建筑产业现代化发展与装配式建筑质量控制(2017武进)

建筑产业现代化发展与装配式混凝土建筑质量控制东南大学土木工程学院郭正兴2017年8月目录1建筑产业现代化发展1.1日本的装配式建筑发展1.2日本的装配式混凝土结构质量控制1.3国内及江苏的装配式建筑发展目录2装配整体式混凝土结构施工与质量控制2.1预制构件的工厂制作及质量控制2.2装配式剪力墙结构的施工及质量控制2.3装配式框架结构的施工及质量控制1装配式建筑概述装配式建筑prefabricatedbuilding装配式建筑是指用预制部品部件在工地装配而成的建筑。上一世纪50年代创导：建筑工业化用大工业生产方式，部分或全部代替传统建筑业中分散、低效率手工作业方式80年代创导：建筑产业化若干工业化的生产集成形成的整合设计、生产、施工、运维等全产业链的生产模式2013年创导：建筑产业现代化涵盖了建筑工业化、住宅产业化的内涵与外延现在创导：装配式建筑装配式建筑外围护内装其他围护结构屋面系统轻型外挂式围护系统幕墙系统轻型内嵌式围护系统整体部品设备设施管线集成内墙地面吊顶主体其他结构木或竹结构钢与混凝土混合结构预制钢筋混凝土结构PC钢结构东南大学土木工程施工研究所日本低层装配式木结构住宅1.1日本的装配式建筑发展在20世纪80年代，一般中等收入的人在35岁左右才能购买木结构的小别墅，一般费用为2000~3000万日元基础及主体结构的抗震性能可靠性（一条工务店技术研发）木结构房屋充分利用了蒙皮效应，墙体面板与木龙骨共同作用承载。楼面结构采用厚胶合木板，增加楼面结构的刚度。1:1振动台试验及三层实体加载及抗侧移试验外墙板注意防结露及高耐久性防腐剂及防虫剂压注渗透木材，提供性能。东南大学土木工程施工研究所日本低层装配式钢结构住宅1988年日本旭化建住宅的钢结构住宅（轻钢+ALC板）现在增加了耗能剪刀撑，钢柱的高效螺栓连接东南大学土木工程施工研究所日本低层装配式混凝土结构住宅装配式混凝土建筑要求的基本性能：（1）自重、活载、风、雪及地震等组合荷载作用下结构的安全性；（2）施工安装中荷载作用下的结构安全性；（3）建筑完成后的使用性；（4）耐久性；（5）抗火性（6）预制构件间连接部位的抗渗漏性；（7）预制构件及安装成结构的精度。东南大学土木工程施工研究所壁式プレキャスト鉄筋コンクリート工法（W-PC工法）东南大学土木工程施工研究所WallPrecastConcrete工法（W-PC法）（壁式プレキャストコンクリート工法）───中低層住宅工法───东南大学土木工程施工研究所ラーメンプレキャスト鉄筋コンクリート工法（R-PC工法）东南大学土木工程施工研究所壁式ラーメンプレキャスト鉄筋コンクリート工法（WR-PC工法）东南大学土木工程施工研究所WallRahmenPrecastConcrete工法（WR-PC工法）（壁式ラーメンプレキャストコンクリート工法）───高層住宅工法───东南大学土木工程施工研究所プレキャスト鉄骨鉄筋コンクリート工法（SR-PC工法）东南大学土木工程施工研究所RahmenPrecastConcrete工法（R-PC工法）（ラーメンプレキャストコンクリート工法）───高層～超高層住宅工法───东南大学土木工程施工研究所日本中高层装配式混凝土房屋基本建造流程：钢筋、预埋管线安装混凝土浇筑表面收光抹平处理预制构件起吊堆放1工厂生产日本的PC构件工厂生产必须通过协会PC部材质量论证，工厂必须通过生产技术认证（第三方认定）。东南大学土木工程施工研究所2现场安装现场安装必须配置PC施工管理技术人员、有焊接连接的必须配置焊接管理技术人员和有焊接作业证的技术工人。