钢混结构产业化实践课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,广东省建筑设计,研究院,罗赤宇,钢,-,混凝土组合结构,建筑产业化的实践与思考,201,6,年,3,月,23,日,目录,/,CONTENTS,行业概况,结构体系研究,工程实践,问题与思考,1,2,3,4,建筑工业化的概况,建筑工业化的概况,建筑工业化的概念,住宅产业化的发展现状,产业结构的调整动向,1,住宅产业化的发展现状,产业结构的调整动向,建筑工业化的概念,建筑工业化的概念,建筑工业化,，指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的,生产方式来,代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式,。主要,标志是建筑设计标准化、构配件生产施工化，施工机械化和组织管理科学化。,建筑,产业化，指,整个建筑产业链的产业化，,把建筑工业化向前,端的产品开发、下游的建筑材料、建筑能源,甚至建筑产品的,销售延伸，是整个建筑行业在产业链条内资源的更优化配置,。,产业化施工现场,传统施工现场,住宅产业化的发展现状,产业结构的调整动向,建筑工业化的概念,建筑工业化的概念,建筑工业化更强调技术的主导作用，建筑产业化则增加了技术与经济和市场的结合。建筑工业化首先应从设计开始，从结构入手，建立新型结构体系，包括钢结构体系、预制装配式混凝土结构体系，要让大部分的建筑构件，包括成品、半成品，实行工厂化作业。,建筑产业化的核心是建筑工业化，建筑工业化的核心是结构体系工业化。,标准化设计,工厂化生产,装配化施工,一体化装修,智能化管理,产业化思维,专业化协同,建筑工业化的概念,国外住宅产业化,产业结构的调整动向,住宅产业化的发展现状,住宅,产业化的,发展现状,国内外,发展现状,中国,香港,高层,为主；,钢筋混凝土结构；,剪力,墙结构为主。,美国,中低层建设为主；,钢结构、木结构；,结构体系多样。,日本,中,高层建设为主；,混合结构、钢结构；,框架,、剪力墙结构为主。,建筑工业化的概念,国外住宅产业化,产业结构的调整动向,住宅产业化的发展现状,住宅,产业化的,发展现状,我国住宅产业化近期发展目标：到,2015,年，在全国培育,20,个左右试点城市，东部地区发展,10,个左右，中西部各发展,5,个。,目前以装配式钢筋混凝土（,PC,）结构为主。,2007,年，上海新里程是万科工业化生产资源的第一个市场化项目，为框架,剪力墙结构体系。目前，万科装配率最高建筑达,60%75%,。,建筑工业化的概念,住宅产业化的发展现状,国内住宅产业化,产业结构的调整动向,在,2016,年政府工作报告中，李克强总理提出，积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑工程标准和质量。,钢结构是一种绿色建造技术，具有节省人力资源、提高生产效率、确保品质功能的优势。在建设领域广泛应用钢结构，会有效推动绿色建筑可持续发展、促进产业结构调整、化解钢铁产能过剩。而钢结构未来的回收再,利用，节能、环保，符合国民经济可持续发展的要求,。,产业结构的调整动向,结构体系研究,结构体系研究,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,2,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,装配式住宅的结构构件,承重结构,装配式住宅构件组成,非承重结构,（钢-）砼剪力,墙,柱构件,梁构件,板构件,外墙构件,内墙构件,楼梯构件,阳台构件,（钢-）混凝土,剪力,墙构件,板构件,楼梯构件,外墙构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,装配式住宅的结构构件,三维模型拆分示意,典型的装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,国外住宅产业化,SP,组合装配式结构体系,典型的装配式结构体系,三种典型装配式住宅体系：,PC,装配式预制体系,（混凝土,预制构件,）,以万科/中建/上海建总等为代表,整体装配式体系,（全钢结构）,以远大可建为,代表，包括模块化建筑,组合,装配式预制体系（钢-混组合装配式结构体系）,广东省院,SP,结构及杭萧钢构钢管束剪力墙结构等为代表,典型的装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,国外住宅产业化,SP,组合装配式结构体系,典型的装配式结构体系,PC,预制体系,1,）以,PC,构件（混凝土预制件）作为装配构件的建筑体系。,2,）目前多用于外墙、楼板、阳台、飘窗、楼梯间等非承重构件，,承重结构（梁、柱、剪力墙）大多还是采用传统的现浇混凝土为主,。,目前应用,最多，但是发展也遇到瓶颈,（构造及造价,）。