳、秦山二期扩建、方家山等核电站;典型的水利水电工程如:溪洛渡水电站;典型的房屋建筑,如:太原博物馆、深圳万科第五园工程等项目。
 
3 模板脚手架技术
3.1 销键型脚手架及支撑架
销键型钢管脚手架及支撑架是我国目前推广应用最多、效果最好的新型脚手架及支撑架。其中包括:盘销式钢管脚手架、键槽式钢管支架、插接式钢管脚手架等。销键型钢管脚手架分为
φ60系列重型支撑架和φ48系列轻型脚手架两大类。销键型钢管脚手架安全可靠、稳定性好、承载力高;全部杆件系列化、标准化、搭拆快、易管理、适应性强;除搭设常规脚手架及支撑架外,由于有斜拉杆的连接,销键型脚手架还可搭设悬挑结构、跨空结构架体,可整体移动、整体吊装和拆卸。
3.1.1 技术内容
(1)销键型钢管脚手架支撑架的立杆上每隔一定距离都焊有连接盘、键槽连接座或其他连接件,横杆、斜拉杆两端焊有连接接头,通过敲击楔形插销或键槽接头,将横杆、斜拉杆的接头与立杆上的连接盘、键槽连接座或连接件锁紧,见图3.1。
 
  (1) 盘销式脚手架节点          (2)键槽式支架节点         (3)插接式脚手架节点
图3.1 销键型钢管脚手架及支撑架
(2)销键型钢管脚手架支撑架分为φ60系列重型支撑架和φ48系列轻型脚手架两大类:
1)φ60系列重型支撑架的立杆为φ60×3.2焊管制成(材质为Q345);立杆规格有:0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m,每隔0.5m焊有一个连接盘或键槽连接座;横杆及斜拉杆均采用φ48×2.5焊管制成,两端焊有插头并配有楔形插销,搭设时每隔1.5 m搭设一步横杆。
2)φ48系列轻型脚手架的立杆为φ48×3.2焊管制成(材质为Q345);立杆规格有:0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m,每隔0.5m焊有一个连接盘或键槽连接座;横杆采用φ48×2.5 ,斜杆采用φ42×2.5、φ33×2.3焊管制成,两端焊有插头并配有楔形插销(键槽式钢管支架采用楔形槽插头),搭设时每隔1.5~2m设一步横杆(根据搭设形式确定)。
3)销键型钢管脚手架支撑架一般与可调底座、可调托座以及连墙撑等多种辅助件配套使用。
4)销键型钢管脚手架支撑架施工前应进行相关计算,编制安全专项施工方案,确保架体稳定和安全。
(3)销键型钢管脚手架支撑架的主要特点:
1)安全可靠。立杆上的连接盘或键槽连接座与焊接在横杆或斜拉杆上的插头锁紧,接头传力可靠;立杆与立杆的连接为同轴心承插;各杆件轴心交于一点。架体受力以轴心受压为主,由于有斜拉杆的连接,使得架体的每个单元形成格构柱,因而承载力高,不易发生失稳。
2)搭拆快、易管理,横杆、斜拉杆与立杆连接,用一把铁锤敲击楔型销即可完成搭设与拆除,速度快,功效高。全部杆件系列化、标准化,便于仓储、运输和堆放。
3)适应性强,除搭设一些常规架体外,由于有斜拉杆的连接,盘销式脚手架还可搭设悬挑结构、跨空结构、整体移动、整体吊装、拆卸的架体。
4)节省材料、绿色环保,由于采用低合金结构钢为主要材料,在表面热浸镀锌处理后,与钢管扣件脚手架、碗扣式钢管脚手架相比,在同等荷载情况下,材料可以节省约1/3左右,节省材料费和相应的运输费、搭拆人工费、管理费、材料损耗等费用,产品寿命长,绿色环保,技术经济效益明显。
3.1.2 技术指标
(1)销键型钢管脚手架支撑架按验算立杆允许荷载确定搭设尺寸;
(2)脚手架支撑架安装后的垂直偏差应控制在1/500以内;
(3)底座丝杠外露尺寸不得大于相关标准规定要求;
(4)应对节点承载力进行校核,确保节点满足承载力要求,保证结构安全;
(5)表面处理:热镀锌。
3.1.3 适用范围
(1)φ60系列重型支撑架可广泛应用于公路、铁路的跨河桥、跨线桥、高架桥中的现浇盖梁及箱梁的施工,用作水平模板的承重支撑架。
(2)φ48系列轻型脚手架适用于直接搭设各类房屋建筑的外墙脚手架,梁板模板支撑架,船舶维修、大坝、核电站施工用的脚手架,各类钢结构施工现场拼装的承重架,各类演出用的舞台架、灯光架、临时看台、临时过街天桥等。
3.1.4 工程案例
南京禄口机场、安徽芜湖火车站高支模、上海会展中心、京沪高铁支撑架、无锡万科魅力之城D4组团建筑外架、长沙黄花机场大道延长线高架桥、长沙国际金融中心、长沙湘江新区综合交通枢纽工程、湖南日报报业大厦、武广高铁长沙站、北京卫星通信大厦、成都银泰广场、首都新机场航站楼和北京市行政副中心等工程。
3.2 集成附着式升降脚手架技术
集成附着式升降脚手架是指搭设一定高度并附着于工程结构上,依靠自身的升降设备和装置,可随工程结构逐层爬升或下降,具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架;附着升降脚手架主要由集成化的附着升降脚手架架体结构、附着支座、防倾装置、防坠落装置、升降机构及控制装置等构成。
3.2.1 技术内容
(1)集成附着式升降脚手架设计
1)集成附着式升降脚手架主要由架体系统、附墙系统、爬升系统三部分组成(见图3.2)。
 
图3.2 全钢集成附着升降脚手架
2)架体系统由竖向主框架、水平承力桁架、架体构架、护栏网等组成。
3)附墙系统由预埋螺栓、连墙装置、导向装置等组成。
4)爬升系统由控制系统、爬升动力设备、附墙承力装置,架体承力装置等组成。控制系统采用三种控制方式:计算机控制、手动控制和遥控器控制,并可以通过计算机作为人机交互界面,全中文菜单,简单直观,控制状态一目了然,更适合建筑工地的操作环境。控制系统具有超载、失载自动报警与停机功能。
5)爬升动力设备可以采用电动葫芦或液压千斤顶。
6)集成附着式升降脚手架有可靠的防坠落装置,能够在提升动力失效时迅速将架体系统锁定在导轨或其他附墙点上。
7)集成附着式升降脚手架有可靠的防倾导向装置。
8)集成附着式升降脚手架有可靠的荷载控制系统或同步控制系统,并采用无线控制技术。
(2)集成附着式升降脚手架施工
1)应根据工程结构设计图、塔吊附壁位置、施工流水段等确定附着升降脚手架的平面布置,编制施工组织设计及施工图。
2)根据提升点处的具体结构形式确定附墙方式。
3)制定确保质量和安全施工等有关措施。
4)制定集成附着式升降脚手架施工工艺流程和工艺要点。
5)根据专项施工方案计算所需材料。
3.2.2 技术指标
(1)架体高度不应大于5倍楼层高,架体宽度不应大于1.2m。
(2)两提升点直线跨度不应大于7m,曲线或折线不应大于5.4m。
(3)架体全高与支承跨度的乘积不应大于110m2 。
(4)架体悬臂高度不应大于6m和2/5架体高度。
(5)每点的额定提升荷载为100kN。
3.2.3 适用范围
集成附着式升降脚手架适用于高层或超高层建筑的结构施工和装修作业;对于16 层以上,结构平面外檐变化较小的高层或超高层建筑施工推广应用附着升降脚手架;附着升降脚手架也适用桥梁高墩、特种结构高耸构筑物施工的外脚手架。
3.2.4 工程案例
中山国际灯饰商城、华南港航服务中心、莆田万科城项目、马来西亚住宅项目、中山小榄海港城等工程。
3.3 电动桥式脚手架技术
电动桥式脚手架是一种导架爬升式工作平台,沿附着在建筑物上的三角立柱支架通过齿轮齿条传动方式实现平台升降。电动桥式脚手架可替代普通脚手架及电动吊篮,平台运行平稳,使用安全可靠,且可节省大量材料。用于建筑工程施工,特别适合装修作业(详见图3.3)。
 
