装配式建筑体系及研究进展简介.pptx

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1、装配式建筑体系及研究进展简介中国建筑科学研究院建筑工业化研究中心田春雨 李然2017.2内容4装配式建筑的相关政策1 装配式建筑的发展历程和应用现状2装配式建筑的技术体系介绍3装配式结构体系研究进展装配式混凝土结构建筑技术规范：建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成装配而成的建筑。装配式建筑评价标准：装配式建筑是用预制构件、部品部件在工地装配而成的建筑；基本特征：设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化1.1 装配式建筑的定义和特征结构体系混凝土钢结构木结构外围护体系外墙、屋面、外门窗及附属物设备管线系统给排水、供暖通风空调、电气和

2、智能化、燃气等设备及管线内装系统楼地面、墙面、轻质隔墙、吊顶、内门窗、厨房、卫生间和套内设备管线等系统建筑物组成44发展历史：国内20世纪50年代：开创（主要是前苏联技术）20世纪6080年代：发展20世纪90年代：低潮21世纪10年代：恢复、发展、创新，形成技术体系和技术标准，开展推广应用1.1 我国装配式建筑发展历程第I阶段20世纪50年代p早在第一个五年计划中就提出p借鉴前苏联、东欧国家经验p推行标准化、工厂化、装配式施工的房屋建筑建造方式p1955年在北京东郊百子湾兴建北京第一建筑构件厂51.1 我国装配式建筑发展历程起步阶段起步阶段第II阶段20世纪60年代至80年代初多种装配式建筑

3、体系得到快速发展原因：1.当时各类建筑标准不高、形式单一，容易采用标准化方式建造；2.房屋建筑抗震性能要求不高；3.总体建设量不大，预制构件厂供应可满足需求；4.木模板、支撑体系和建筑用钢筋短缺；5.施工企业用工采用固定制，预制装配可减少现场劳动力投入。6持续发展阶段持续发展阶段1.1 我国装配式建筑发展历程p装配式混凝土建筑发展停滞7低潮阶段低潮阶段1.1 我国装配式建筑发展历程唐山大地震中预制装配房屋破坏严重，结构整体性、抗震性差；大板住宅建筑等出现渗漏、隔音差、保温差等使用性能方面问题。我国建筑建设规模急剧增长；建筑设计出现个性化、多样化、复杂化的特点；房屋建筑抗震性能要求提高；农民工大

4、量进入城镇，劳动力成本低；各类模板、脚手架的应用普及，商混普及，现浇施工技术大发展；现浇结构相较装配式结构更适应这一时期国情p现浇结构应用广泛第III阶段20世纪80年代末开始88劳动力成本上升，降低劳动强度，改善作业条件的需求节能环保的要求：大幅度减少建筑垃圾，降低噪声污染，节约用水技术逐步成熟，经济实力逐步增强建筑功能和质量要求提高1.1 我国装配式建筑发展历程装配式结构逐渐符合现阶段国情新发展阶段新发展阶段第阶段2008年左右开始至今1.2 国外装配式建筑发展及应用 西方发达国家的装配式混凝土结构建筑经过几十年甚至上百年的时间，已经发展到了相对成熟、完善的阶段。日本、美国、澳大利亚、欧洲

5、等国家和地区按照各自的经济、社会、工业化程度、自然条件等特点，选择了不同的道路和方式。建筑工业化起源于二战后欧洲社会背景-战争损坏大量房屋，战后欧洲经济迅速发展,人口向城市集中，房荒严重-劳动力不足,传统技工特缺-传统的建筑施工效率很低,不能适应当时所面临的房屋增长的迫切需要。技术基础-工业的底子厚，战后恢复和发展都迅速-充裕的水泥、钢材和施工机械等，为建筑工业化的推行提供了更为有利的条件-英国莱茵建筑体系、瑞典的哥腾堡公寓建筑体系、法国的卡缪大板住宅建筑、苏联的盒子结构建筑等。1970年代欧洲住宅建筑工业化水平-东欧：东德、匈牙利、捷克、前苏联等工业化水平达到50%-90%-西欧：英国、丹麦

