装配式交错桁架钢框架结构建筑讲义（83页）PPT

2019.9.2 杭州装配式交错桁架钢框架结构建筑 目 录建筑组成、特点及发展历程一一装配式单元二二连接构造三三示范工程四四1、装配式交错桁架钢框架结构建筑组成外围护系统交错桁架钢框架结构系统内装系统设备与管线系统装配式交错桁架钢框架结构建筑 一、建筑组成、特点及发展历程柱走廊混合桁架空腹桁架楼板桁架交错桁架体系桁架类型2、交错桁架钢框架结构的组成及结构特点 框架柱：布置在房屋的外围，无中柱 桁架：高度与楼层高度相同，跨度与房屋结构宽度相同；两端支承于框架柱上，沿高度方向在相邻框架柱上交错布置 楼板：一端支承在桁架的上弦，另一端支承在相邻上层桁架的下弦。柱子布置图柱子布置图 横向抗侧力结构：框架柱、横向平面桁架和楼板 纵向抗侧力结构：框架柱、支撑或钢板剪力墙u 抗侧刚度大：构件主要受轴力、水平荷载通过楼板传递至相邻桁架3、交错桁架钢框架结构的建筑特点u 空间大：可形成两倍柱距使用空间，便于建筑的灵活布置u 建筑净空大：楼板支承于桁架下翼缘、无次梁u 适用范围：具有内廊的建筑，如公寓、酒店、办公楼、医院、教学楼等u 用钢省：构件主要受轴力，可充分发挥材料效能；便于高强钢材使用u 造价低：用钢量少，自重轻，基础造价低4、交错桁架钢框架结构的经济特点0%20%40%60%80%100%120%刚性框架体系框架支撑体系交错桁架体系2016年国内首栋建筑年国内首栋建筑2012年国内首本规程年国内首本规程2003年国内首次开展结构试验年国内首次开展结构试验2000年国内发表首篇学术论文年国内发表首篇学术论文高层交错桁架结构高层交错桁架结构耗能减震耗能减震地震高烈度区应用地震高烈度区应用5、交错桁架钢框架结构建筑在国内的发展历程试验研究试验研究模型模型14层、层、5榀框架榀框架比例比例1:8高度高度5.25m桁架跨度桁架跨度1.875m纵向长度纵向长度2m试验内容试验内容静力试验静力试验时间时间2003.8地点地点长安大学长安大学试验研究试验研究模型模型14层、层、5榀框架榀框架比例比例1:8高度高度5.25m桁架跨度桁架跨度1.875m纵向长度纵向长度2m试验内容试验内容拟动力试验拟动力试验时间时间2006.6地点地点长安大学长安大学试验研究试验研究模型模型8层、层、5榀框架榀框架比例比例1:8高度高度3.0m桁架跨度桁架跨度1.875m纵向长度纵向长度2m试验内容试验内容拟静力试验拟静力试验时间时间2006.6地点地点长安大学长安大学试验研究试验研究模型模型框支交错桁架结构框支交错桁架结构15层、层、5榀框架榀框架比例比例1:10高度高度4.8m桁架跨度桁架跨度2.1m纵向长度纵向长度2.4m试验内容试验内容拟动力试验拟动力试验时间时间2013.3地点地点中南大学中南大学专家学者参观试验模型专家学者参观试验模型 企业界人士参观试验模型并研讨产业化问题企业界人士参观试验模型并研讨产业化问题2004年年6月浙江杭萧钢构股份有限公司、长安大学月浙江杭萧钢构股份有限公司、长安大学设计设计（没有采纳）（没有采纳）福州宝龙城市广场工程福州宝龙城市广场工程：地下地下2层，裙房地上层，裙房地上4层，主楼地上层，主楼地上15层层 二、装配式单元1、框架结构单元 立柱单元：立柱可采用H型钢柱、钢管柱或钢管混凝土柱 桁架单元：弦杆可采用H型钢、腹杆可采用H型钢或方钢管 纵向钢梁单元：可采用H型钢 立柱单元纵向钢梁单元桁架单元承重结构预制楼板压型钢板组合楼板钢筋桁架楼承板组合楼板预制混凝土叠合楼板预制预应力空心楼板地板加热系统一体化楼板管线敷设一体化楼板2、楼板单元 压型钢板组合楼板 钢筋桁架楼承板组合楼板 预制混凝土叠合楼板 预制预应力空心楼板l梁肋:不设支撑模板l开孔:可双向配筋l肋、孔:增加咬合力l预应力:省钢、跨度大l可代替压型钢板预制预应力带肋混凝土薄板无支撑模板周绪红等发明专利双向配筋 