图3.3 电动桥式脚手架
3.3.1 技术内容
(1)电动桥式脚手架设计技术
1)电动桥式脚手架由驱动系统、附着立柱系统、作业平台系统三部分组成。
2)驱动系统由电动机、防坠器、齿轮驱动组、导轮组、智能控制器等组成。
3)附着立柱系统由带齿条的立柱标准节、限位立柱节和附墙件等组成。
4)作业平台由三角格构式横梁节、脚手板、防护栏、加宽挑梁等组成。
5)在每根立柱的驱动器上安装两台驱动电机,负责电动施工平台上升和下降。
6)在每一个驱动单元上都安装了独立的防坠装置,当平台下降速度超过额定值时,能阻止施工平台继续下坠,同时启动防坠限位开关切断电源。
7)当平台沿两个立柱同时升降时,附着式电动施工平台配有智能水平同步控制系统,控制平台同步升降。
8)电动桥式脚手架还有最高自动限位、最低自动限位、超越应急限位等智能控制。
(2)电动桥式脚手架施工技术
1)采用电动桥式脚手架应根据工程结构图进行配置设计,绘制工程施工图,合理确定电动桥式脚手架的平面布置和立柱附墙方法,编制施工组织设计并计算出所需的立柱、平台等部件的规格与数量。
2)根据现场基础情况确定合理的基础加固措施。
3)制定确保质量和安全施工等有关措施。
4)在整个机械使用期间严格按维修使用手册要求执行,如果出售、租赁机器,必须将维修使用手册转交给新的用户。
5)电动桥式脚手架维修人员需获得专业认证资格。
3.3.2 技术指标
(1)平台最大长度:双柱型为30.1m,单柱型为9.8m;
(2)最大高度为260m,当超过120m时需采取卸荷措施;
(3)额定荷载:双柱型为36kN,单柱型为15kN;
(4)平台工作面宽度为1.35m,可伸长加宽0.9m;
(5)立柱附墙间距为6m;
(6)升降速度为6m/min。
3.3.3适用范围
电动桥式脚手架主要用于各种建筑结构外立面装修作业,已建工程的外饰面翻新,为工人提供稳定舒适的施工作业面。
二次结构施工中围护结构砌体砌筑、饰面石材和预制构件安装,施工安全防护。
玻璃幕墙施工、清洁、维护等。
电动桥式脚手架也适用桥梁高墩、特种结构高耸构筑物施工的外脚手架。
3.3.4 工程案例
北京奥运会游泳馆工程、合肥滨湖世纪城、国务院第二招待所改扩建项目、常州大名城、云南省云路中心、三元桥远洋公馆、江苏省镇江新区港南路公租房小区、福建省福州市名城港湾五区、北京方庄芳星园旧楼改造项目、三亚鲁能山海天酒店三期项目、浙江中烟联合工房、神木新村产业服务中心、郑州玉兰苑、北京最高检察院582工程、哈尔滨富力江湾新城12号楼、哈尔滨万达旅游城产业综合体A座等工程。
3.4 液压爬升模板技术
爬模装置通过承载体附着或支承在混凝土结构上,当新浇筑的混凝土脱模后,以液压油缸为动力,以导轨为爬升轨道,将爬模装置向上爬升一层,反复循环作业的施工工艺,简称爬模。目前我国的爬模技术在工程质量、安全生产、施工进度、降低成本、提高工效和经济效益等方面均有良好的效果。
3.4.1 技术内容
(1)爬模设计
1)采用液压爬升模板施工的工程,必须编制爬模安全专项施工方案,进行爬模装置设计与工作荷载计算。
2)爬模装置由模板系统、架体与操作平台系统、液压爬升系统、智能控制系统四部分组成(详见图3.4-1、图3.4-2)。
 