6、、荷兰、挪威、法国等工业化水平达到20%-40%。1.2 国外装配式建筑发展及应用u装配式建筑的发展与社会经济、地理环境和科技水平相关-欧洲非地震区，低层和多层建筑为主，且工业化水平和科技水平较高，劳动力稀缺，因而德国、法国、丹麦等欧洲发达国家基本实现了高装配化建筑;-日本地震烈度大，等同现浇为主，减震隔震技术先进;u完备的装配式建筑产业链十分关键-英国和德国的全产业（供应）链管理-配套部品部件体系u政府的作用十分明显，政府采购中强制采用-新加坡组屋中强制推行装配式混凝土建筑-强制要求建筑模数化u选择适合的装配式建筑发展技术路线-法国、丹麦以装配式混凝土建筑为主;英国走了钢结构建筑道路;瑞典木

7、结构为主-更多的国家选择多元化发展的道路1.3 总结与启示u完善法律法规可促进装配式建筑发展-美国工业化住宅建设和安全标准为建材产品和部品部件产业发展奠定了基础-日本立法来保证混凝土构件的质量u技术基础和进步十分关键-基本建筑体系和关键技术-产业化技术工人-工业化部品部件生产质量水平-部品部件物流体系-质量管理和评价体系等u认证和评价制度可提升质量水平-日本BL优良部品认证制度-美国“节能之星”评价制度-加拿大CPI认证1.3 总结与启示内容2 装配式建筑的技术体系介绍4装配式建筑的相关政策1装配式建筑的发展历程和应用现状3装配式结构体系研究进展框架结构剪力墙结构框架-剪力墙其他框架-支撑结构

8、框架-核心筒大板结构、箱式结构等框架、框架-支撑、钢管束剪力墙结构轻钢体系新型模块式结构、板柱结构、交错桁架结构等装配式混凝土结构木（竹）结构钢结构装配式结构体系2 装配式建筑的技术体系介绍u按结构形式：框架结构框架支撑结构剪力墙结构框架-剪力墙结构u按装配程度：结构主体现浇，围护、楼梯等采用预制构件部分竖向构件现浇剪力墙结构结构主体全部装配u按连接方式：湿式连接及干式连接强连接及弱连接混合2.1 装配式混凝土结构体系装配式混凝土结构湿连接（装配整体式）干连接（全装配式）按连接形式（通过连接件将相邻构件的受力纵筋相连，在连接处浇混凝土。为等同现浇形式。）（连接区通过焊接、螺栓、预应力或者栓钉连

9、接，不需要现浇混凝土。为非等同现浇形式。）目前主要的研究和应用形式，等同现浇，JGJ1-201417类型优缺点技术成熟度工业化程度国内应用情况适用范围装配整体式混凝土框架结构预制梁、现浇柱框架结构设计同现浇结构，结构整体性好，检验方便；现场湿作业量大；施工速度一般成熟，有规范依据较低较少多层及中高层建筑；公共建筑梁、柱预制，节点区后浇混凝土连接设计等同现浇，结构整体性好；后浇混凝土施工要求高，节点施工难度大，钢筋连接检验不便，施工速度一般较成熟，有规范依据较高较少世构体系施工方便；检验方便，施工速度较快节点抗震性能略差较成熟，有规范依据较高较少预埋型钢等辅助连接的框架结构体系设计需专门研究施工

10、较快，成本略高需要进一步研究，专门技术规范编制中较高较少全装配式框架结构施工很快，便于检验，成本低适用高度低，性能及设计方法需要专门研究尚需进行系统研究，技术规范不完善很高没有低层、多层建筑；公共建筑装配整体式框架结构结合减、隔震技术体系抗震性能好尚需进行系统研究，无专门技术规范较高较少高层建筑；公共建筑框架结构框架结构1818现浇剪力墙配预制围护墙体系装配整体式剪力墙结构体系叠合式剪力墙体系多层剪力墙体系剪力墙结构剪力墙结构2.1 装配式混凝土结构体系u预制（叠合）板、预制（叠合）梁、预制外围护墙或外墙模、预制楼梯、预制隔墙等构件u现浇剪力墙、柱等核心仍是现浇剪力墙体系注重外挂墙板的设计以及

