装配式建筑培训--建筑与机电部分.pdf
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1、研砼治筑 2016-04 装配式建筑和结构体系(建筑与机电)装配式建筑装配式建筑 法国 蒙彼利埃 政府大楼 2012 法国、德国为代表的欧洲工业化体系已经普及。其建筑在设计之初就融入装配式的思路。个性化的建筑依然适合采用全自动流水线制造,能够大规模生产,其建设方法和生产方式都值得借鉴。行业简述 2 建筑产业化 现代的 科学技术 先进的 管理方法 标准化、工业化的生产方式 建筑 模数化 构件生产 工厂化 住宅部品 系列化 现场施工 装配化 土建装修 一体化 设计 信息化 建筑工业化 装 配 式,本 质 上 是 建 筑 业 的 工 业 化。2016年3月17日,李克强总理在政府工作报告中提出今年要
2、重点做好八个方面工作,其中强调:“积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑,加快标准化建设,提高建筑技术水平和工程质量。”相关政策、规范、图集相关政策、规范、图集 1、2013.7.8上海市人民政府办公厅文件沪府办201352号(上海市人民政府办公厅转发市建设交通委等五部门关于本市进一步推进装配式建筑发展若干意见的通知)2、2013.12.30上海工业化建筑实施细则沪建交联20131243号(关于印发实施细则的通知)3、2014.6.19上海市人民政府办公厅文件沪府办201432号(上海市人民政府办公厅关于转发市建设管理委等六部门制定的上海市绿色建筑发展三年行动计划(2014-201
3、6)的通知 4、2014.11.12关于推进本市装配式建筑发展的实施意见沪建管联2014901号 5.2015.6.16上海市城乡建设和管理委员会.上海市住房保障和房屋管理局文件 沪建管联2015417号(关于印发关于进一步强化绿色建筑发展推进力度推升建筑性能的若干规定的通知)6.2016年3月上海市住房和城乡建设管理委员会沪建建(2016)1号关于推进本事保障性住房实施装配式建设若干事项的通知 政策文件 项目名称:金山工业区牛桥港以西、九工路以南地块商品房项目项目名称:金山工业区牛桥港以西、九工路以南地块商品房项目 标准层工期:标准层工期:5.55.5天天/层层 设计规范 (1 1)设计规范
4、)设计规范 国标:装配式混凝土结构技术规程 JGJ 1-2014 国标:工业化建筑评价标准 GB/T51129-2015 上海市:装配整体式混凝土住宅设计规程 DG/TJ08-2071-2010 J11660-2010 上海市:装配整体式混凝土公共建筑设计规程 DGJ 08-2154-2014 J12874-2014 上海市:预制混凝土夹心保温外墙板应用技术规程 DG/TJ 08-2158-2015 J13019-2015 国标:建筑抗震设计规程 DGJ08-9-2013 J10284-2013(2 2)验收规范)验收规范 国标:混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2015 上海
5、市:装配整体式住宅混凝土构件制作、施工及质量验收规程 DGJ08-2069-2010 J11578-2010 上海市:装配整体式混凝土结构施工及质量验收规范 DGJ08-2117-2012 J12259-2013 项目名称:金山工业区牛桥港以西、九工路以南地块商品房项目项目名称:金山工业区牛桥港以西、九工路以南地块商品房项目 标准层工期:标准层工期:5.55.5天天/层层 设计图集 桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)15G366-1 预制钢筋混凝土板式楼梯 15G367-1 预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙 15G368-1 预制混凝土剪力墙外墙板 15G365-1 预制混凝土剪力墙内
6、墙板 15G365-2 装配式混凝土结构表示方法及示例(剪力墙结构)15G107-1 装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)15J939-1 装配式混凝土结构连接节点构造 G310-12 上海市:装配整体式混凝土住宅构造节点图集 DBJT08-116-2013 上海市:预制装配式混凝土构件图集 DBJT08-121-2016(6月1日)装配式混凝土设计流程装配式混凝土设计流程 项目名称:金山工业区牛桥港以西、九工路以南地块商品房项目项目名称:金山工业区牛桥港以西、九工路以南地块商品房项目 标准层工期:标准层工期:5.55.5天天/层层 设计流程 目前装配式建筑设计的模式:1、由具备设计