图3.4-1 液压爬升模板外立面                 图3.4-2 爬模模板及架体
3)根据工程具体情况,爬模技术可以实现墙体外爬、外爬内吊、内爬外吊、内爬内吊、外爬内支等爬升施工。
4)模板可采用组拼式全钢大模板及成套模板配件,也可根据工程具体情况,采用铝合金模板、组合式带肋塑料模板、重型铝框塑料板模板、木工字梁胶合板模板等;模板的高度为标准层层高。
5)模板采用水平油缸合模、脱模,也可采用吊杆滑轮合模、脱模,操作方便安全;钢模板上还可带有脱模器,确保模板顺利脱模。
6)爬模装置全部金属化,确保防火安全。
7)爬模机位同步控制、操作平台荷载控制、风荷载控制等均采用智能控制,做到超过升差、超载、失载的声光报警。
(2)爬模施工
1)爬模组装一般需从已施工2层以上的结构开始,楼板需要滞后4~5层施工。
2)液压系统安装完成后应进行系统调试和加压试验,确保施工过程中所有接头和密封处无渗漏。
3)混凝土浇筑宜采用布料机均匀布料,分层浇筑、分层振捣;在混凝土养护期间绑扎上层钢筋;当混凝土脱模后,将爬模装置向上爬升一层。
4)一项工程完成后,模板、爬模装置及液压设备可继续在其他工程通用,周转使用次数多。
5)爬模可节省模板堆放场地,对于在城市中心施工场地狭窄的项目有明显的优越性。爬模的施工现场文明,在工程质量、安全生产、施工进度和经济效益等方面均有良好的保证。
3.4.2 技术指标
(1)液压油缸额定荷载50kN、100kN、150kN,工作行程150~600mm。
(2)油缸机位间距不宜超过5m,当机位间距内采用梁模板时,间距不宜超过6m。
(3)油缸布置数量需根据爬模装置自重及施工荷载计算确定,根据《液压爬升模板工程技术规程》JGJ195规定,油缸的工作荷载应不大于额定荷载的1/2。
(4)爬模装置爬升时,承载体受力处的混凝土强度必须大于10MPa,并应满足爬模设计要求。
3.4.3 适用范围
适用于高层、超高层建筑剪力墙结构、框架结构核心筒、桥墩、桥塔、高耸构筑物等现浇钢筋混凝土结构工程的液压爬升模板施工。
3.4.4 工程案例
广州S8地块项目工程(32层)、广州珠江城(71层)、北京LG大厦(31层)、北京财富中心二期工程(55层)、苏通大桥(300m高桥塔)、上海环球中心(97层)、外滩中信城(47层)等。
3.5 整体爬升钢平台技术
整体爬升钢平台技术是采用由整体爬升的全封闭式钢平台和脚手架组成一体化的模板脚手架体系进行建筑高空钢筋模板工程施工的技术。该技术通过支撑系统或爬升系统将所承受的荷载传递给混凝土结构,由动力设备驱动,运用支撑系统与爬升系统交替支撑进行模板脚手架体系爬升,实现模板工程高效安全作业,保证结构施工质量,满足复杂多变混凝土结构工程施工的要求。
3.5.1 技术内容
整体爬升钢平台系统主要由钢平台系统、脚手架系统、支撑系统、爬升系统、模板系统构成。
(1)钢平台系统位于顶部,可由钢框架、钢桁架、盖板、围挡板等部件通过组合连接形成整体结构,具有大承载力的特点,满足施工材料和施工机具的停放以及承受脚手架和支撑系统等部件同步作业荷载传递的需要,钢平台系统是地面运往高空物料机具的中转堆放场所。
(2)脚手架系统为混凝土结构施工提供高空立体作业空间,通常连接在钢平台系统下方,侧向及底部采用全封闭状态防止高空坠物,满足高空安全施工需要。
(3)支撑系统为整体爬升钢平台提供支承作用,并将承受的荷载传递至混凝土结构;支撑系统可与脚手架系统一体化设计,协同实现脚手架功能;支撑系统与混凝土结构可通过接触支承、螺拴连接、焊接连接等方式传递荷载。
(4)爬升系统由动力设备和爬升结构部件组合而成,动力设备采用液压控制驱动的双作用液压缸或电动机控制驱动的蜗轮蜗杆提升机等;柱式爬升结构部件由钢格构柱或钢格构柱与爬升靴等组成,墙式爬升部件由钢梁等构件组成;爬升系统的支撑通过接触支承、螺拴连接、焊接连接等方式将荷载传递到混凝土结构。
(5)模板系统用于现浇混凝土结构成型,随整体爬升钢平台系统提升,模板采用大钢模、钢框木模、铝合金框木模等。整体爬升钢平台系统各工作面均设置有人员上下的安全楼梯通道以及临边安全作业防护设施等。
整体爬升钢平台根据现浇混凝土结构体型特征以及混凝土结构劲性柱、伸臂桁架、剪力钢板的布置等进行设计,采用单层或双层施工作业模式,选择适用的爬升系统和支撑系统,分别验算平台爬升作业工况和平台非爬升施工作业工况荷载承受能力;可根据工程需要在钢平台系统上设置布料机、塔机、人货电梯等施工设备,实现整体爬升钢平台与施工机械一体化协同施工;整体爬升钢平台采用标准模块化设计方法,通过信息化自动控制技术实现智能化控制施工。
3.5.2 技术指标
(1)双作用液压缸可采用短行程、中行程、长行程方式,液压油缸工作行程范围通常为350~6000mm,额定荷载通常为400~4000kN,速度80~100mm/min。
(2)蜗轮蜗杆提升机螺杆行程范围通常为3500~4500mm,螺杆直经通常为40mm,额定荷载通常为100~200kN,速度通常为30~80mm/min。
(3)双作用液压缸通过液控与电控协同工作,各油缸同步运行误差通常控制不大于5mm。
(4)蜗轮蜗杆提升机通过电控工作,各提升机同步运行误差通常控制不大于15mm。
(5)钢平台系统施工活荷载通常取值为3.0~6.0kN/m2,脚手架和支撑系统通道活荷载通常取值为1.0~3.0kN/m2。
(6)爬升时按对应8级风速的风荷载取值计算,非爬升施工作业时按对应12级风速的风荷载取值计算,非爬升施工作业超过12级风速时采取构造措施与混凝土结构连接牢固。
(7)整体爬升钢平台支撑于混凝土结构时,混凝土实体强度等级应满足混凝土结构设计要求,且不应小于10MPa。
(8)整体爬升钢平台防雷接地电阻不应大于4Ω。
3.5.3 适用范围
主要应用于高层和超高层建筑钢筋混凝土结构核心筒工程施工,也可应用于类似结构工程。
3.5.4 工程案例
上海东方明珠电视塔、金茂大厦、上海世茂国际广场、上海环球金融中心、广州塔、南京紫峰大厦、广州珠江新城西塔、深圳京基金融中心、苏州东方之门、上海中心大厦、天津117大厦、武汉中心大厦、广州东塔、上海白玉兰广场、武汉绿地中心、北京中国尊、上海静安大中里、南京金鹰国际广场等工程。
3.6 组合铝合金模板施工技术
铝合金模板是一种具有自重轻、强度高、加工精度高、单块幅面大、拼缝少、施工方便的特点;同时模板周转使用次数多、摊销费用低、回收价值高,有较好的综合经济效益;并具有应用范围广、可墙顶同时浇筑、成型混凝土表面质量高、建筑垃圾少的技术优势。铝合金模板符合建筑工业化、环保节能要求。
3.6.1 技术内容
(1)组合铝合金模板设计
1)组合铝合金模板由铝合金带肋面板、端板、主次肋焊接而成,是用于现浇混凝土结构施工的一种组合模板。
2)组合铝合金模板分为平面模板、平模调节模板、阴角模板、阴角转角模板、阳角模板、阳角调节模板、铝梁、支撑头和专用模板。
3)铝合金水平模板采用独立支撑,独立支撑的支撑头分为板底支撑头、梁底支撑头,板底支撑头与单斜铝梁和双斜铝梁连接。铝合金水平模板与独立支撑形成的支撑系统可实现模板早拆,模板和支撑系统一次投入量大大减少,节省了装拆用工和垂直运输用工,降低了工程成本,施工现场文明整洁(见图3.5)。
 
图3.5 铝合金模板
4)每项工程采用铝合金模板应进行配模设计,优先使用标准模板和标准角模,剩余部分配置一定的镶嵌模板。对于异形模板,宜采用角铝胶合板模板、木方胶合板或塑料板模板补缺,力求减少非标准模板比例。
5)每项工程出厂前,进行预拼装,以检查设计和加工质量,确保工地施工时一次安装成功。
6)采用铝合金模板施工,可配备一层模板和三层支撑,对构件截面变化采用调节板局部调整。
(2)组合铝合金模板施工
1)编制组合铝合金模板专项施工方案,确定施工流水段的划分,绘制配模平面图,计算所需的模板规格与数量。
2)模板安装前需要进行测量放线和楼面抄平,必要时在模板底边范围内做好找平层抹灰带,局部不平可临时加垫片,进行砂浆勾缝处理。
3)绑扎墙体钢筋时,对偏离墙体边线的下层插筋进行校正处理;在墙角、墙中及墙高度上、中、下位置设置控制墙面截面尺寸的混凝土撑。
4)安装门窗洞口模板,预埋木盒、铁件、电器管线、接线盒、开关盒等,合模前必须通过隐蔽工程验收。
5)铝模板就位安装按照配模图对号入座,模板之间采用插销及销片连接;模板经靠尺检查并调整垂直后,紧固对拉螺栓或对拉片。
6)独立支撑及斜撑的布置需严格按相关规范和模板施工方案进行。
7)可采取墙柱梁板一起支模、一起浇筑混凝土的施工方法,要求混凝土施工时分层浇筑、分层振捣。在混凝土达到拆模设计强度后,按规范要求有序进行模板拆除。
8)拆除后的模板由下层到上层的运输采取在楼板上预留洞口,由人工倒运,拆除后的模板应及时清理和涂刷隔离剂。
3.6.2 技术指标
(1)铝合金带肋面板、各类型材及板材应选用6061-T6、6082-T6或不低于上述牌号的力学性能;
(2)平面模板规格:宽度100~600mm,长度600~3000mm,厚度65mm;
(3)阴角模板规格:100×100mm、100×125mm、100×150mm、110×150mm、120×150mm、130×150mm、140×150mm、150×150mm,长度600~3000mm;
(4)阳角模板规格:65×65mm;
(5)独立支撑常用可调长度:1900~3500mm;
(6)墙体模板支点间距为800mm,在模板上加垂直均布荷载为30kN/m2时,最大挠度不应超过2mm;在模板上加垂直均布荷载到45kN/m2,保荷时间大于2h时,应不发生局部破坏或折曲,卸荷后残余变形不超过0.2mm,所有焊点无裂纹或撕裂;楼板模板支点间距1200mm,支点设在模板两端,最大挠度不应超过1/400,且不应超过2mm。
3.6.3 适用范围
铝合金模板适用于墙、柱、梁、板等混凝土结构支模施工、竖向结构外墙爬模与内墙及梁板支模同步施工,目前在国内住宅标准层得到广泛推广和应用。
3.6.4 工程案例
万科的多个住宅项目(万科城、金色城市、金域蓝湾、大都会等),华润万象城、南宁九州国际、贵阳饭店、松日总部大厦、惠州城杰国际、佛山万科广场项目、珠海万科城市花园项目、杭州万科北辰之光项目、福建万科莆田万科城项目、宁波万科金域传奇项目、温州万科留园生态园项目、上海万科马桥基地项目、南昌地铁万科项目、南宁海天凯旋一号项目等。
3.7 组合式带肋塑料模板技术
塑料模板具有表面光滑、易于脱模、重量轻、耐腐蚀性好、模板周转次数多、可回收利用的特点,有利于环境保护,符合国家节能环保要求。塑料模板分为夹芯塑料模板、空腹塑料模板和带肋塑料模板,其中带肋塑料模板在静曲强度、弹性模量等指标方面最好。
3.7.1 技术内容
(1)组合式带肋塑料模板的边肋分为实腹型边肋和空腹型边肋两种,模板之间连接分别采用回形销或塑料销连接(见图3.6)。
 