11、安装施工（线连接、点连接）内浇外挂及内浇外挂及PCFPCF剪力墙结构剪力墙结构20u套筒灌浆连接的预制剪力墙u浆锚搭接连接的预制剪力墙u底部预留后浇区的预制剪力墙部分预制的套筒灌浆连接的预制剪力墙浆锚搭接连接的的预制剪力墙底部预留后浇区的预制剪力墙竖向钢筋在构件内连接竖向钢筋在后浇区连接剪力墙结构剪力墙结构2.1 装配式混凝土结构体系21u浆锚搭接连接剪力墙结构剪力墙结构2.1 装配式混凝土结构体系降低了套筒的使用数量，仅在“预制腿”处应用套筒灌浆连接，降低了综合成本在预制墙体内预留孔洞，由顶端浇注混凝土，自上而下的灌注产生了强大的压力确保了后浇区内混凝土的密实程度底部预留后浇区的预制剪力墙2

12、.1 装配式混凝土结构体系叠合板式预制剪力墙双板剪力墙沿厚度方向分为三层，外层预制，中间层现浇。通过桁架钢筋连接。但预制混凝土板及其内的钢筋网与上下层不相连接强化现浇边缘构件，增加适用高度适用于地下结构宝业，元大、宇辉等剪力墙结构剪力墙结构2.1 装配式混凝土结构体系多层剪力多层剪力墙体系墙体系剪力墙结构剪力墙结构2.1 装配式混凝土结构体系剪力墙结构剪力墙结构2.1 装配式混凝土结构体系u预制框架-现浇剪力墙u预制框架-现浇核心筒u预制框架-预制剪力墙南科大厦框架框架-剪力墙剪力墙2.1 装配式混凝土结构体系日本进行过类似研究并有大量工程实践，但体系稍有不同，国内基本处于空白状态，正在开展研

13、究。钢筋桁架叠合楼板，可做单向、双向板，总板厚130mm楼盖体系楼盖体系2.1 装配式混凝土结构体系清水面，带防滑条，栏杆预埋件，两端简支预制楼梯预制楼梯线支撑，物理性能好，内浇外挂体系，远大、万科南方用外挂墙板外挂墙板其他构配件其他构配件2828现有“等同现浇”结构体系的问题：大量用湿式连接节点，现浇与装配混杂，效率低节点构造复杂施工安装质量差，连接有安全隐患成本偏高实际应用中的问题：2.1 装配式混凝土结构体系2929适合我国工业化建筑的多元化、专业化技术体系；加大相关应用基础研究：高强钢筋、大直径钢筋、大间距配筋设计技术、高强约束箍筋技术、高强高性能混凝土结构应用技术（抗震、防火）、隔震

14、和减震技术、结构抗震性能化设计技术；一体化设计技术，标准化、通用化部品及接口；信息化技术的应用配套产品的研发；适合的施工机具及相应施工工法；质量检测技术、检测设备、验收技术研发；标准的完善思考思考2.1 装配式混凝土结构体系p多种建筑形式应用广泛n大跨度公共建筑n高层建筑、超高层建筑的外框架n轻型门式刚架、钢结构排架等工业建筑n钢结构住宅302.2 钢结构体系轻型钢结构普通钢框架集装箱房结构系统钢框架支撑钢管混凝土束剪力墙+框架柱+楼盖模块钢框架+混凝土核心筒多层高层2.2 钢结构体系特点p工业化程度高p施工周期短p轻质高强尚存问题p建造成本略高p钢结构设计队伍稍薄弱p现场焊接作业量大p钢结构

15、住宅中防火防腐，使用性能，集结构、保温与外饰面一体的外围护结构体系研发尚未很好解决322.2 钢结构体系1）应用范围：地震多发地区 政府投资的学校、幼托、敬老院、园林景观等低层公建2）多地试点工程3）木结构建筑企业4）科研成果5）标准规范：木结构设计规范GB50005-2003、木结构工程施工质量验收规范GB50206-2012、木结构试验方法标准GB/T 50329-2012等2.3 木结构发展历史发展历史木结构建筑可追溯至3500年前发展现状发展现状现代木结构：1）梁柱式木结构2）轻型木结构3）节能木墙技术体系技术体系问题和瓶颈问题和瓶颈2.3 木结构1）认可度偏低2）关键技术有待完善3）