新型单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板依托本技术办起现代化工厂 实现构件产品化和产业化生产楼板价格只有压型钢板组合楼板的一半楼板价格只有压型钢板组合楼板的一半242526PK型板由C40、C50混凝土底板，1570级消除应力钢丝和钢管混凝土桁架组成，底板厚度35mm 40mm，标准宽度0.5m 1.0m 1.5m 2.1m，长度2.19.0m，与现浇层共同作用形成叠合板1 PKIII型板简介PK型板钢管桁架上弦杆采用钢管灌注微膨胀高强砂浆，腹杆采用HPB300级直径6mm钢筋，高度根据叠合板厚度可调整PK板（一代）采用矩形混凝土肋，肋孔为矩形，刚度较大，承载能力较大PK板（二代）采用T形混凝土肋，肋孔为椭圆形，刚度非常大，承载能力非常大PK板（三代，即PKIII型板）采用混凝土钢管桁架肋，刚度适中，承载能力适中，自重轻，宽度大，生产效率高，方便穿插管线5、PK3型板优势3、外墙单元 预制钢筋混凝土板：符合装配式混凝土结构技术规程（JGJ1）,拼装大板用材料（龙骨、基板、面板、保温材料、密封材料、连接固定材料等）、整体预制条板和复合夹芯条板应符合国家现行标准。蒸压加气混凝土外墙板：符合蒸压加气混凝土建筑应用技术规程（JGJ/T17）新型保温复合外墙轻钢结构保温复合外墙4、隔墙单元（符合保温、隔热、隔声、防水、防火和抗裂要求）龙骨类 轻质水泥基本类 轻质复合板类隔墙 轻质条板隔墙：符合建筑轻质条板隔墙技术规程（JGJT157）5、屋盖单元 考虑功能、结构和建筑三方面的要求 集承重、防水、保温、隔热、找坡等技术一体 宜设置有组织排水系统，防水应符合屋面工程技术规范（GB50345）压型钢板组合板 钢筋桁架楼承板组合板 预制混凝土叠合板 预制预应力空心板6、楼梯单元 钢楼梯或装配式混凝土楼梯 楼梯与主体结构间宜采用不传递水平作用的连接形式7、运输和堆放要求装卸与运输时应符合下列规定：（1）不容许超宽、超高、超重（2）装卸时应采取保证车体平衡的措施。（3）采取固定措施：防止构件移动、倾倒、变形（4）运输时应采取防止损坏的措施，对构件边角部或链锁接触处宜设置保护衬垫。（5）靠放架应具有足够的承载力和刚度，并应支垫稳固墙板运输叠合板运输楼梯运输阳台板运输运输单元：柱构件：2-3层；桁架：半榀或一榀 墙板：宜采用竖直立放式运输，并采用木垫块隔开 叠合板、阳台板、预制楼梯：可平放运输，并正确选择支垫位置构件运输叠合板堆放墙板堆放楼梯堆放8、吊装要求 要便于施工、利于安装、无损构件、保证安全 吊车：选型应考虑最重部品件的重量 部品部件：临时堆放场地需在吊车作业范围内；吊装时，应根据其受力特点，正确选择吊点位置 墙板、桁架：可采用吊运钢梁均衡、垂直起吊 三、连接构造1、结构单元连接构造 弦杆与立柱：宜采用铰接 腹杆与弦杆：宜采用铰接 空腹节间竖腹杆与弦杆：宜采用刚接 立柱与纵向联系梁：宜采用刚接 上弦杆与柱连接下弦杆与柱连接腹杆与上弦杆连接腹杆与下弦杆连接二层吊杆连接底层斜撑连接顶层立柱连接纵向钢梁与钢柱连接底层斜撑连接上弦杆与钢柱连接腹杆与下弦杆连接腹杆与上弦杆连接空腹节间腹杆与上弦杆连接2、楼板连接构造 楼板与主体结构应可靠连接以保证楼盖的整体性楼板与纵向钢梁连接楼板与弦杆连接局部叠合楼板与弦杆连接3、外墙连接构造 连接节点：有足够承载力，在单个节点失效时，外墙板不应掉落 有足够变形能力，与主体结构柔性连接，并宜分层悬 挂或承托 外墙板接缝材料及构造：应满足防水、防渗、抗裂和耐久等要求插入钢筋法钩头螺栓法预埋专用连接件连接ADR摇摆工法4、隔墙连接构造 轻质条板隔墙的连接构造：应符合建筑轻质条板隔墙技术规程（JGJT157）轻钢龙骨隔墙与楼板连接：采用射钉、自钻自攻螺钉或膨胀螺栓将其水平龙骨固定于楼板（螺钉间距不小于600mm，且端头距离不大于50mm）5、保温隔热 