东南大学土木工程施工研究所日本的装配式剪力墙结构施工顺序划线、坐浆竖向钢筋焊接连接安装预制墙板墙板间水平钢筋连接吊装预制板预制板间钢筋焊接竖向拼缝浇筑砼浇筑楼面叠合层砼东南大学土木工程施工研究所预制柱安装剪力墙板安装围护墙板安装预制梁安装预制板安装预制阳台安装预制柱伸出钢筋定位浇筑楼面砼日本装配式框架结构施工流程东南大学土木工程施工研究所日本低层装配式模块化住宅东南大学土木工程施工研究所对比江苏威信模块化装配式住宅东南大学土木工程施工研究所日本装配式混凝土结构质量控制检查——执行标准《预制钢筋混凝土工程》JASS10-20131965年制定，修订第5次适用于预制装配式剪力墙结构、框架结构、框剪结构及SRC组合结构。基本操作步骤：（1）确认装配式混凝土结构设计方案结构设计充分考虑：预制构件制作、运输、连接及安装等过程；施工方在工程开工前对结构施工图进行确认施工方对预制构件间的连接、现场现浇混凝土部分的施工可行性进行检查确认，必要与监理共同商定。1.2日本的装配式混凝土结构质量控制东南大学土木工程施工研究所（2）施工方案在工程开工前，编制施工方案，并得到监理确认；施工方案主要包含下列内容：工程概况；施工管理机构；要求的质量；工程计划；质量管理计划；预制构件制作计划；预制构件运输计划；安装及临时支撑和防护计划；工程其他计划；安全计划东南大学土木工程施工研究所（3）工程记录施工方应编制包含质量管理记录内容的报告书，并体现监理的质量要求；施工方在施工期间应保留特定要求质量管理结果的记录，在此期间，对无特定要求的质量管理内容由监理给与确认。东南大学土木工程施工研究所装配式混凝土结构的质量主要为：（1）预制构件的质量；（2）预制构件间连接部位的混凝土质量；（3）现浇混凝土的质量；（4）坐浆及灌浆的质量。东南大学土木工程施工研究所（1）预制构件的性能要求及质量砼种类有普通砼和轻骨料砼砼设计强度、耐久性设计强度（最大至120MPa）砼干体积重量：2.1~2.5t/m3抗压强度弹性模量耐久性（氯离子含量、碱骨料反应、抗冻融、有害裂缝）预制构件制作精度（总体精度高于现浇结构，特别规定预制柱和梁的连接钢筋的位置精度要求±5mm以内，倾斜度1/40）。并认为预制构件裂缝大于0.3mm作为废弃构件。还规定了小于0.3mm的裂缝可采用结构环氧注入。保护层厚度：规定预制构件柱、梁及墙板的基本要求为室内30mm，室外40mm；楼板室内20mm，室外30mm。东南大学土木工程施工研究所（2）预制构件连接部位的性能要求及质量基本注意事项为：根据连接部位砼、狭小部位灌缝砼、坐浆砂浆、填缝砂浆、局部灌浆、钢筋接头灌浆等选定连接部位的材料、连接部位尺寸形状以及施工方法，并得到监理的认可。连接部位的抗压强度原则上大于等于结构的强度，连接部位的最小尺寸不小于10cm。连接部位的砼，水灰比小于55%；狭小部位的灌缝砼坍落度小于21cm，水灰比小于55%，单位用水量小于185kg/m3，单方水泥用量大于330kg/m3。东南大学土木工程施工研究所坐浆：强度原则上大于等于预制构件的强度，无收缩，良好的保水性和保形性。按坐浆的扩展度试验方法，其值为180~220mm。东南大学土木工程施工研究所（3）预制构件现场安装预制构件安装根据施工组织设计编制安装方案。包含的基本内容：全部的安装工程内容；工区划分；流水安装的工程；临时设置加护安装作业标准及注意事项；作业人员配备计划；安装作业指挥系统准备；安装检查点、安装精度标准及修补要点；安全注意事项。东南大学土木工程施工研究所预制墙板安装斜撑的合理设置（3）注重施工安全吊装预制梁设置扶手索装配式混凝土建筑prefabricatedconcretebuilding混凝土结构建筑的结构系统、外围护系统、内装系统、设备与管线系统的主要部分采用预制构（部）件部品集成装配建造的建筑。1.3国内及江苏的装配式建筑发展东南大学土木工程施工研究所1.3.1主要的装配式混凝土结构体系装配剪力墙结构装配框架结构装配框架-剪力墙结构三种主要结构形式东南大学土木工程施工研究所2008年中南控股集团有限公司与澳大利亚康诺克公司合作，引进预制混凝土装配技术（NPC），并与中国国情相结合，形成“全预制装配整体式剪力墙结构”（以下简称NPC体系）。