16、多高层木结构标准规范相对滞后4）手续办理困难5）产业能力和基础薄弱6）人才储备和培育机制不完善发展思路与对策发展思路与对策1）编制发展规划2）开展关键技术研究3）逐步完善标准规范4）开展示范工程5）研发木质新型墙体的应用6）建立、完善木结构建设管理制度7）加强木结构一线人员的能力建设8）广泛宣传、消除误解35内容4装配式建筑的相关政策2装配式建筑的技术体系介绍3 装配式结构体系研究进展1装配式建筑的发展历程和应用现状n主持科技部十二五国家科技支撑计划项目“新型预制装配式混凝土建筑技术研究与示范”，负责其中“装配式建筑混凝土框架结构关键技术研究”“装配式框架-剪力墙结构设计方法研究”“安装施工关

17、键技术与规模化示范工程应用”课题。n住建部质量司委托建研院课题：建筑产业现代化结构技术体系研究。用于建设部领导参考的方向性研究。n与万科、二十二冶等企业合作进行大量的开发性、研究性、验证性试验。n中国绿建委委托建研院课题：装配式混凝土结构设计关键技术研究、预制装配式混凝土构配件生产制造中关键问题研究、装配式建筑工程质量检验关键技术研究、建筑工业化综合技术经济分析研究，为政府提供决策参考并引领行业发展。3737采用钢筋灌浆套筒连接构件受力性能试验l钢筋灌浆套筒连接技术研究灌浆套筒工艺及力学性能试验行标钢筋套筒灌浆连接应用技术规程行标装配式混凝土结构技术规程3838l钢筋混凝土结合面的剪切性能研究

18、24个试件3939叠合梁：跨中拼接、封闭组合箍l装配式混凝土框架结构研究预制柱：钢筋连接、柱底拼缝叠合板：板端构造，设计方法梁柱节点：钢筋连接锚固构造新型配筋技术：配置高强、大直径、大间距钢筋的构件、节点、整体结构性能研究行标装配式混凝土结构技术规程经济性与施工便利性40l装配整体式剪力墙结构研究三种类型试件共9组，27个4141l线支承式外挂墙板受力性能研究42创新抗震理论新型连接节点框架-BRB支撑、隔震框架体系装配式框架剪力墙结构体系多层装配式墙板体系目标：提高建造效率，提高装配质量，降低综合成本展望展望内容4 装配式建筑的相关政策2装配式建筑的技术体系介绍3装配式结构体系研究进展1装配

19、式建筑的发展历程和应用现状44n国家政策党的十八大报告提出坚定不移地走“新型工业化道路”国家新型城镇化规划（2014-2020年）已明确提出“强力推进建筑工业化”绿色建筑行动方案（国办发20131号）也将“推动建筑工业化”作为重点任务2014-2015年节能减排低碳发展行动方案（国办发201423号），明确提出要“以住宅为重点，以建筑工业化为核心，加大对建筑部品生产的扶持力度，推进建筑产业现代化”4.1 政策支持45n行业政策建筑业发展“十二五”规划（建市201190号）中提出“积极推动建筑工业化”、“提高建筑构配件的工业化制造水平；鼓励建设工程制造、装配技术发展”关于推进建筑业发展和改革的若

20、干意见（建市201492号），明确提出了深化建筑业改革，要把“加快促进建筑产业现代化”作为转变行业发展方式的首要目标工程质量治理两年行动方案（建市2014130号）中提出从加强政策引导、实施技术推动、强化监管保障三个方面大力推动建筑产业现代化发展4.1 政策支持46n中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见（2016年2月6日）大力推广装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量制定装配式建筑设计、施工和验收规范加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%积极稳妥推广钢结构建筑。在具备条件的地方，倡导发展现代木结构建筑4.1

21、 政策支持47n2016年政府工作报告（2016年3月5日）积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑n国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要（2016年3月17日）发展适用、经济、绿色、美观建筑，提高建筑技术水平、安全标准和工程质量，推广装配式建筑和钢结构建筑4.1 政策支持48n国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见（国办发201671号，16年9月27日）以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建

