预制装配式混凝土(PC)建筑技术交流---天华V7

2015-01PC建筑技术交流李伟兴预制装配式混凝土（PC）建筑应用现状及技术要点李伟兴副总工程师博士，教授级高工国家一级注册结构工程师国家一级注册建造师上海市建筑工业化专家委员会专家委员上海市建交委总体设计文件评审专家上海市建筑玻璃幕墙结构安全性评审专家E-mail：[e-mail]目录一.建筑工业化的背景及意义二.目前发展瓶颈及成本分析三.建筑工业化的核心和技术四.相关技术标准及设计要点五.常见施工质量问题及控制六.我司PC项目设计经验简介41.1建筑业的现状以现场建造为主，问题：现场建造效率低下资源浪费、能耗大建筑品质难以保证粉尘、泥浆、噪音、建筑垃圾等对环境影响大51.2劳动力成本快速增长的挑战①减少现场作业需要人工②提高效率、节能环保③规范作业，确保质量和安全劳动力成本不断攀升劳动力人口老龄化劳动力短缺、招工难人口红利消失建筑业、制造业等传统劳动密集型产业面临挑战产业升级装配式工业化建造如何应对？1.3工业化建造方式与传统方式对比同期开工的两栋楼，结构相同、面积相近，左面采用传统建筑方式施工刚刚接近封顶，右边采用装配式建造方式施工已交工可以入住。装配式建筑工地整洁，外立面无脚手架及防护网，建筑垃圾大幅度减少。1.4实际工程案例施工效率对比1.5各省市的建筑产业化政策2011年，沈阳市创建国家现代建筑产业化示范城市在三环范围内以及沈阳经济技术开发区、浑南新城、沈抚新城等有条件的区域，建筑面积在5万平方米以上的新开发房地产项目，单体工程采用装配式建筑技术建设的装配率必须达到20%以上。利用公积金贷款买房，如选购的是装配式建筑，首付仅需20%；购买全装修商品住宅，公积金贷款首付比例为30%。全市的保障性安居工程、公共建筑等符合装配式建筑技术应用条件的项目，在立项和招投标方案审批时，明确采用装配式建筑技术建设。新开发房地产项目，都将采用全装修方式建设。今年，全市商品住宅全装修的比例将达到30%，全年完成全装修商品住宅1000万平方米。采用全装修的商品住宅开发项目优先参与各类工程建筑领域的评选、评优以及申报国家绿色建筑等。1.5各省市的建筑产业化政策2013年上海发布“关于本市进一步推进装配式建筑发展的若干意见”鼓励采用装配整体式混凝土结构体系，其住宅单体和公共建筑单体的预制装配率(墙体、梁柱、楼板、楼梯、阳台等住宅结构中预制构件所占的比重)应不低于30％，2016年起不低于40％，建筑外墙宜采用预制夹芯保温墙体。各区（县）政府应落实建筑面积的装配式住宅，2014年应不少于25%，2015年应不少于50%，2016年外环以内民用建筑原则上全部采用。政府和国有企业投资的项目应采用装配式建筑。5万m2以上保障房、10万m2以上商品房、3万m2以上商办项目等应采用装配式建筑技术。预制夹芯保温外墙的预制夹心保温墙体面积可不计入容积率，但不超过总建筑面积的3％。符合条件的住宅项目可申请节能专项资金补贴。1.5各省市的建筑产业化政策浙江省的相关政策到2015年，全省PC建筑开工面积达到1000万平方米。保障房PC率达到30％。政府投资项目必须确保一定面积比例采用产业化方式建造。采用节能专项资金支持产业化示范项目。对于产业化方式建造的商品房项目给予面积奖励。北京：自有土地建设保障房和投资中心建设的保障房必须采用预制装配式建筑。对于产业化方式建造的商品房项目给予面积奖励。济南：工程招投标时，有装配式建筑施工经验的投标单位同等条件下优先中标。优先返还或免收墙改基金及散装水泥基金。河北、安徽、山东、江苏、深圳、合肥等省市均已出台扶持政策1.6区位发展现状分析以北京为中心的京津冀和以上海、江苏为中心的长三角地区，已成为我国建筑产业现代化的两大引擎，由于具备良好产业基础、技术研发及人才集聚优势、以及较成熟的市场分工协作，未来将成为我国建筑产业化发展的重点核心区。