,万科预制构件使用率与香港对比,香港（,2006,）,万科（,2013,）,预制构件类型,应用比例,预制构件类型,应用比例,预制外墙,43.0%,预制内墙,38.8%,预制楼梯,19.0%,内外墙免抹灰,29.1%,半预制楼盘,7.0%,预制混凝土外墙,8.3%,数据来源：万科建筑研究中心，公司财务报表，国泰君安证券研究,典型的装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,国外住宅产业化,SP,组合装配式结构体系,典型的装配式结构体系,整体装配式体系,1,）承重结构和非承重构件均采用装配构件，均为钢结构。,2,）由钢柱、集成式组合楼板、节点加强型斜撑构成。,3,）现场通过法兰和高强螺旋将各部分连接拼装，集成度高、装配率高、速度快，,但是,用钢,量偏大,，,造价较高,。,典型的装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,国外住宅产业化,SP,组合装配式结构体系,典型的装配式结构体系,SP,体系（钢,-,混凝土组合结构体系）,SP,体系,（钢,-,混凝土组合结构体系）,以承重结构,（梁、柱、剪力墙）采用的装配式为基础,，并可向非承重构件延伸的灵活的装配式体系。,可以根据当地的施工技术、产业配套、投资金额等情况，选择不同装配率的方案。,钢柱,型钢梁,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,体系的基本装配构件,由钢板剪力,墙、,U,型梁、方钢管混凝土柱等装配构件组成的承重结构。,SP,体系的不同组合形态,SP,承重结构,+,传统施工工艺（现浇式）。装配率可达,35%,以上，,适合传统施工单位，对建筑构造、机电设备的影响最小。,SP,承重结构,+,叠合楼板等。装配率可达,55%,以上。,SP,承重结构,+,预制外墙构件、预制阳台、空调板等。装配率可达,60%,以上。,SP,承重结构,+,预制外墙构件,+,叠合楼板,+,预制楼梯,+,预制内墙等装配率可达,90%,以上。,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,结构,受力体系,U,型梁,缀条,钢管柱,U,型梁与钢管柱连接平面图,U,型梁剖面,钢板剪力墙,平面图,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,承重结构,-,钢板剪力墙构件施工流程,钢板墙现场吊装,钢板墙现场安装完成,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,承重结构,柱构件施工流程,柱摆放,柱现场吊装,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,承重结构,梁构件施工流程,U,型梁现场吊装,U,型梁安装完成,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,非承重结构,板构件施工流程,钢筋桁架板现场摆放,楼板安装完成,钢筋桁架板安装,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,非承重结构,外墙构件,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,非承重结构,外墙构件安装方法视频,1,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,非承重结构,内墙构件,内墙安装完成,内墙现场摆放,SP,组合装配式结构体系,装配式住宅的结构构件,典型的装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,SP,组合装配式结构体系,非承重结构,楼梯构件,工程实践,集宁宜和国际小区,工程概况,总体规划,实施进度计划,3,技术方案,结构体系研究,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,工程概况,集宁宜和国际小区,宜和国际项目位于乌兰察布集宁区桥西建国三路以东，新华街以南。项目地块总面积,89738m2,，打造乌兰察布市具有,“,绿色、宜居、创新,”,特色的现代化居住社区，,2015,年被评为,国家康居住宅示范工程,。项目分为南区和北区，南区容积率为,3.8,，绿化率为,25%,，北区容积率为,4.9,，绿化率为,25%,。,宜和国际小区效果图,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,工程概况,集宁宜和国际小区,规划图,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,工程概况,集宁宜和国际小区,3#,楼立面图,3#,楼施工,现场,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,工程概况,集宁宜和国际小区,3#,楼,平面,图,工程概况,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,总体规划,集宁宜和国际小区,控制性规划要点及主要技术经济指标,地块,北区地块,南区地块,规划用地面积,43178,m,2,46560m,2,地上总建筑面积,199132m,2,169247m,2,地下停车场面积,33765m,2,35254m,2,住宅面积,153685m,2,143534m,2,商业面积,41006m,