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新西兰、日本及国内装配式建筑项目考察总结!分析预制混凝土构件在钢结构项目中的应用

发表时间: 2021-02-19 11:47:54

作者: 德州海天机电科技有限公司

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资料来源:天华建筑工业化技术中心



 钢结构体系及发展状况 


 国内目前的政策背景


2018年12月24日,住建部工作会议。2019年1月发布《关于印发住房和城乡建设部建筑市场监管司2019年工作要点的通知》:“大力发展钢结构等装配式建筑,积极化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾,加快完善装配式建筑技术和标准体系。”


住建部先后在山东、湖南、河南、四川、江西、浙江、青海等地开展钢结构装配式住宅建设试点,为期3年(2019年——2022年)。


2019年10月29日,《***发展改革委关于印发〈绿色生活创建行动总体方案〉的通知》(发改环资〔2019〕1696号):“(五)推广装配化建造方式。大力发展钢结构等装配式建筑,新建公共建筑原则上采用钢结构。” 


2020年8月28日,住建部等9部门联合印发《住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》(建标规〔2020〕8号):“(十)大力发展钢结构建筑。鼓励医院、学校等公共建筑优先采用钢结构,积极推进钢结构住宅和农房建设。完善钢结构建筑防火、防腐等性能与技术措施,加大热轧H型钢、耐候钢和耐火钢应用,推动钢结构建筑关键技术和相关产业全面发展。


 国外建筑结构体系的发展趋势——以新西兰为例


  • 由于新西兰的结构抗震设防措施较为有力,所以在2011年基督城大地震中倒塌的房屋很少


  • 大量建筑虽然没有倒塌,但严重破坏没有修复价值,导致整个基督城中央商务区(CBD)有70%的建筑必须拆除重建。基督城***的51栋建筑,虽然无一倒塌,但是37栋在震后被迫拆除


  • 基督城地震充分体现出结构抗震“韧性”(Resilience) 的重要价值,震后可恢复性成为工程界研究焦点

 新西兰地震带来建筑结构体系的巨大变化


  • 地震之前,基督城CBD和阿丁顿(Addington)地区几乎所有建筑都采用钢筋混凝土(RC)框架或剪力墙作为它们的结构体系。但从2011年开始的基督城重建过程中,水平抗侧力体系采用钢结构、RC结构和木结构的建筑数量的大致比例为10:10:1


  • 地震前随处可见的作为水平抗侧力体系的RC抗弯框架,在重建的CBD中基本上不再采用,重建的混凝土结构几乎全都是采用剪力墙结构体系


  • 虽然没有任何强制性规定要求在重建中使用更具韧性(Resilience)的结构体系,很多工程师仍会在设计建筑时使其在设计水准地震下的层间位移远小于规范中的***限值,目的是为了限制结构和非结构构件的震后损伤


  • 越来越多的人开始接受一个观念,即将防止生命损失作为抗震性能目标对于一个***的现代结构来说的确是不够的

 新西兰地震带来建筑结构体系的巨大变化


新西兰新建钢结构建筑按使用频次最多的体系依次为:防屈曲支撑(BRB)框架、传统抗弯框架(MRF)、带有梁端截面削弱(RBS犬骨式)的抗弯框架、带有可更换耗能梁段的偏心支撑框架(EBFs)、中心支撑框架(CBFS)、常规偏心支撑框架、摇摆钢框架体系等。

 新西兰结构体系的几个应用特点


  • 新西兰的装配式结构体系选型,往往是结构工程师基于抗震性能优良+现场施工高效的技术路线选择


  • 结构体系并不拘泥于单一的结构类型,钢结构和钢-砼混合结构是目前主流的结构形式,预制混凝土PC构件在钢结构项目中的应用很普遍


  • 抗震设计要求高,消能减震技术的应用很普遍,建筑设计师对支撑的接受度很高,建筑中支撑的存在能给用户带来安全感


  • 装饰围护一体化的PC外挂墙板广泛应用于各种类型的建筑中,且基本都采用点连接做法


  • 公共建筑的楼面构件类型有较多选择(组合楼板、叠合楼板、双T板、预应力空心板、免模现浇板等),楼板与竖向构件的连接是抗震设计的重要内容


 PC构件在钢结构中的应用范围


外围护墙板

砌块墙板、ALC(或AAC)条板、预制混凝土集成挂板、ECP装饰挂板、幕墙+龙骨系统、岩棉夹心彩钢板、钢丝网水泥夹芯板等


楼板

压型钢板现浇板、钢筋桁架楼承板、钢筋桁架铝模(可拆卸)现浇板、钢筋桁架竹胶板(可拆卸)现浇板、ALC配筋条板、钢筋桁架叠合板、预应力钢管桁架叠合板(PK3)、预应力空心板、预制双T板、预制带肋底板叠合板等 


内隔墙板

砌块墙板、ALC(或AAC)条板、陶粒混凝土条板、 轻钢龙骨+防火石膏板、轻质纤维水泥板灌浆墙板、铝(纸)蜂窝轻质复合墙板等


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