其主要原理：采用预制钢筋混凝土柱、墙，预制钢筋混凝土叠合梁、板，通过预埋件、金属波纹管预留孔，通过灌浆形成墙内竖向钢筋浆锚搭接连接、钢筋混凝土后浇部分等将梁、板、柱及节点连成整体，形成整体结构体系，预制装配率达到80~90％。1.3.2国内代表性的中南建设NPC装配剪力墙东南大学土木工程施工研究所澳大利亚康诺克公司的基本预制构件东南大学土木工程施工研究所试点工程：中南世纪城34号楼东南大学土木工程施工研究所试点工程11层34#楼三层墙板示意东南大学土木工程施工研究所基本预制构件生产东南大学土木工程施工研究所预制墙板生产东南大学土木工程施工研究所装配外墙东南大学土木工程施工研究所装配外墙东南大学土木工程施工研究所装配内墙东南大学土木工程施工研究所装配式电梯井东南大学土木工程施工研究所1.3.3国内代表性的宇辉建设装配剪力墙2008年哈尔滨工业大学与黑龙江宇辉集团合作，开始具体实施黑龙江的住宅产业化进程；2008年初通过对国内外的考察，确定了以《预制混凝土剪力墙结构的住宅产业化关键技术》为目标的研发方向。首先以连接关键技术为突破口，提出约束浆锚钢筋搭接连接技术波纹状孔洞螺旋加强筋被连接钢筋预埋钢筋排气孔灌浆孔弹性橡胶密封圈东南大学土木工程施工研究所墙内竖向钢筋插入抽芯成孔的预留孔，灌入高强灌浆料锚固钢筋。东南大学土木工程施工研究所哈尔滨洛克小镇18层预制混凝土剪力墙结构住宅楼工程应用东南大学土木工程施工研究所1.3.4国内代表性的北京万科装配剪力墙北京京投万科新里程项目，工程包括6栋高层住宅，均为装配整体式剪力墙结构。主体结构的预制构件分为水平构件、竖向构件和装饰构件三大类，结构预制率为55%~65%。工程集成应用了钢筋套筒灌浆连接技术、钢筋桁架叠合板技术技术。东南大学土木工程施工研究所1.3.5国内代表性的浙江宝业和江苏元大装配双板墙体系江苏元大建筑科技公司的引进德国全自动doublewall生产线及试点工程东南大学土木工程施工研究所浙江宝业的预制双皮墙结构体系应用2装配式混凝土结构施工与质量控制装配整体式混凝土结构施工注意全过程环节控制，凸显预制构件工厂高精度高质量制作，施工现场高精度安装和预制构件间连接质量控制，树立新时代新型装配整体式混凝土结构的新形象。装配式混凝土建筑施工执行的规范为《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-20162.1预制构件的工厂制作与堆放运输预制构件厂有基本的钢筋加工流水线、预制楼板和墙板流水线以及预制柱和预制梁的固定模台。东南大学土木工程施工研究所（1）预制墙板和叠合楼面预制底板的工厂流水线生产及质量问题预制车间平面布置图基本要素东南大学土木工程施工研究所（1）预制构件厂钢筋加工钢筋桁架加工机械东南大学土木工程施工研究所（1）预制构件厂钢筋加工钢筋焊网加工机械东南大学土木工程施工研究所（1）预制构件厂钢筋加工钢筋弯曲自动成型机东南大学土木工程施工研究所2装配整体式混凝土结构施工与质量控制主要设备生产厂家：（1）三一重工PC构件生产线江苏东尚建材（江阴新桥）东南大学土木工程施工研究所主要设备生产厂家：（2）河北新大地PC构件生产线江苏祥瑞建筑科技（江苏华江建设）东南大学土木工程施工研究所主要设备生产厂家：（3）上海庄臣机械PC构件生产线龙信建设集团东南大学土木工程施工研究所主要设备生产厂家：（4）鞍山重工PC构件生产线南京天固建筑科技东南大学土木工程施工研究所1）先张法预应力混凝土叠合板以南京大地建设为代表的长线法预应力叠合板生产线东南大学土木工程施工研究所1）先张法预应力混凝土叠合板东南大学土木工程施工研究所以江苏华江建设为代表的短线法预应力叠合板生产线华江建设的短线法生产预应力叠合板9m模台南京大地建设的长线法生产预应力叠合板80m模台东南大学土木工程施工研究所普遍采用的钢筋桁架叠合板生产线代表性的工厂：中南建设、龙信建设、、江都华江祥瑞、江阴东尚新型建材、中民筑友、南京江宁天固东南大学土木工程施工研究所普遍采用的钢筋桁架叠合板生产线四边出筋