2,20402m,2,建筑密度,35%,29.7%,容积率,4.6,3.6,绿化率,25%,25%,工程概况,总体规划,技术方案,结构体系,研究,实施进度计划,集宁宜和国际小区,实施进度计划,起始时间,终止时间,内容安排,2010,年,1,月,2010,年,3,月,立项、用地规划,2010,年,8,月,2013,年,1,月,拆迁、工程规划,2013,年,1,月,2013,年,8,月,一期工程设计,2013,年,8,月,2015,年,8,月,一期工程主体,2015,年,9,月,2015,年,4,月,一期工程精装修,2015,年,5,月,2016,年,5,月,二期工程主体,2016,年,6,月,2017,年,3,月,二期工程精装修,1,期工程（产业化实施初期）从设计至装修完成历时,2,年,9,个月；,2,期工程（产业化成熟期）从设计至装修完成历时,1,年,8,个月，比一期工程工期缩短了约,40%,。,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,技术方案,集宁宜和国际小区,住宅结构体系,承重结构体系,地下室为钢筋混凝土结构，地面以上为钢框架,-,剪力墙结构体系。,钢柱混凝土标号,C40,，钢梁混凝土标号,C30,，型钢采用,Q345,。,钢柱的主要截面尺寸为,500*500,400*400,，钢梁的主要截面尺寸为,250*400,200*400,。,建筑选材考虑材料的可再循环利用性能，采用可循环利用的钢材，可循环材料,使用比重,100%,。,钢管柱截面,U,型梁截面,钢板剪力墙,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,技术方案,集宁宜和国际小区,1,钢,-,混凝土组合结构,自重轻、柱梁截面小,整体性强、抗震性好,构件承载力高,施工,便捷、施工速度快,同层大空间，灵活度强、舒适度好,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,技术方案,集宁宜和国际小区,2,围护结构体系,维护结构体系成套技术包括墙体、屋面、节能,、保温,隔热等技术。,外墙板采用轻型木丝水泥整体外墙，执行,德国,DIN4102,标准的无机建筑新型材料，窗户墙体,一体化,吊装成型，隔热防火保温终饰效果出众。,屋面采用现浇混凝土屋面，其特征：柔性、,隔热,、抗老化满足现行国家标准,民用建筑热工设计规范,（,GB50176,）。采用聚苯保温板屋面保温,。,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,技术方案,集宁宜和国际小区,木丝水泥预制外围护系统,木丝,水泥板的原材料为可再生资源其它配料均为无机材料，引进世界先进设备、先进技术和工厂管理经验制作而成的无甲醛（可达环保,E0,级）及无任何有毒、有害物质排放完全符合绿色环保的要求,。,特点：快捷、强固、防火、抗腐、防潮、隔音、环保、节能、施工垃圾少、施工占用场地少。,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,技术方案,集宁宜和国际小区,3,隔断结构体系（预制内隔墙板）,采用,120-150mm,厚的聚苯颗粒水泥夹芯复合轻质条板，其特征：隔音保暖、环保及宜施工。执行标准,严寒及寒冷地区建筑节能设计标准,(JGJ26-2010,），,建筑轻质条板隔墙技术规程,（,JGJ/T157-2008,）。,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,结构体系,研究,集宁宜和国际小区,结构受力体系,地面以上：钢框架,-,剪力墙结构体系，方钢管柱内灌混凝土；地面以下：采用钢筋混凝土框架,-,剪力墙结构；结构高度,55.1m,，平面长度约,39m,，,宽度约,14m.,方钢管,砼柱截面,U,型,梁截面,500X500X20,250X400X5X5,500X500X16,250X400X8X8,400X400X12,200X400X5X5,300X300X10,150X400X8X8,250,厚的钢板剪力墙，其中钢板壁厚,5mm,。,构件截面尺寸,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,结构体系,研究,集宁宜和国际小区,结构可靠性分析,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,结构体系,研究,集宁宜和国际小区,结构可靠性分析,剪力墙柱满足中震抗弯不屈服要求，部分框架梁和连梁出现屈服，满足性能要求。,标准层配筋图,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,结构体系,研究,集宁宜和国际小区,结构可靠性分析,大震作用下的最大层间位移角为,1/133,，满足规范限值,1/100,要求，满足“大震不倒”的设防要求。,推覆方向,0度,90度,顶点位移（mm）,332,221,最大层间位移角,1/133,1/212,基底剪力（kN）,13093,12878,静力弹塑性简要结果,部分剪力墙出现出现裂缝，钢板未出现屈服；框架柱未出现屈服；个别框架梁和大部分连梁,出现屈服。