常用保温材料：聚氯乙烯、改性聚氨酯、酚醛、泡沫玻璃 A级（不然性）：岩棉、矿棉、玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、发泡水泥、聚氨酯(PU)保温板（A级）、酚醛保温板（A级）、无机保温砂浆 B1级（难燃性）：特殊处理的挤塑聚苯板（XPS）、特殊处理的聚氨酯(PU)保温板、酚醛保温板、胶粉聚苯颗粒 B2级（可燃性）：模塑聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板（XPS）、聚氨酯(PU)保温板、聚乙烯(PE)保温板陶粒混凝土保温板加气混凝土保温板浮石混凝土保温板外涂式保温墙体外贴式保温墙体夹芯保温墙体屋面保温构造墙体保温构造6、冷热桥处理 （1）外墙结构热桥部位的内表面 温度不应低于室内空气露点温度，当不满足时应改变构造设计或在热 桥部位的一侧采取保温措施 （2）采暖地区的轻型复合墙体 宜采用双重保温措施，主保温层主要用于降低墙体的传热系数，夹芯保温层主要用于隔断结构件和连接件与外层的联系，防止形成热桥 （3）复合外墙当采用金属连接件连接内外层时，宜设计为间接连接的柔性构造，在适应由温度、受力引起的变形差的同时，减小连接件的热桥影响 （4）将夹芯保温层两侧的钢筋混凝土板构造上分离，有利于消除热桥 四、示范工程浙江绍兴工业园的“精工钢构集成建筑产业园”内，距主城区18公里宿舍鸟瞰建筑面积建筑面积建筑高度建筑高度结构系统结构系统外墙系统外墙系统内墙系统内墙系统屋面系统屋面系统卫浴系统卫浴系统楼梯系统楼梯系统预制率预制率4368m4368m2 2建筑功能建筑功能公寓公寓16.516.5米米层层 数数公寓公寓5 5层层交错桁架技术交错桁架技术+全预制局部叠合板技术全预制局部叠合板技术全预制全预制PCPC外墙技术（夹芯板）外墙技术（夹芯板）ALCALC内隔墙技术内隔墙技术钢筋桁架叠合楼板技术钢筋桁架叠合楼板技术集成卫浴技术集成卫浴技术全预制钢楼梯技术全预制钢楼梯技术81%81%装配率装配率96%96%工程概况工程概况总建筑面积：13428.8m2建筑占地面积：2643.3m2建筑层数：5层建筑高度：16.5m宿舍数：386间容纳人数：770机动车停车位：39非机动车停车位：160效果图完 成 状 态超大空间体验展示底层架空，展现交错桁架可形成整层超大空间的优势。释放空间，形成公共活动及展示区域结构及楼面构造体系体验展示 利用顶部退台，将桁架裸露；屋顶平台局部楼板不做面层，直观展示楼面结构 展示墙板与结构主体楼板之间的关系室外钢构件展示露台花园楼板展示 钢构件加工 构件制作与运输 一体化外墙板构件运输构件现场堆放全预制局部叠合楼板钢筋桁架叠合楼板（屋面）场地准备与构件堆放 建造过程第 1 天：钢柱安装 第 2 天：连系梁安装 第 3 天：第一段钢构（支撑、梁、柱）完工第一段钢构（支撑、梁、柱）完工 第 4 天：第二段钢构安装钢桁架安装 第 5 天：第二段钢构完工第二段钢构完工全预制局部叠合楼板钢筋桁架楼承板 第 6 8天：PC楼板同步安装楼板同步安装 第 9 天：主体结构完工完工 第 8 天：第一阶段PC楼板完工楼板完工 第1018天：PC外挂墙板同步安装 第 18 天：PC墙板完工墙板完工u 工期节约70%u 无脚手架、无模板施工u 湿作业减少90%u 全螺栓装配式施工u 绿色建造施工 第 21 天：主体建筑完工完工 内 墙 安 装 第 21 天后：内墙安装与内部装饰 内部装修 内阳台整体浴室 一楼大厅l本项目共2栋宿舍楼，总建筑面积约3万平米l建筑分类及耐火等级:5#:多层建筑,耐火等级为二级 6#:二类高层,耐火等级为二级l建筑防水等级:级l结构安全等级：二级l结构安全使用年限：50年l结构抗震等级：三级l结构抗震设防烈度：6度效果图致谢：精工钢构；钱卫军、徐国军、蒋路、刘中华