以深圳、广州为中心的珠江三角洲和以沈阳、大连、长春为中心的东北工业基地是我国建筑产业现代化的第二梯队，产业基础好、市场需求大，未来发展潜力很大。合肥、济南、青岛、成都、武汉等部分中心城市将成为我国建筑产业现代化的第三梯队，初步具备建筑产业现代化发展的基础条件。目录一.建筑工业化的背景及意义二.目前发展瓶颈及成本分析三.建筑工业化的核心和技术四.相关技术标准及设计要点五.常见施工质量问题及控制六.我司PC项目设计经验简介2.1目前国内的发展瓶颈先期成本提高的瓶颈初期建造成本提高，根本原因是企业还没有完全掌握技术，没有专业队伍和熟练工人，没有建立现代化企业管理模式，企业做好了这些准备，成本自然会降下来。行业管理体制的瓶颈工业化生产方式与现行的管理体制机制不相适应是发展的现实，设计、生产、施工、监理等环节都发生移位，主体责任范围都将发生变化。建筑企业管理运行机制的瓶颈传统的企业运行管理模式根深蒂固，各自为战、以包代管、层层分包的管理模式严重束缚了产业化的发展，必须要打破。生产活动过程中利益链的瓶颈传统的生产方式早已形成了固有的利益链，要在工程总承包（EPC）管理模式下，形成新的利益分配机制。2.2装配式PC建筑的成本增加因素预制构件及部品的生产商太少，生产能力也还不够总承包企业往往不同时具备生产和装配的能力有成熟经验和技术能力的施工单位寥寥无几有PC建筑全过程（含深化）设计经验的设计单位很少配套连接件、临时支撑、钢筋套筒及灌浆料等供应商不足运输设备、吊装设备等专用配套设施的生产商不多具备质量检测和产品检验能力的机构还没有在全国建立上下游供应商资源不足，未形成市场化竞争2.2装配式PC建筑的成本增加因素设计单位大多不熟悉模数化、标准化、工业化的设计方法设计尚不适应主体结构、装修和设备管线的装配化集成技术设计模数化、标准化与建筑立面多样化和美观要求往往是冲突的主体设计单位对PC的制作、运输、安装等产业链了解程度低PC方案策划及构件深化未前置，导致后期构件拆分及节点设计困难建设方习惯了传统设计管理流程，“边决策、边设计、边修改”，使得PC深化和制作工作难以展开设计后期变更在模数化、标准化、一体化的设计中未严格控制设计标准化程度不高，未体现出规模化效应2.2装配式PC建筑的成本增加因素钢筋及混凝土用量增加：1）构件拆分后拼接部位连接钢筋和加强钢筋增加2）夹芯保温外页墙增加了钢筋及混凝土用量3）叠合板、叠合墙、预制梁、预制柱等尺寸大于现浇4）叠合楼板、叠合剪力墙的桁架筋增加用钢量钢筋连接及夹芯墙板的内、外页墙之间的连接件费用较高临时支撑、运输、吊装、就位等增加了施工安装费用定型钢模板以及各种预埋件、吊环等增加了制作成本预制构件或部品作为建筑产品，需要交纳17％的增值税预制装配式技术本身导致成本的增加2.2装配式建筑的成本增加因素临时可调斜撑及支架PCF及墙板连接件灌浆套筒连接定型钢台模叠合剪板或楼板构件运输及吊装2.3装配式PC建筑的成本分析随着产业化住宅量逐年提高，其建安成本将逐年下降。预计未来2～3年可实现与传统住宅建造成本持平。数据来源：第四届中国预制混凝土技术论坛2.3装配式PC建筑的成本数据上海万科数据：20％～30％左右装配率的PCF住宅，每平方米造价增加300～450元左右。上海城建数据：框剪结构装配率达到50％～70％时，每平方米成本增加700～1000元左右。上海建工康桥6号地块项目，预制夹芯保温外墙，预制率15％左右，每平方米成本增加500元左右。台湾润泰的预制住宅（框架结构），成本较传统现浇结构增加10％～15％左右。北京市工业化增量成本参考值：1、建筑高度60m以下409元/m2（包括预制外墙）；2、建筑高度60m以上436元/m2（包括预制外墙）；3、建筑高度60m以上115元/m2（不包括预制外墙）。PC建造成本增加参考数据如下：目录一.建筑工业化的背景及意义二.目前发展瓶颈及成本分析三.建筑工业化的核心和技术四.相关技术标准及设计要点五.常见施工质量问题及控制六.