    1 实腹型边肋                                2 空腹型边肋
图3.6 组合式带肋塑料模板
(2)组合式带肋塑料模板分为平面模板、阴角模板、阳角模板,其中平面模板适用于支设墙、柱、梁、板、门窗洞口、楼梯顶模,阴角模板适用于墙体阴角、墙板阴角、墙梁阴角,阳角模板适用于外墙阳角、柱阳角、门窗洞口阳角。
(3)组合式带肋塑料模板的墙柱模采用钢背楞,水平模板采用独立支撑、早拆头或钢梁组成的支撑系统,能实现模板早拆,施工方便、安全可靠。
(4)组合式带肋塑料模板宜采取墙柱梁板一起支模、一起浇筑混凝土,要求混凝土施工时分层浇筑、分层振捣。在梁板混凝土达到拆模设计强度后,保留部分独立支撑和钢梁,按规定要求有序进行模板拆除。
(5)组合式带肋塑料模板表面光洁、不粘混凝土,易于清理,不用涂刷或很少涂刷脱模剂,不污染环境,符合环保要求。
(6)组合式带肋塑料模板施工技术
1)根据工程结构设计图,分别对墙、柱、梁、板进行配模设计,计算所需的塑料模板和配件的规格与数量;
2)编制模板工程专项施工方案,制定模板安装、拆除方案及施工工艺流程;
3)对模板和支撑系统的刚度、强度和稳定性进行验算;确定保留养护支撑的位置及数量;
4)制定确保组合式带肋塑料模板工程质量、施工安全和模板管理等有关措施。
3.7.2 技术指标
(1)组合式带肋塑料模板宽度为100~600mm,长度为100mm、300 mm、600 mm、900 mm、1200 mm、1500mm,厚度50mm;
(2)组拼式阴角模宽度为100mm、150mm、200mm,长度为200 mm、250 mm、300 mm、600 mm、1200 mm、1500mm;
(3)矩形钢管采用2根30mm×60mm×2.5mm或2根40mm×60mm×2.5mm;
(4)组合式带肋塑料模板可以周转使用60~80次;
(5)组合式带肋塑料模板物理力学性能指标见下表:
表3.1组合式带肋塑料模板物理力学性能指标
项目 单位 指标
吸水率 % ≤0.5
表面硬度(邵氏硬度) HD ≥58
简支梁无缺口冲击强度 kJ/m2 ≥25
弯曲强度 MPa ≥70
弯曲弹性模量 MPa ≥4500
维卡软化点 ℃ ≥90
加热后尺寸变化率 % ±0.1
燃烧性能等级 级 ≥E
模板跨中最大挠度 mm 1.5
3.7.3 适用范围
组合式带肋塑料模板被广泛应用在多层及高层建筑的墙、柱、梁、板结构、桥墩、桥塔、现浇箱形梁、管廊、电缆沟及各类构筑物等现浇钢筋混凝土结构工程上。
3.7.4 工程案例
浙江省台州市温岭银泰城、台州市温岭建设大厦、石家庄市宋营沿街商业楼、贵州省贵阳龙洞堡国际机场航站楼、江西省吉安市城南安置房、上海金山新城G5地块配套商品房、安徽省芜湖市万科海上传奇花园、浙江省杭州市萧山区万科金辰之光、柳州市柳工颐华城、中铁大桥局帕德玛大桥、西宁市地下综合管廊工程、北京市丰台区海格通讯大厦工程、广州市广东省建工集团办公楼工程、广州市珠江新城地下车库工程、广州市广钢博会工程、珠海市中国人民银行办公综合楼工程、东莞市粮油项目工程等。
3.8 清水混凝土模板技术
清水混凝土是直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土(详见图3.7-1),清水混凝土模板是按照清水混凝土要求进行设计加工的模板技术。根据结构外形尺寸要求及外观质量要求,清水混凝土模板可采用大钢模板、钢木模板、组合式带肋塑料模板、铝合金模板及聚氨酯内衬模板技术等。
 
                     图3.7-1   清水混凝土的外观效果
3.8.1 技术内容
(1)清水混凝土特点
清水混凝土可分为普通清水混凝土、饰面清水混凝土和装饰清水混凝土。清水混凝土在配合比设计、制备与运输、浇筑、养护、表面处理、成品保护、质量验收方面都应按《清水混凝土应用技术规程》JGJ169的相关规定处理。
(2)清水混凝土模板特点
1)清水混凝土是直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土工程,清水混凝土表面质量的最终效果主要取决于清水混凝土模板的设计、加工、安装和节点细部处理。
2)由于对模板应有平整度、光洁度、拼缝、孔眼、线条与装饰图案的要求,根据清水混凝土的饰面要求和质量要求,清水混凝土模板更应重视模板选型、模板分块、面板分割、对拉螺栓的排列和模板表面平整度等技术指标。
(3)清水混凝土模板设计
1)模板设计前应对清水混凝土工程进行全面深化设计,妥善解决好对饰面效果产生影响的关键问题,如:明缝、蝉缝、对拉螺栓孔眼、施工缝的处理、后浇带的处理等。
2)模板体系选择:选取能够满足清水混凝土外观质量要求的模板体系,具有足够的强度、刚度和稳定性;模板体系要求拼缝严密、规格尺寸准确、便于组装和拆除,能确保周转使用次数要求,清水混凝土模板实例见图3.7-2。
 
图3.7-2 清水混凝土模板实例
3)模板分块原则:在起重荷载允许的范围内,根据蝉缝、明缝分布设计分块,同时兼顾分块的定型化、整体化、模数化和通用化。
4)面板分割原则:应按照模板蝉缝和明缝位置分割,必须保证蝉缝和明缝水平交圈、竖向垂直。装饰清水混凝土的内衬模板,其面板的分割应保证装饰图案的连续性及施工的可操作性。
5)对拉螺栓孔眼排布:应达到规律性和对称性的装饰效果,同时还应满足模板受力要求。
6)节点处理:根据工程设计要求和工程特点合理设计模板节点。
(4)清水混凝土模板施工特点
模板安装时遵循先内侧、后外侧,先横墙、后纵墙,先角模、后墙模的原则;吊装时注意对面板保护,保证明缝、蝉缝的垂直度及交圈;模板配件紧固要用力均匀,保证相邻模板配件受力大小一致,避免模板产生不均匀变形;施工中注意不撞击模板,施工后及时清理模板,涂刷隔离剂,并保护好清水混凝土成品。
3.8.2 技术指标
(1)饰面清水混凝土模板表面平整度2mm;
(2)普通清水混凝土模板表面平整度3mm;
(3)饰面清水混凝土模板相邻面板拼缝高低差≤0.5mm;
(4)相邻面板拼缝间隙 ≤0.8mm;
(5)饰面清水混凝土模板安装截面尺寸±3mm;
(6)饰面清水混凝土模板安装垂直度(层高不大于5m)3mm。
3.8.3 适用范围
体育场馆、候机楼、车站、码头、剧场、展览馆、写字楼、住宅楼、科研楼、学校等,桥梁、筒仓、高耸构筑物等。
3.8.4 工程案例
北京联想研发中心、北京华贸中心、郑州国际会展中心、西安浐灞生态行政中心、山东博物馆、锦州国际会展中心、广州亚运城综合体育馆等。
3.9 预制节段箱梁模板技术
预制节段箱梁是指整跨梁分为不同的节段,在预制厂预制好后,运至架梁现场,由专用节段拼装架桥机逐段拼装成孔,逐孔施工完成。目前生产节段梁的方式有长线法和短线法两种。预制节段箱梁模板包括长线预制节段箱梁模板和短线预制节段箱梁模板两种。
长线法:将全部节段在一个按设计提供的架梁线形修建的长台座上一块接一块地匹配预制,使前后两块间形成自然匹配面。
短线法:每个节段的浇注均在同一特殊的模板内进行,其一端为一个固定的端模,另一端为已浇梁段(匹配梁),待浇节段的位置不变,通过调整已浇筑匹配梁的几何位置获得任意规定的平、纵曲线的一种施工方法,台座仅需4~6个梁段长。
3.9.1 技术内容
(1)长线预制节段箱梁模板设计技术
长线预制节段箱梁模板由外模、内模、底模、端模等组成,根据梁体结构对模板进行整体设计,模板整体受力分析(图3.8-1)。
外模需具有足够的强度,可整体脱模,易于支撑,与底模的连接简易可靠,并可实现外模整体纵移。
内模需考虑不同节段内模截面变化导致的模板变换,并可满足液压脱模,内模需实现整体纵移行走。
 
