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04、郭学明:不得不面对的装配式!

  • 来源:威尼斯最新网址2017年鉴
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  • 发布日期:2018-03-26

主讲:郭学明

郭学明,中国混凝土与水泥制品协会装饰混凝土分会专家委员会主任,是中国最早研究和从事装配式建筑的人物之一。著有《装配式混凝土结构建筑设计、制作与施工》《GRC幕墙与建筑装饰构件的设计、制作与施工》《旅途上的建筑——漫步欧洲》《旅途上的建筑——漫步美洲》。


讲座的两大主题:日本钢结构装配式别墅简介、装配式混凝土建筑简介与设计要点。一起来看讲座精彩内容!


 国家大力推广的装配式建筑并非一个新鲜的概念 


关于装配式建筑,最先是20世纪一些著名建筑大师探索、提倡与实践,然后20世纪50年代末60年代初,瑞典保障房5年解决一半国民住宅,效率高、成本低的实践使政府主导大规模装配式建筑。随后北欧和欧洲其他国家效仿,包括美国和日本。20世纪80年代后新加坡、台湾、香港等高层建筑装配式。21世纪中国政府开始大力推广。


虽然装配式建筑的预制构件和现场组装这两个基本特点,因此能缩短建筑工期、提高效率和建筑质量,还能节约资源和成本......具有众多优点,但同时也有限制个性化、技术要求高、对建筑规模或体量的依赖等缺点。所以要正确认识装配式建筑的优缺点,并合理的进行选择和建造。



希腊帕特农神庙-石材装配式建筑



美国凤凰城图书馆-全装配式建筑


 核心技术是连接 


通过采用可靠的连接技术和必要的结构与构造措施,能使装配整体式混凝土结构与现浇混凝土结构的效能基本等同。


连接方式:

全装配式——干连接(焊接、螺栓连接)

装配整体式——湿连接(套筒灌浆、浆锚搭接、后浇筑混凝土连接、锚环+加钢筋连接、绳索+钢筋连接)


 装配式混凝土建筑的八大设计要点 


1.  关于设计的错误认识

尽管PC建筑的设计是以现浇混凝土结构为基础的,比较多的工作也确实是在常规设计完成后展开,但PC建筑设计既不是附加环节深化性质,也不是常规设计完成后才开始的工作,更不能由拆分设计机构或制作厂家承担设计责任或自行其是。


2.  限制条件,如:

•抗震设防烈度9度地区,PC建筑没有规范支持。

•工程所在地附近没有PC工厂,工地现场又没有条件建立临时工厂。

•预制工厂到工地的道路无法通过大型构件运输车辆,或途中有限重桥、限高天桥、限高隧洞等,对能否搞装配式或装配式构件的重量与尺度形成限制。

PC工厂起重能力、固定或移动模台所能生产的最大构件尺寸等,是PC构件拆分的限制条件。

•现行行业标准规定,有些PC建筑最大适用高度比现浇混凝土结构低一些。剪力墙PC结构比现浇剪力墙结构低10~20米。

•装配式建筑不适宜形体复杂的建筑。

•立面造型复杂,或里出外进,或造型不规则,可能会导致模具成本很高、复杂造型不易脱模、连接和安装节点比较复杂。

•建筑立面有较多的外探大的悬挑构件,与主体结构连接比较麻烦,不宜搞装配式。

•模具周转次数少会大幅度增加成本。


3.  建筑风格的影响

如果是有规律的造型,预制比现浇更有优势,也有不适宜的风格,如:

•体量小的不规则建筑,如果没有复制性,又不是可以忽略造价因素的特殊建筑,不适宜搞装配式。模具周转次数太少,造价太高。

•连续无法用装配式实现。

•墙面直线型凸凹过多,又没有规律可言,预制比现浇就没有优势。直线型凸凹现场支模板相对简单,预制要制作很多模具得不偿失。


4.  结构体系的影响

欧洲、美国装配式建筑多层框架结构比较普遍,或全装配式,或湿连接节点较少,或暗柱板式构件,装配效率比较高。国内装配式结构体系以剪力墙结构为主。

剪力墙结构的优势:平板式构件为主,有利于实现自动化生产;模具成本相对较低。

装配式剪力墙结构目前存在的问题:剪力墙装配式的试验和经验相对较少;边缘构件较多的后浇筑区对装配式效率有较大的影响;建筑立面造型约束较多;结构连接的面积较大,连接点多,连接成本高;装饰装修、机电管线等受结构墙体影响较大。


5.  方案设计阶段关于装配式的设计内容

• 对限制条件进行分析

•在确定建筑风格、造型、质感时分析判断装配式的影响和实现可能性。

•在确定建筑高度时考虑装配式的影响。

•在确定形体时考虑装配式的影响。

•地方政府在土地招拍挂时设定了预制率的刚性要求,建筑师和结构设计师在方案设计时须考虑实现这些要求的做法。


6.  施工图设计阶段关于装配式的设计内容

建筑设计:与结构工程师确定预制范围,哪一层、哪个部分预制;设定建筑模数,确定模数协调原则;在进行平面布置时考虑装配式的特点与要求;在进行立面设计时考虑装配式的特点,确定立面拆分原则;依照装配式特点与优势设计表皮造型和质感;将各专业对建筑构造的要求汇总等等。

结构设计:与建筑师确定预制范围,哪一层、哪个部分预制;因装配式而附加或变化的作用与作用分析;对构件接缝处水平抗剪能力进行计算;因装配式所需要进行的结构加强或改变;因装配式所需要进行的构造设计;依据等同原则和规范确定拆分原则等等。

其他专业设计:内装、给水、排水、暖通、空调、设备、电气、通讯等专业须将与装配式有关的要求,准确定量地提供给建筑师和结构工程师。


7.  拆分设计原则与内容

拆分工作内容:确定现浇与预制范围、边界;结构构件拆分位置;确定构件连接方式;确定后浇筑区、接缝和构件尺寸;确定钢筋连接、加强与锚固构造等。

拆分原则:外墙构件考虑建筑功能和建筑艺术的要求;结构的合理性;接缝位置在应力最小部位;高层建筑套筒连接节点避开塑性铰;尽可能统一或减少构件规格;与相邻的构件拆分协调;符合制作、运输和安装环节的重量限制等等。


8.  构件制作图细目。制作清晰准确的各类图纸,有助于提高施工效率和质量。


 中国发展装配式建筑的难点 


1、粗放传统(设计、制作、施工)

•设计不细•各专业撞车•埋设习惯•后锚固方法•施工太粗•没有精装修,砸墙凿洞。

2、建筑风格的适应性

3、剪力墙的适应性

•没有经验•连接点多,难于减少连接点•后浇混凝土多•三边出筋一边套筒,自动化难于实现

4、外墙外保温

•增加成本•增加无效面积•增加重量

5、建筑层高与装饰习惯(不吊顶不架空)

•管线埋置在混凝土中•板缝无法解决•同层排水难于实现

6、比技术更重要的是意识、经验与管理


因此,以我国目前装配式建筑的发展要实现装配式优点还需­­­要更成熟的技术、经验以及完善的管理措施。


以上知识在郭学明主编的书《装配式混凝土结构建筑设计、制作与施工》中均有详细讲解,该书从混凝土装配式建筑的发展现状、技术特点入手,结合国际先进技术和国内的发展状况,系统地介绍了装配式混凝土结构的材料特点、设计原则、制作要点及施工工艺流程,是当前我国从事装配式混凝土结构设计、施工人员的案头必备工具用书。特向大家推荐此书。


另外,郭学明的建筑类畅销书《旅途上的建筑——漫步欧洲》和《旅途上的建筑——漫步美洲》轻松有趣的写活了欧美建筑,兼具思想深度和艺术品味,也非常值得一看。



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