,工程概况,总体规划,实施进度,计划,技术方案,结构体系,研究,结构体系,研究,集宁宜和国际小区,3. BIM,模型施工过程,问题与思考,问题与思考,成本控制与政策优惠,钢结构的推广问题,农村住宅的建设问题,4,钢结构的,推广问题,农村住宅的建设问题,成本控制与政策优惠,成本控制与政策优惠,不利,因素：,现行条件下建造成本高,数据来源,：沈阳建筑大学，国泰君安证券研究,工程名称,装配整体式造价（元,/m,2,）,现浇式造价,（元,/m,2,）,成本增加率,土建工程,现浇钢筋混凝土（含模板工程）,299.35,757.67,-,PC,构件及安装,1435.02,0,-,其他土建项目,394.35,604.45,-,小结,2128.72,1362.13,56.3%,装饰工程,149.05,156.33,-4.7%,电气工程,81.77,73.03,12.0%,采暖工程,14.83,14.3,3.7%,给排水工程,30.6,46.32,-33.9%,工程造价合计,2418.71,1679.89,44.0%,钢结构的,推广问题,农村住宅的建设问题,成本控制与政策优惠,成本控制与政策优惠,不利,因素：,现行条件下建造成本高,SP,体系不同组合的造价对比（住宅标准层）,项目名称,装配构件,装配率,传统现浇式,SP,装配式,集宁宜和小区,SP,承重结构,+,预制外墙,+,预支内墙,+,预制楼板,70%,1783,元,/,2869,元,/,棠下新墟小区,SP,承重结构,+,传统施工工艺,35%,1882,元,/,2159,元,/,上述对比仅限与直接建造成本，如果考虑到装配式对人工、工期、资金流转等间接成本的贡献，装配式的综合成本未必会比传统建造方式高，且具有较高的社会价值。,钢结构的,推广问题,农村住宅的建设问题,成本控制与政策优惠,成本控制与政策优惠,数据来源：国泰君安证券研究,有利,因素：,政府容积率奖励和绿色星级建筑,补贴,给予住宅产业化开发商,3%,建筑面积奖励政策将弥补工厂化生产,14%-51%,的增量成本。,容积率奖励政策能够覆盖增量成本比例,容积率奖励力度,0%,1%,2%,3%,4%,商品房销售均价扣除建安成本后,3000,0.0%,4.7%,9.4%,14.1%,18.8%,5000,0.0%,7.8%,15.6%,23.4%,31.3%,7000,0.0%,10.9%,21.9%,32.8%,43.8%,9000,0.0%,14.1%,28.1%,42.2%,56.3%,11000,0.0%,17.2%,34.4%,51.6%,68.8%,容积率奖励政策覆盖增量成本的敏感性分析,政府奖励和优惠是短期的，控制成本才是长期应用的关键。,钢结构的推广问题,成本控制与政策优惠,国外住宅产业化,农村住宅的建设问题,钢结构的,推广问题,结构,钢结构,预制,PC,结构,钢-混组合装配式结构,前景,规范比较成熟，目前受制于成本和居住习惯而影响推广。,发展较快，陆续颁布,国内,预制混凝土,结构住宅的,图集、,规范,，结构关键节点尚需更多的研究。,住宅应用处于起步阶段，相关规范不成熟，组合构件及非承重构件构造问题尚需更多的研究。,优点,a.,本身具有预制拼装的特点，施工速度快，工业化程度高；,b.,结构强度高，自重轻，抗震性能好。,a.,具有和钢筋砼结构一样的耐久性，刚度大，耐火等优点；,b.,预制工法减少现浇结构的现场湿作业，提高效率。,a.,抗震性能好，耐久性较好，刚度较强，,自重,较轻，,工业化程度高,等优点；,b.,非承重构件,可根据装配率要求,灵活,选择预制构件。,缺点,a.,防火和防腐问题；,b.,钢材消耗量较大。,c.,围护结构防水问题。,a.,从设计到施工均需研究独特的技术；,b.,自重较大，安装要求较高。,a.,从设计到施工均需研究独特的技术；,c.,不同材料的组合作用的发挥效果。,钢结构的推广问题,成本控制与政策优惠,国外住宅产业化,农村住宅的建设问题,钢结构的,推广问题,钢结构住宅占住宅总量比例最高的是日本，约,23%,，,“十二五”期间，我国钢结构用钢量占钢产量的比例仅为,5%6%,，在住宅建筑中钢结构所占比例还不到,1%,，远远低于发达国家的平均水平。,钢结构的推广问题,成本控制与政策优惠,国外住宅产业化,农村住宅的建设问题,钢结构的,推广问题,目前存在对钢结构应用的鼓励支持政策力度不够，缺乏熟练的钢结构设计专业技术人才，技术与产品的配套不足等问题。,周绪红院士提出国家要加强顶层设计，成立钢结构发展联席协调机构，统筹钢铁、建筑、房地产、装备制造、建材行业发展，将发展钢结构作为节能环保战略新兴产业的一项重要任务予以政策支持。,大胆尝试，设计先行。,广东新兴筠城广场,农村住宅的建设问题,成本控制与政策优惠,钢结构的,推广问题,SP,组合装配式结构体系,农村住宅的建设问题,促进钢结构住宅在小城镇、新农村建设与中高地震烈度或建材资源贫乏地区推广使用。,农村住宅的建设问题,成本控制与政策优惠,钢结构的,推广问题,SP,组合装配式结构体系,农村住宅的建设问题,新农村钢结构住宅：,1.,轻钢框架,-,砌体填充体系,2.,型钢框架,-,轻型装配式墙体,3.,轻钢钢骨体系（薄板钢骨体系）,4.,分层装配式轻钢体系,5.,砌体结构,-,型钢内框架体系,6.,轻钢,-,板结构（仅限单层）,7.,上述各体系的混合体系,型钢框架,-,轻型装配式墙体结构,冷弯薄壁型钢框架体系,谢谢观看,