22、建筑面积的比例达到30%完善法律法规、技术标准和监管体系，推动形成一批设计、施工、部品部件规模化生产企业，具有现代装配建造水平的工程总承包企业以及与之相适应的专业化技能队伍4.1 政策支持4.1 政策支持n建筑产业现代化发展纲要到2020年，装配式建筑占新建建筑的比例20%以上，直辖市、计划单列市及省会城市30%以上，保障性安居工程采取装配式建造的比例达到40%以上。新开工全装修成品住宅面积比率30%以上。直辖市、计划单列市及省会城市保障性住房的全装修成品房面积比率达到50%以上。到2025年，装配式建筑占新建建筑的比例 50%以上，保障性安居工程采取装配式建造的比例达到60%以上。全面普及成

23、品住宅，新开工全装修成品住宅面积比率50%以上，保障性住房的全装修成品房面积比率达到70%以上。502010年以来，住建部共发布19 项政策文件，12 部工程建设国家标准引导建筑工业化发展据不完全统计27 省级行政单位发布了113 项地方政策文件30 项地方标准4.1 政策支持51强制推广：商品房挂钩土地出让，政府投资强制鼓励推广：奖励（资金补贴，容积率3%，保障房政府承担增量成本，提前预售，税费优惠，信贷优先，分段验收，评优等）装配式建筑产业用地优惠政策全装修：鼓励全装修一体化：设计、生产、施工、运维一体化，建筑 结构装修机电一体化信息化：BIM全过程EPC：总包管理模式n政策小结52n政策

24、小结政策鼓励多针对装配式商品房住宅。上海实施最好目前发展装配式混凝土结构住宅的经济效益主要来自于各地的优惠政策，直接补贴或者容积率奖励鼓励政策多为对开发商的鼓励和补助（重庆有对构件厂的补助），对其他业务环节补助很少，各方积极性调动不够53n科技支持“十三五”绿色建筑与建筑工业化重点研发项目1.基础数据系统和理论方法2.规划设计方法与模式3.建筑节能与室内环境保障4.绿色建材5.绿色高性能生态结构体系6.建筑工业化7.建筑信息化54n装配式混凝土结构国家标准类别编号名称国家国家标准标准GB50010-2010混凝土结构设计规范GB50666-2011混凝土结构工程施工规范GB50204-2015

25、混凝土结构工程施工质量验收规范GB/T51129-2015工业化建筑评价标准GBXXX装配式混凝土建筑设计规范GB/TXXX装配式建筑评价标准4.3 标准及图集、手册55n装配式混凝土结构主要行业标准类别编号名称行业行业标准标准JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程JGJ224-2010预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程JGJ/T258-2011预制带肋底板混凝土叠合楼板技术规程JGJ355-2015钢筋套筒灌浆连接应用技术规程JGJ256钢筋锚固板应用技术规程轻钢轻混凝土结构技术规程（已报批）装配式住宅建筑技术规程（已审查）4.3 标准

26、及图集、手册56n装配式混凝土结构主要协会标准类别编号名称协会协会标准标准CECS40:92混凝土及预制混凝土构件质量控制规程CECS43:92钢筋混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程CECS52:2010整体预应力装配式板柱结构技术规程CECS（在编中）装配式建筑密封胶应用技术规程CECS（在编中）拼装复合模壳体系混凝土剪力墙结构技术规程CECS（在编中）轻钢骨架轻骨料混凝土隔墙技术规程4.3 标准及图集、手册57建筑、结构施工图表示方法示例连接节点（基本要求、楼盖及剪力墙）墙板构件叠合板构件板式楼梯阳台、空调板及女儿墙以行业标准装配式混凝土结构技术标准JGJ1-2014为依据编制，为大批量推广应用提供的基本的设计参考和依据。但技术比较单一，大部分情况下参考使用。4.3 标准及图集、手册图集图集谢谢！谢谢！中国建筑科学研究院建筑工业化研究中心北京市朝阳区北三环东路30号 建研院C座14楼田春雨 主任