图3.8-1 长线预制节段箱梁模板               图3.8-2 短线预制节段箱梁模板
(2)短线预制节段箱梁模板设计技术
短线预制节段箱梁模板需根据梁体节段长度、种类、数量对模板配置进行分析,合理配置模板。短线预制节段箱梁模板由外模、内模、底模、底模小车、固定端模、固定端模支撑架等组成(详见图3.8-2)。
固定端模作为整个模板的测量基准,需保证模板具有足够的强度和精度。
底模需实现平移及旋转功能,并可带动匹配节段整体纵移。
外模需具有足够的强度,可整体脱模,易于支撑,为便于与已浇筑节段匹配,外模需满足横向与高度方向的微调,并可实现外模整体纵移一定的距离。
内模需考虑不同节段内模截面变化导致的模板变换,并可满足液压脱模,内模需实现整体纵移行走。
3.9.2 技术指标
(1)模板面弧度一致,错台、间隙误差≤0.5mm;
(2)模板制造长度及宽度误差±1mm;
(3)平面度误差≤2mm/2m;
(4)模板安装完后腹板厚误差为(0,+5)mm;
(5)模板安装完后底板厚误差为(0,+5)mm;
(6)模板安装完后顶板厚误差为(0,+5)mm;
(7)模板周转次数200次以上。
3.9.3 适用范围
预制节段箱梁主要应用于公路、轻轨、铁路等桥梁中。
3.9.4 工程案例
泉州湾跨海大桥、芜湖长江二桥、上海地铁、乐清湾跨海大桥、澳门轻轨、广州地铁、台州湾跨海大桥、港珠澳跨海大桥。
3.10 管廊模板技术
管廊的施工方法主要分为明挖施工和暗挖施工。明挖施工可采用明挖现浇施工法与明挖预制拼装施工法。当前,明挖现浇施工管廊工程量很大,工程质量要求高,对管廊模板的需求量大,本管廊模板技术主要包括支模和隧道模两类,适用于明挖现浇混凝土管廊的模板工程。
3.10.1 技术内容
(1)管廊模板设计依据
管廊混凝土浇筑施工工艺可采取工艺为:管廊混凝土分底板、墙板、顶板三次浇筑施工;管廊混凝土分底板、墙板和顶板两次浇筑施工。按管廊混凝土浇筑工艺不同应进行相对应的模板设计与制定施工工艺。
(2)混凝土分两次浇筑的模板施工工艺:
1)底板模板现场自备;
2)墙模板与顶板采取组合式带肋塑料模板、铝合金模板、隧道模板施工工艺等(详见图3.9)。
(3)混凝土分三次浇筑的模板施工工艺:
1)底板模板现场自备;
2)墙板模板采用组合式带肋塑料模板、铝合金模板、全钢大模板等;
3)顶板模板采用组合式带肋塑料模板、铝合金模板、钢框胶合板台模等。
 
1 混凝土分两次浇筑的模板            2 混凝土分三次浇筑的模板
图3.9 组合式带肋塑料模板在管廊工程中应用
(4)管廊模板设计基本要求
1)管廊模板设计应按混凝土浇筑工艺和模板施工工艺进行;
2)管廊模板的构件设计,应做到标准化、通用化;
3)管廊模板设计应满足强度、刚度要求,并应满足支撑系统稳定;
4)管廊外墙模板采用支模工艺施工应优先采用不设对拉螺栓作法,也可采用止水对拉螺栓作法,内墙模板不限;
5)当管廊采用隧道模施工工艺时,管廊模板设计应根据工程情况的不同,可以按全隧道模、半隧道模和半隧道模+台模的不同工艺设计;
6)当管廊顶板采用台模施工工艺时,台模应将模板与支撑系统设计成整体,保证整装、整拆、整体移动,并应根据顶板拆模强度条件考虑养护支撑的设计。
(5)管廊模板施工
1)采用组合式带肋塑料模板、铝合金模板、隧道模板施工应符合各类模板的行业标准规定要求及《混凝土结构工程技术规范》GB 50666规定要求;
2)隧道模是墙板与顶板混凝土同时浇筑、模板同时拆除的一种特殊施工工艺,采用隧道模施工的工程,应重视隧道模拆模时的混凝土强度,并应采取隧道模早拆技术措施。
3.10.2 技术指标
(1)组合式带肋塑料模板:模板厚度50mm,背楞矩形钢管2根60mm×30mm×2mm或2根60mm×40mm×2.5mm。
(2)铝合金模板:模板厚度65mm,背楞矩形钢管2根80mm×40mm×3mm或2根60mm×40mm×2.5mm。
(3)全钢大模板:模板厚度85mm/86mm,背楞槽钢100mm。
(4)隧道模:模板台车整体轮廓表面纵向直线度误差≤1mm/2m,模板台车前后端轮廓误差≤2mm, 模板台车行走速度3~8m/min。
3.10.3 适用范围
采用现浇混凝土施工的各类管廊工程。
3.10.4 工程案例
组合式带肋塑料模板、铝合金模板应用于西宁市地下综合管廊工程;隧道模应用于朔黄铁路穿越铁路箱涵(全隧道模)、山西太原汾河二库供水发电隧道箱涵(全隧道模)、南水北调滹沱河倒虹吸箱涵(台模)。
3.11 3D打印装饰造型模板技术
3D打印装饰造型模板采用聚氨酯橡胶、硅胶等有机材料,打印或浇筑而成,有较好的抗拉强度、抗撕裂强度和粘结强度,且耐碱、耐油,可重复使用50~100次。通过有装饰造型的模板给混凝土表面作出不同的纹理和肌理,可形成多种多样的装饰图案和线条,利用不同的肌理显示颜色的深浅不同,实现材料的真实质感,具有很好的仿真效果。
3.11.1 技术内容
(1)3D打印装饰造型模板是一个质量有保证而且非常经济的技术,它使设计师、建筑师、业主做出各种混凝土装饰效果。
(2)3D打印装饰造型模板通常采用聚氨酯橡胶、硅胶等有机材料,有较好的耐磨性能和延伸率,且耐碱、耐油,易于脱模而不损坏混凝土装饰面,可以准确复制不同造型,肌理,凹槽等。
(3)通过装饰造型模板给混凝土表面作出不同的纹理和肌理,利用不同的肌理显示颜色的深浅不同,实现材料的真实质感,具有很好的仿真效果(如图3.10-1、图3.10-2);如针对的是高端混凝土市场的一些定制的影像刻板技术造型模板,通过侧面照射过来的阳光,通过图片刻板模板完成的混凝土表面的条纹宽度不一样,可以呈现不同的阴影,使混凝土表面效果非常生动(如图3.10-3)。
(4)3D打印装饰造型模板特点:
1)应用装饰造型模板成型混凝土,可实现结构装饰一体化,为工业化建筑省去二次装饰;
2)产品安全耐久,避免了瓷砖脱落等造成的公共安全隐患;
3)节约成本,因为装饰造型模板可以重复使用,可以大量节约生产成本;
4)装饰效果逼真,不管仿石、仿木等任意的造型均可达到与原物一致的效果,从而减少了资源的浪费。
 