7、深化能力的设计公司进行全程设计 2、由设计公司为主体进行全程设计,具备装配式深化能力的专业设计公司、PC工厂、施工总包企业配合完成 装配式深化设计是装配式项目设计过程中的一个专业,其服务周期贯穿项目的设计、生产、施工全周期。设计流程 概念方案(策划)阶段 报建方案 阶段 初步(总体)设计阶段 PC生产技术配合阶段 构件深化设计阶段 施工图 阶段 施工技术配合阶段 在施工图设计阶段以前,深化设计不影响设计周期。构件深化设计一般45-60天 设计流程 概念方案(策划)阶段 本阶段应进行技术策划,主要统筹规划设计、产品生产和施工建造各个环节,建筑、结构、设备、电器、内装、造价等专业密切配合,并研究主
8、体结构构件及内装部品整体应用的技术经济性和可建造性。包括建筑平立面、结构选型、结构装配方案、内装部品及技术方案、主体结构预制率、施工生产工艺工法选择、建筑系统集成方案、机电管线综合及布置方案、技术经济性分析等方面。与目前大量采用全现浇结构类型的设计方法有很大的区别。设计流程 报建方案 阶段 本阶段根据确定的目标,结合装配式相关的技术要素,确定实现目标的途径和系统方案,并进行初步的评价和优化。针对标准化设计、工厂化生产以及技术合理性和经济性比较提出较明确的方案。如总平面图布置、单元平面布置、标准模块或模数化设计的确定、建筑形式构成(包括平面、立面构成)、预制构件初步拆分方案(少规格,多组合)、体
9、型系数控制、预制率及技术经济指标的控制等。设计流程 报建方案 阶段 设计说明设计说明 总总 图图 设计理念设计理念 平面布置平面布置 效果图效果图 立面层次分析立面层次分析 立面图立面图 剖面图剖面图 设计流程 报建方案 阶段 面积面积 规范规范 构件种类构件种类 标准化部品标准化部品 设计流程 报建方案 阶段 模数模数协调协调 层高、构件层高、构件模数控制模数控制 洞口模数控制洞口模数控制 户型模块设计户型模块设计 运输、存放、吊装运输、存放、吊装等技术分析等技术分析 设计流程 报建方案 阶段 户型模块化设计户型模块化设计 设计流程 报建方案 阶段 立面构件标准化立面构件标准化 构件模具标准
10、化构件模具标准化 BIM 应用应用 预制率估算预制率估算 设计流程 报建方案 阶段 示例所选楼栋 示例所选楼栋 设计流程 报建方案 阶段 标准模块 可变模块 建筑模数的应用,不仅能协调预制构件与构件之间、住宅部品与部品之间以及预制构件与住宅部品之间的尺寸关系,减少、优化部品或组合件的尺寸,使设计、生产、安装等环节配合简单、精确,基本实现土建、机电设备和装修的“集成”和大部分装修部品部件的“工厂化制造”,而且还能在预制构件的构成要素之间形成合理的空间关系,避免交叉和碰撞。设计流程 报建方案 阶段 设计流程 报建方案 阶段 通过模块化的设计方法,使得标准模块、可变模块、和核心筒模块集成在本套型设计
11、中,从而实现了标准化设计和个性化需求在小户型成本和效率兼顾的前提下适度统一。设计流程 报建方案 阶段 装配式建筑效果图中应体现装配式混凝土建筑的特点,如本示例中突出表现了外立面构件之间的拼接缝线条。设计流程 报建方案 阶段 设计流程 报建方案 阶段 标准化设计限定了主体结构、套型空间的几何尺寸,相应也固化了外墙的几何尺寸,设计将其视为不变部分,但其构件和部品外边面的颜色、质感、纹理、凹凸、构件组合和前后顺序等是可变的。设计流程 报建方案 阶段 本项目立面中包含的标准化预制构件和部品有:1.预制夹心外墙板 2.叠合阳台 3.预制空调板 4.预制外墙挂板 5.外门窗 6.成品空调百叶 7.成品阳台
12、栏板 设计流程 报建方案 阶段 底部结构加强区 设计流程 初步(总体)设计阶段 1.设计应明确项目中装配式住宅的分布情况,并在总平面及设计说明中加以表述。2.设计应结合建筑设计方案、当地运输条件及现场施工设备条件等情况,合理拆分 建筑预制构件。单体的构件拆分方案(构件的规格、编号、重量等)3.设计应明确围护结构热功能性能要求,确定合理的节能构造措施。4.设计应确定预制构件节点处的防水、防火、隔声等构造措施,尤其是预制外墙板 缝部位的防水构造措施(标准节点详图)。5.设计宜结合装修设计方案。规划机电管线及设备点位布置方案,并进行管线综合 设计,为结构预埋和优化提供技术条件。设计流程 施工图 阶段
13、 1.施工图设计应体现配套工艺及设备的技术条件(如门窗、栏杆、避雷带、新风口、热水器、防水、保温等),并表达相应的技术节点构造。2.应完成预制构件大样设计,图纸应全面准确反映预制构件的规格、尺寸、连接形式等,作为其他专业和工种深化设计依据。3.施工图设计的深度和内容应满足预制构件加工图设计的要求,应与构件加工图设计单位建立沟通和确认的协同机制。设计流程 施工图 阶段 总平面图 标准层平面图 屋顶层平面图 立面图 剖面图 楼梯详图 墙身大样图 说明 设计流程 施工图 阶段 设计依据 项目概况 技术配置表 设计流程 施工图 阶段 运输、存放、施工等技术 标准化设计(平面、构件)预制率、构件编号 装