我司PC项目设计经验简介3.1新型建筑工业化的特征新型建筑工业化的主要特征是生产方式的工业化，主要体现在:建筑设计标准化——以标准单元为基础部品生产工厂化——以工厂制作为条件现场施工装配化——以建造工法为核心结构装修一体化——以建筑设计为前提建造过程信息化——以信息技术为手段3.1新型建筑工业化实例---杜塞尔多夫厂房3.1新型建筑工业化实例---杜塞尔多夫厂房PC构件安装现场3.1新型建筑工业化实例---杜塞尔多夫厂房工业化房屋建造产业链细节3.2新型建筑工业化的核心和技术核心：工业化生产方式通过技术创新，建立一整套成熟适用的技术体系通过企业现代化管理，完善产业链、整合优化资源工业化生产方式建立技术体系完善产业链3.2.1装配式PC建筑的技术关键结构类型：装配式PCF或剪力墙结构——住宅建筑装配式框架、框剪结构——公共建筑关键技术：构件拆分设计构件连接技术节点构造处理3.3目前常见的装配式建筑体系“外挂内浇”PCF剪力墙体系双面叠合板式剪力墙体系全装配整体式剪力墙体系装配式框架-现浇剪力墙体系全装配整体式框架体系3.3.1“外挂内浇”PCF剪力墙体系3.3.2双面叠合板式剪力墙体系3.3.3全装配整体式剪力墙体系3.3.4装配式框架-现浇剪力墙体系3.3.5全装配整体式框架体系3.3.6常见的拆分预制构件夹芯保温剪力墙内部剪力墙整体预制厨卫间框架梁柱及外挂墙板预制梯板预制阳台3.3.7钢筋灌浆套筒连接方式3.3.8钢筋约束浆锚搭接方式目录一.建筑工业化的背景及意义二.目前发展瓶颈及成本分析三.建筑工业化的核心和技术四.相关技术标准及设计要点五.常见施工质量问题及控制六.我司PC项目设计经验简介4.1相关行业和地方技术标准已制定或正在制订中的技术标准：《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204报批稿）《装配式住宅建筑设计规程》（已完成征求意见稿）《钢筋连接用灌浆套筒》（JG/T398-2012）《钢筋套筒连接用灌浆料》（JG/T408-2013）《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》（已完成征求意见稿）《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）4.1相关行业和地方技术标准4.1相关行业和地方技术标准已制定或正在制订中的技术标准：《工业化建筑评价标准》（2014年完成报批稿）《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》（JGJ224-2010）《预制混凝土构件质量检验标准》JGJXX（即将立项编制）地方标准：安徽、黑龙江、江苏、辽宁、北京、上海、深圳等4.1相关行业和地方技术标准已制定完成的相关地方标准：4.2装配式建筑的设计特点设计过程同步化、一体化与传统建筑设计相比，更加重视专业间的协作强调建筑结构、室内装修和二次部品的同步设计尚需关注下游环节的构件生产、运输、施工等条件需模拟建造过程，对可能发生的问题采取应对方案设计合理性受构件生产和施工的制约设计需要对构件生产工艺、施工技术和设备条件有充分的了解设计图纸的完成度提升、可控度提高设计完成前，所有部品和构件已完成深化设计设计已完成对各种样品、详细报价的对比分析设计对项目成本的影响更直接、更重大直接影响模具周转率、加工难度，以及运输效率和吊装设备等4.3装配式建筑施工关键问题预制构件厂的选择应考虑运输距离对成本的影响确定合理的运输路径和运输时段构件吊装设备的选择应考虑塔吊的最大吊重能力以及吊臂覆盖范围构件的现场堆放构件堆放应与吊装顺序匹配，以提高吊装效率构件应堆放于塔吊或汽车吊的工作范围内不同的构件或部品应采用不同的堆放支架现场临时道路应满足平板车运输和堆放荷载要求施工现场大门应能满足12m长平板车的转弯要求……目录一.建筑工业化的背景及意义二.目前发展瓶颈及成本分析三.建筑工业化的核心和技