1  仿石材纹理                  2  仿竹材纹理                 3  影像纹理
图3.10  装饰造型模板仿真效果
3.11.2 技术指标
表3.2 主要技术指标参数
主要指标 1类模板 2类模板
模板适用温度 +65℃内 +65℃内
肌理深度 ﹥25mm 1~25mm
最大尺寸 约1m×5m 约4m×10m
弹性体类型 轻型 γ=0.9 普通型γ=1.4
反复使用次数 50次 100次
包装方式 平放 卷拢
3.11.3 适用范围
通过3D打印装饰造型模板技术,可以设计出各种各样独特的装饰造型,为建筑设计师立体造型的选择提供更大的空间,混凝土材料集结构装饰性能为一体,预制建筑构件、现浇构件均可,可广泛应用于住宅、围墙、隧道、地铁站、大型商场等工业与民用建筑,使装饰和结构同寿命,实现建筑装饰与环境的协调。
3.11.4 工程案例
2010世博上海案例馆、上海崇明桥现浇施工、上海南站现浇隔声屏、上海青浦桥现浇施工、上海虹桥机场10号线入口、上海地铁金沙江路站、杭州九堡大桥、上海常德路景观围墙及花坛、上海野生动物园地铁站、世博会中国馆地铁站、上海武宁路桥等。

 