14、配率(部品、部件)集成技术(外墙、机电)设计流程 施工图 阶段 一体化装修设计 BIM技术应用 预制构件简述(部位、预埋要求、洞口要求)预制构件简述(部位、预埋要求、洞口要求)节能设计 施工技术要求 设计流程 施工图 阶段 示例所选楼栋 示例所选楼栋 设计流程 施工图 阶段 建筑平面图应注明预制构件(柱、剪力墙、维护墙体、楼梯、阳台、凸窗等)的位置、预制构件板块划分位置以及预制构件之间及构件与现浇段的关系,表达预制构件中设备管线预留孔洞的尺寸及定位。预制剪力墙 设计流程 施工图 阶段 预制女儿墙 设计流程 施工图 阶段 建筑立面图应体现预制构件板块划分的立面分缝线、装饰缝和饰面做法。设计流程
15、施工图 阶段 建筑剖面图应表达预制构件竖向关系,当为预制装配构件时,应应不同图例示意。设计流程 施工图 阶段 剖面详图、墙身大样:立面构件位置、厚度、图例等 设计流程 施工图 阶段 1.本工程采用剪刀楼梯,一层及以上的楼梯采用预制楼梯梯段,楼梯休息平台和结构梁为现浇混凝土。2.预制楼梯踏面转角处有倒角设计,防滑条构造在工厂一次成型。3.预制楼梯采用清水混凝土饰面,采取措施加强成品保护。设计流程 施工图 阶段 叠合阳台的预制板厚度为60mm,叠合层厚度为70-80mm,在叠合层内预埋管线,通过管线综合设计,保证管线布置的合理、经济和安全可靠。设计流程 施工图 阶段 墙身大样图应表达典型墙身部位的
16、建筑构造做法、保温构造做法、预制构件之间及构件与现浇部分的竖向关系、构件与外围护及装饰之间的连接方式。设计流程 构件深化设计阶段 1.装配式住宅的构件加工图纸应全面准确反映预制构件和部品的规格、类型、加工尺寸、连接形式和设备管线种类与定位尺寸,考虑生产过程和施工过程的预留预埋,考虑构件公差及施工误差等。如外脚手架及爬架与主体建筑的连接位置及连接用预埋点位、确定货运升降电梯的位置、确定现浇段模板所需的预埋点位。2.构件加工图设计的深度和内容应满足预制构件生产、施工吊装的要求,应与施工图设计单位和构件生产单位建立沟通和确认的协同机制。3.图纸经施工图设计方、构件生产方和施工方审查确认后,方可进行构
17、件生产。设计流程 生产施工技术配合阶段 1.根据深化图纸配合工厂完成构件校验(精度要求特别高的构件)工作。2.根据施工组织方案和构件重量,确定塔吊的布置及选型;核对塔吊与建筑主体连接的方式及对构件的影响。3.考虑施工用临时支撑及调节措施对预制构件的影响。4.在生产、施工过程中出现的技术难点需进行沟通和解决。装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 设计师 规范 构件类型 生产施工 核心理念:工业化 评判标准:经济性+合理性 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 技术经济性 1、预制率对成本的影响 成本增量会随预制率增高而增高,据实际工程预算,南方地
18、区某城市采用装配式剪力墙结 构的高层普通住宅预制率在(15%-25%)情况下的成本增量约300-400元/平方米;预制率超过 30%以后预制构件主要为内部构件(如户内剪力墙、梁、叠合楼板等),综合单价比外墙低,成本增量曲线逐渐变缓。装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 技术经济性 2、政策支持 政府通过激励政策、法律法规引导装配式住宅的发展,因此在技术策划阶段,应进行项目所在 区域的政策,法规及细则的调研工作。明确容积率奖励,面积奖励,预售奖励等的确切内容,同 时还应了解项目报建,审图,验收等各个过程中的工作流程和内容。装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 技术经济性 3、预制构件成本
19、 预制构件费用一般包含预制构件生产运输费和安装费两大部分。预制构件生产费主要包括主材、辅材、人工费、模具、蒸养、包装运输、生产管理、税金等费用。其中占主要比例分别是主材费(40%)、人工费(24%)、税金(9%)、模具费(8%),合理控制这几项成本是控制预制构件费的主要因素。构件费用组成构件费用组成 所占比例(所占比例(%)主材 39 辅材 4 人工费 24 模具 8 蒸养费 4 包装运输费 4 管理费 5 税金 9 利润 3 合计合计 100 预制构件费用参考比例 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 技术经济性 安装成本包括堆放、吊装、定位、安装、人工配合;预埋铁件埋设;顶撑、斜撑安装