 
4 装配式混凝土结构技术
4.1 装配式混凝土剪力墙结构技术
4.1.1 技术内容
装配式混凝土剪力墙结构是指全部或部分采用预制墙板构件,通过可靠的连接方式后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的混凝土剪力墙结构。这是近年来在我国应用最多、发展最快的装配式混凝土结构技术。
国内的装配式剪力墙结构体系主要包括:
(1)高层装配整体式剪力墙结构。该体系中,部分或全部剪力墙采用预制构件,预制剪力墙之间的竖向接缝一般位于结构边缘构件部位,该部位采用现浇方式与预制墙板形成整体,预制墙板的水平钢筋在后浇部位实现可靠连接或锚固;预制剪力墙水平接缝位于楼面标高处,水平接缝处钢筋可采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接或在底部预留后浇区内搭接连接的形式。在每层楼面处设置水平后浇带并配置连续纵向钢筋,在屋面处应设置封闭后浇圈梁。采用叠合楼板及预制楼梯,预制或叠合阳台板。该结构体系主要用于高层住宅,整体受力性能与现浇剪力墙结构相当,按“等同现浇”设计原则进行设计。
(2)多层装配式剪力墙结构。与高层装配整体式剪力墙结构相比,结构计算可采用弹性方法进行结构分析,并可按照结构实际情况建立分析模型,以建立适用于装配特点的计算与分析方法。在构造连接措施方面,边缘构件设置及水平接缝的连接均有所简化,并降低了剪力墙及边缘构件配筋率、配箍率要求,允许采用预制楼盖和干式连接的做法。
4.1.2 技术指标
高层装配整体式剪力墙结构和多层装配式剪力墙结构的设计应符合国家现行标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1和《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231中的规定。《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231中将装配整体式剪力墙结构的最大适用高度比现浇结构适当降低。装配整体式剪力墙结构的高宽比限值,与现浇结构基本一致。
作为混凝土结构的一种类型,装配式混凝土剪力墙结构在设计和施工中应该符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《混凝土结构施工规范》GB 50666、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204中各项基本规定;若房屋层数为10层及10层以上或者高度大于28m,还应该参照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3中关于剪力墙结构的一般性规定。
针对装配式混凝土剪力墙结构的特点,结构设计中还应该注意以下基本概念:
(1)应采取有效措施加强结构的整体性。装配整体式剪力墙结构是在选用可靠的预制构件受力钢筋连接技术的基础上,采用预制构件与后浇混凝土相结合的方法,通过连接节点的合理构造措施,将预制构件连接成一个整体,保证其具有与现浇混凝土结构基本等同的承载能力和变形能力,达到与现浇混凝土结构等同的设计目标。其整体性主要体现在预制构件之间、预制构件与后浇混凝土之间的连接节点上,包括接缝混凝土粗糙面及键槽的处理、钢筋连接锚固技术、各类附加钢筋、构造钢筋等。
(2)装配式混凝土结构的材料宜采用高强钢筋与适宜的高强混凝土。预制构件在工厂生产,混凝土构件可实现蒸汽养护,对于混凝土的强度、抗冻性及耐久性有显著提升,方便高强混凝土技术的采用,且可以提早脱模提高生产效率;采用高强混凝土可以减小构件截面尺寸,便于运输吊装。采用高强钢筋,可以减少钢筋数量,简化连接节点,便于施工,降低成本。
(3)装配式结构的节点和接缝应受力明确、构造可靠,一般采用经过充分的力学性能试验研究、施工工艺试验和实际工程检验的节点做法。节点和接缝的承载力、延性和耐久性等一般通过对构造、施工工艺等的严格要求来满足,必要时单独对节点和接缝的承载力进行验算。若采用相关标准、图集中均未涉及的新型节点连接构造,应进行必要的技术研究与试验验证。
(4)装配整体式剪力墙结构中,预制构件合理的接缝位置、尺寸及形状的设计是十分重要的,应以模数化、标准化为设计工作基本原则。接缝对建筑功能、建筑平立面、结构受力状况、预制构件承载能力、制作安装、工程造价等都会产生一定的影响。设计时应满足建筑模数协调、建筑物理性能、结构和预制构件的承载能力、便于施工和进行质量控制等多项要求。
4.1.3 适用范围
适用于抗震设防烈度为6~8度区,装配整体式剪力墙结构可用于高层居住建筑,多层装配式剪力墙结构可用于低、多层居住建筑。
4.1.4 工程案例
北京万科新里程、北京金域缇香高层住宅、北京金域华府019地块住宅、合肥滨湖桂园6号、8~11号楼住宅、合肥市包河公租房1~5号楼住宅、海门中南世纪城96~99号楼公寓等。
4.2 装配式混凝土框架结构技术
4.2.1 技术内容
装配式混凝土框架结构包括装配整体式混凝土框架结构及其他装配式混凝土框架结构。装配式整体式框架结构是指全部或部分框架梁、柱采用预制构件通过可靠的连接方式装配而成,连接节点处采用现场后浇混凝土、水泥基灌浆料等将构件连成整体的混凝土结构。其他装配式框架主要指各类干式连接的框架结构,主要与剪力墙、抗震支撑等配合使用。
装配整体式框架结构可采用与现浇混凝土框架结构相同的方法进行结构分析,其承载力极限状态及正常使用极限状态的作用效应可采用弹性分析方法。在结构内力与位移计算时,对现浇楼盖和叠合楼盖,均可假定楼盖在其平面为无限刚性。装配整体式框架结构构件和节点的设计均可按与现浇混凝土框架结构相同的方法进行,此外,尚应对叠合梁端竖向接缝、预制柱柱底水平接缝部位进行受剪承载力验算,并进行预制构件在短暂设计状况下的验算。装配整体式框架结构中,应通过合理的结构布置,避免预制柱的水平接缝出现拉力。
装配整体式框架主要包括框架节点后浇和框架节点预制两大类:前者的预制构件在梁柱节点处通过后浇混凝土连接,预制构件为一字形;而后者的连接节点位于框架柱、框架梁中部,预制构件有十字形、T形、一字形等并包含节点,由于预制框架节点制作、运输、现场安装难度较大,现阶段工程较少采用。
装配整体式框架结构连接节点设计时,应合理确定梁和柱的截面尺寸以及钢筋的数量、间距及位置等,钢筋的锚固与连接应符合国家现行标准相关规定,并应考虑构件钢筋的碰撞问题以及构件的安装顺序,确保装配式结构的易施工性。装配整体式框架结构中,预制柱的纵向钢筋可采用套筒灌浆、机械冷挤压等连接方式。当梁柱节点现浇时,叠合框架梁纵向受力钢筋应伸入后浇节点区锚固或连接,其下部的纵向受力钢筋也可伸至节点区外的后浇段内进行连接。当叠合框架梁采用对接连接时,梁下部纵向钢筋在后浇段内宜采用机械连接、套筒灌浆连接或焊接等连接形式连接。叠合框架梁的箍筋可采用整体封闭箍筋及组合封闭箍筋形式。
4.2.2 技术指标
装配式框架结构的构件及结构的安全性与质量应满足国家现行标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ12014、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231、《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构工程施工规范》GB50666、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204以及《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》JGJ 224等的有关规定。当采用钢筋机械连接技术时,应符合现行行业标准《钢筋机械连接应用技术规程》JGJ 107的规定;当采用钢筋套筒灌浆连接技术时,应符合现行行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ 355的规定;当钢筋采用锚固板的方式锚固时,应符合现行行业标准《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ 256的规定。
装配整体式框架结构的关键技术指标如下:
(1)装配整体式框架结构房屋的最大适用高度与现浇混凝土框架结构基本相同。
(2)装配式混凝土框架结构宜采用高强混凝土、高强钢筋,框架梁和框架柱的纵向钢筋尽量选用大直径钢筋,以减少钢筋数量,拉大钢筋间距,有利于提高装配施工效率,保证施工质量,降低成本。
(3)当房屋高度大于12m或层数超过3层时,预制柱宜采用套筒灌浆连接,包括全灌浆套筒和半灌浆套筒。矩形预制柱截面宽度或圆形预制柱直径不宜小于400mm,且不宜小于同方向梁宽的1.5倍;预制柱的纵向钢筋在柱底采用套筒灌浆连接时,柱箍筋加密区长度不应小于纵向受力钢筋连接区域长度与500mm之和;当纵向钢筋的混凝土保护层厚度大于50mm时,宜采取增设钢筋网片等措施,控制裂缝宽度以及在受力过程中的混凝土保护层剥离脱落。当采用叠合框架梁时,后浇混凝土叠合层厚度不宜小于150mm,抗震等级为一、二级叠合框架梁的梁端箍筋加密区宜采用整体封闭箍筋。
(4)采用预制柱及叠合梁的装配整体式框架中,柱底接缝宜设置在楼面标高处,且后浇节点区混凝土上表面应设置粗糙面。柱纵向受力钢筋应贯穿后浇节点区,柱底接缝厚度为20mm,并应用灌浆料填实。装配式框架节点中,包括中间层中节点、中间层端节点、顶层中节点和顶层端节点,框架梁和框架柱的纵向钢筋的锚固和连接可采用与现浇框架结构节点的方式,对于顶层端节点还可采用柱伸出屋面并将柱纵向受力钢筋锚固在伸出段内的方式。
4.2.3 适用范围
装配整体式混凝土框架结构可用于6度至8度抗震设防地区的公共建筑、居住建筑以及工业建筑。除8度(0.3g)外,装配整体式混凝土结构房屋的最大适用高度与现浇混凝土结构相同。其他装配式混凝土框架结构,主要适用于各类低多层居住、公共与工业建筑。
4.2.4 工程案例
中建国际合肥住宅工业化研发及生产基地项目配套综合楼、南京万科上坊保障房项目、南京万科九都荟、乐山市第一职业高中实训楼、沈阳浑南十二运安保中心、沈阳南科财富大厦、海门老年公寓、上海颛桥万达广场、上海临港重装备产业区H36-02地块项目等。
4.3 混凝土叠合楼板技术
4.3.1 技术内容
混凝土叠合楼板技术是指将楼板沿厚度方向分成两部分,底部是预制底板,上部后浇混凝土叠合层。配置底部钢筋的预制底板作为楼板的一部分,在施工阶段作为后浇混凝土叠合层的模板承受荷载,与后浇混凝土层形成整体的叠合混凝土构件。
混凝土叠合楼板按具体受力状态,分为单向受力和双向受力叠合板;预制底板按有无外伸钢筋可分为“有胡子筋”和“无胡子筋”;拼缝按照连接方式可分为分离式接缝(即底板间不拉开的“密拼”)和整体式接缝(底板间有后浇混凝土带)。
预制底板按照受力钢筋种类可以分为预制混凝土底板和预制预应力混凝土底板:预制混凝土底板采用非预应力钢筋时,为增强刚度目前多采用桁架钢筋混凝土底板;预制预应力混凝土底板可为预应力混凝土平板和预应力混凝土带肋板、预应力混凝土空心板。
跨度大于3m时预制底板宜采用桁架钢筋混凝土底板或预应力混凝土平板,跨度大于6m时预制底板宜采用预应力混凝土带肋底板、预应力混凝土空心板,叠合楼板厚度大于180mm时宜采用预应力混凝土空心叠合板。
保证叠合面上下两侧混凝土共同承载、协调受力是预制混凝土叠合楼板设计的关键,一般通过叠合面的粗糙度以及界面抗剪构造钢筋实现。
施工阶段是否设置可靠支撑决定了叠合板的设计计算方法。设置可靠支撑的叠合板,预制构件在后浇混凝土重量及施工荷载下,不至于发生影响内力的变形,按整体受弯构件设计计算;无支撑的叠合板,二次成形浇筑混凝土的重量及施工荷载影响了构件的内力和变形,应按二阶段受力的叠合构件进行设计计算。
4.3.2 技术指标
(1)预制混凝土叠合楼板的设计及构造要求应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231的相关要求;预制底板制作、施工及短暂设计状况设计应符合《混凝土结构施工规范》GB 50066的相关要求;施工验收应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的相关要求。
(2)相关国家建筑标准设计图集包括《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》15G366-1、《预制带肋底板混凝土叠合板》14G443、《预应力混凝土叠合板(50mm、60mm实心底板)》06SG439-1。
(3)预制混凝土底板的混凝土强度等级不宜低于C30;预制预应力混凝土底板的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30;后浇混凝土叠合层的混凝土强度等级不宜低于C25。
(4)预制底板厚度不宜小于60mm,后浇混凝土叠合层厚度不应小于60mm。
(5)预制底板和后浇混凝土叠合层之间的结合面应设置粗糙面,其面积不宜小于结合面的80%,凹凸深度不应小于4mm;设置桁架钢筋的预制底板,设置自然粗糙面即可。
(6)预制底板跨度大于4m,或用于悬挑板及相邻悬挑板上部纵向钢筋在在悬挑层内锚固时,应设置桁架钢筋或设置其他形式的抗剪构造钢筋。
(7)预制底板采用预制预应力底板时,应采取控制反拱的可靠措施。
4.3.3 适用范围
各类房屋中的楼盖结构,特别适用于住宅及各类公共建筑。
4.3.4 工程案例
京投万科新里程、金域华府、宝业万华城、上海城建浦江基地五期经济适用房、合肥蜀山公租房、沈阳地铁惠生新城、深港新城产业化住宅等。
4.4 预制混凝土外墙挂板技术
4.4.1 技术内容
预制混凝土外墙挂板是安装在主体结构上,起围护、装饰作用的非承重预制混凝土外墙板,简称外墙挂板。外墙挂板按构件构造可分为钢筋混凝土外墙挂板、预应力混凝土外墙挂板两种形式;按与主体结构连接节点构造可分为点支承连接、线支承连接两种形式;按保温形式可分为无保温、外保温、夹心保温等三种形式;按建筑外墙功能定位可分为围护墙板和装饰墙板。各类外墙挂板可根据工程需要与外装饰、保温、门窗结合形成一体化预制墙板系统。
预制混凝土外墙挂板可采用面砖饰面、石材饰面、彩色混凝土饰面、清水混凝土饰面、露骨料混凝土饰面及表面带装饰图案的混凝土饰面等类型外墙挂板,可使建筑外墙具有独特的表现力。
预制混凝土外墙挂板在工厂采用工业化方式生产,具有施工速度快、质量好、维修费用低的优点,主要包括预制混凝土外墙挂板(建筑和结构)设计技术、预制混凝土外墙挂板加工制作技术和预制混凝土外墙挂板安装施工技术。
4.4.2 技术指标
支承预制混凝土外墙挂板的结构构件应具有足够的承载力和刚度,民用外墙挂板仅限跨越一个层高和一个开间,厚度不宜小于100mm,混凝土强度等级不低于C25,主要技术指标如下:
(1)结构性能应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204要求;
(2)装饰性能应满足现行国家标准《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210要求;
(3)保温隔热性能应满足设计及现行行业标准《民用建筑节能设计标准》JGJ26要求;
(4)抗震性能应满足国家现行标准《装配式混凝土结构技术规规程》JGJ12014、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231要求。与主体结构采用柔性节点连接,地震时适应结构层间变位性能好,抗震性能满足抗震设防烈度为8度的地区应用要求。
(5)构件燃烧性能及耐火极限应满足现行国家标准《建筑防火设计规范》GB50016的要求。
(6)作为建筑围护结构产品定位应与主体结构的耐久性要求一致,即不应低于50年设计使用年限,饰面装饰(涂料除外)及预埋件、连接件等配套材料耐久性设计使用年限不低于50年,其他如防水材料、涂料等应采用10年质保期以上的材料,定期进行维护更换。
(7)外墙挂板防水性能与有关构造应符合国家现行有关标准的规定,并符合《10项新技术》第8.6节有关规定。
4.4.3 适用范围
预制混凝土外挂墙板适用于工业与民用建筑的外墙工程,可广泛应用于混凝土框架结构、钢结构的公共建筑、住宅建筑和工业建筑中。
4.4.4 工程案例
国家网球中心、奥运会射击馆、(北京)中建技术中心实验楼、(北京)软通动力研发楼、北京昌平轻轨站、国家图书馆二期、河北怀来迦南葡萄酒厂、大连IBM办公楼、苏州天山厂房、威海名座、武汉琴台文化艺术中心、安慧千伏变电站、拉萨火车站;杭州奥体中心体育游泳馆、扬州体育公园体育场、济南万科金域国际、天津万科东丽湖。
4.5 夹心保温墙板技术
4.5.1 技术内容
三明治夹心保温墙板(简称“夹心保温墙板”)是指把保温材料夹在两层混凝土墙板(内叶墙、外叶墙)之间形成的复合墙板,可达到增强外墙保温节能性能,减小外墙火灾危险,提高墙板保温寿命从而减少外墙维护费用的目的。夹心保温墙板一般由内叶墙、保温板和拉接件和外叶墙组成,形成类似于三明治的构造形式,内叶墙和外叶墙一般为钢筋混凝土材料,保温板一般为B1或B2级有机保温材料,拉接件一般为FRP高强复合材料或不锈钢材质。夹心保温墙板可广泛应用于预制墙板或现浇墙体中,但预制混凝土外墙更便于采用夹心保温墙板技术。
根据夹心保温外墙的受力特点,可分为非组合夹心保温外墙、组合夹心保温外墙和部分组合夹心保温外墙。其中非组合夹心保温外墙内外叶混凝土受力相互独立,易于计算和设计,可适用于各种高层建筑的剪力墙和围护墙;组合夹心保温外墙的内外叶混凝土需要共同受力,一般只适用于单层建筑的承重外墙或作为围护墙;部分组合夹心保温外墙的受力介于组合和非组合之间,受力非常复杂,计算和设计难度较大,其应用方法及范围有待进一步研究。
非组合夹心墙板一般由内叶墙承受所有的荷载作用,外叶墙起到保温材料的保护层作用,两层混凝土之间可以产生微小的相互滑移,保温拉接件对外叶墙的平面内变形约束较小,可以释放外叶墙在温差作用下的产生的温度应力,从而避免外叶墙在温度作用下产生开裂,使得外叶墙、保温板与内叶墙和结构同寿命。我国装配混凝土结构预制外墙主要采用的是非组合夹心墙板。
夹心保温墙板中的保温拉接件布置应综合考虑墙板生产、施工和正常使用工况下的受力安全和变形影响。
4.5.2 技术指标
夹心保温墙板的设计应该与建筑结构同寿命,墙板中的保温拉接件应具有足够的承载力和变形性能。非组合夹心墙板应遵循“外叶墙混凝土在温差变化作用下能够释放温度应力,与内叶墙之间能够形成微小的自由滑移”的设计原则。
对于非组合夹心保温外墙的拉接件在与混凝土共同工作时,承载力安全系数应满足以下要求:对于抗震设防烈度为7度、8度地区,考虑地震组合时安全系数不小于3.0,不考虑地震组合时安全系数不小于4.0;对于9度及以上地区,必须考虑地震组合,承载力安全系数不小于3.0。
非组合夹心保温墙板的外叶墙在自重作用下垂直位移应控制在一定范围内,内、外叶墙之间不得有穿过保温层的混凝土连通桥。
夹心保温墙板的热工性能应满足节能计算要求。拉结件本身应满足力学、锚固及耐久等性能要求,拉结件的产品与设计应用应符合国家现行有关标准的规定。
4.5.3 适用范围
适用于高层及多层装配式剪力墙结构外墙、高层及多层装配式框架结构非承重外墙挂板、高层及多层钢结构非承重外墙挂板等外墙形式,可用于各类居住与公共建筑。
4.5.4 工程案例
北京万科中粮假日风景、天津万科东丽湖项目、沈阳地铁开发公司凤凰新城、沈阳地铁开发公司惠生小区及惠民小区、北京郭公庄保障房项目、北京旧宫保障房、济南西区济水上苑17#楼、济南港兴园保障房、中建科技武汉新洲区阳逻深港新城、合肥宝业润园项目、上海保利置业南大项目、长沙三一保障房项目、乐山华构办公楼、天津远大北京实创基地公租房等。
4.6 叠合剪力墙结构技术
4.6.1 技术内容
叠合剪力墙结构是指采用两层带格构钢筋(桁架钢筋)的预制墙板,现场安装就位后,在两层板中间浇筑混凝土,辅以必要的现浇混凝土剪力墙、边缘构件、楼板,共同形成的叠合剪力墙结构。在工厂生产预制构件时,设置桁架钢筋,既可作为吊点,又增加平面外刚度,防止起吊时开裂。在使用阶段,桁架钢筋作为连接墙板的两层预制片与二次浇筑夹心混凝土之间的拉接筋,可提高结构整体性能和抗剪性能。同时,这种连接方式区别于其他装配式结构体系,板与板之间无拼缝,无需做拼缝处理,防水性好。
利用信息技术,将叠合式墙板和叠合式楼板的生产图纸转化为数据格式文件,直接传输到工厂主控系统读取相关数据,并通过全自动流水线,辅以机械支模手进行构件生产,所需人工少,生产效率高,构件精度达毫米级。同时,构件形状可自由变化,在一定程度上解决了“模数化限制”的问题,突破了个性化设计与工业化生产的矛盾。
4.6.2 技术指标
叠合剪力墙结构采用与现浇剪力墙结构相同的方法进行结构分析与设计,其主要力学技术指标与现浇混凝土结构相同,但当同一层内既有预制又有现浇抗侧力构件时,地震设计状况下宜对现浇水平抗侧力构件在地震作用下的弯矩和剪力乘以不小于1.1的增大系数。高层叠合剪力墙结构其建筑高度、规则性、结构类型应满足现行国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231等规范标准要求。
结构与构件的设计应满足国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB50009、《建筑抗震设计规范》GB50011、《混凝土结构设计规范》GB50010和《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231等现行国家、行业规范标准要求。
4.6.3 适用范围
适用于抗震设防烈度为6~8度的多层、高层建筑,包含工业与民用建筑。除了地上,本技术结构体系具有良好的整体性和防水性能,还适用于地下工程,包含地下室、地下车库、地下综合管廊等。
4.6.4 工程案例
青浦爱多邦、万华城23号楼、上海地产曹路保障房、袍江保障房、滨湖润园、南岗第二公租房、滨湖桂园保障房、新站区公租房、天门湖公租房、经开区出口加工区公租房、合肥保障试验楼、1号试验楼、蚌埠大禹家园等;南翔星信综合体、中纺CBD商业中心、之江学院等;顺园大规模地下车库、青年城半地下车库、滨湖康园地下车库、临湖二期地下人防等。
4.7 预制预应力混凝土构件技术


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