20、、拆除;接缝处理、打胶及外墙清理等费用。目前外墙预制构件(预制外墙、预制阳台板、预制空调板、预制楼梯板)对于外围护、定位固定、接缝处理及立面处理等工序较多,安装费用高于内部预制构件安装费。安装费用组成安装费用组成 所占比例(所占比例(%)预制外墙 55 预制阳台及空调板 30 预制楼梯 15 合计合计 100 外墙预制构件安装费用参考比例 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 技术经济性 4、保温形式 在技术策划中应明确项目所采用的外墙保温形式外保温、内保温及夹心保温。外保温外保温 内保温内保温 夹心保温夹心保温 参与容积率计算 需搭设脚手架施工 更换围护困难 影响内装 保温形式比对表 注
21、:1:“”表示“是”,“”表示“否”。2.局部地区外保温已计容,例如上海。3.局部地区夹心保温外叶墙不计入面积,不影响使用面积,例如北京。装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 技术经济性 5、总工期与人工成本 1.总工期 装配式项目的设计周期与常规项目不同,在施工图设计结束后增加预制构件加工图深化设计。预制构件加工图深化设计是根据已通过审图的施工图图纸为依据所做的专项设计,深化周期一般为45-60天。生产周期一般是第一批构件在60天内生产完毕。在这段时间内,可进行地下室施工、构件备料等工作,不影响施工时间。装配式建筑与相同条件下传统生产方式工期相比,在主体结构与室内装修施工阶段所用工期更短
22、,与主体作业交叉时间少,可节约3-6个月。2.人工成本 人工成本的逐年提高,是装配式建筑得以推动的内在动因之一。装配式建筑项目在施工过程中 现场人工用量与相同条件下传统生产方式相比应明显减少,其单位建筑面积人工用量应减少20%,先进建筑工业化体系减少人工40%以上。构件增量成本 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 规范 预制率:1、沪建交联(2013)1243号 2、工业化建筑室外地坪以上的主体结构和维护结构中,预制构件部分的混凝土用量占对应部分混凝土总用量的体积比。(工业化评价标准GB/T51129-2015、沪建管联(2015)417)装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 规范
23、装配率:工业化建筑中预制构件、建筑部品的数量(或面积)占同类构件或部品总数量(或面积)的比率。(工业化评价标准GB/T51129-2015、沪建管联(2015)417)装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 规范 涉及建筑专业的规范或条文:国标:装配式混凝土结构技术规程 JGJ 1-2014 4.3其他材料(接缝处理、夹心外墙等)5 建筑设计(5.1一般规定、5.2平面设计、5.3立面外墙设计)国标:工业化建筑评价标准 GB/T51129-2015 上海市:装配整体式混凝土住宅设计规程 DG/TJ08-2071-2010 J11660-2010 3.3 其他材料(保温材料、防水材料)4 建筑
24、设计(4.1一般规定、4.2建筑模数)上海市:装配整体式混凝土公共建筑设计规程 DGJ 08-2154-2014 J12874-2014 上海市:预制混凝土夹心保温外墙板应用技术规程 DG/TJ 08-2158-2015 J13019-2015 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 预制构件分类 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 框架体系构件 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 框架体系构件 柱的连接:套筒、浆锚等方式 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 框架体系构件 柱-梁的连接:现浇、牛腿等方式 预制梁柱搭接节点 预制边柱与叠合梁搭接节点 装配式混凝土建筑设计装配式
25、混凝土建筑设计 框架体系构件 主次梁的连接:预留槽口等方式 主梁预留槽口 与预制次梁搭接的预制主梁模型示意 次梁预留槽口 装配整体式剪力墙:预制剪力墙宜采用一字形,也可采用L型、T形或U形;开洞预制剪力墙洞口宜居中布置,洞口两侧的墙肢宽度不应小于200mm,洞口上方连梁高度不宜小于250mm。水平缝做法:上下层剪力墙接缝处在楼板处设水平现浇带,现浇带高度取楼板厚,宽度取结构设计剪力墙厚,现浇带与楼盖浇筑成整体。水平接缝高度20mm,采用灌浆方法填实。装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 装配式混凝土建筑设计装配式混凝土建筑设计 全预制剪力墙体系构件 剪力墙-边缘构件连接:边缘构件全现浇 边
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