装配式混凝土技术

装配式混凝土框架结构施工安装关键技术研究与应用第六届中国（国际）预制混凝土技术论坛2016年5月21日装配式混凝土框架结构施工安装关键技术研究与应用北京市建筑工程研究院有限责任公司李晨光

教授级高级工程师/总工程师报告提纲—概述二装配式框架结构施工安装组织及准备三装配式框架结构施工安装关键技术四装配式框架结构相关施工工法五工程应用案例六结语北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2633报告提纲—概述二装配式框架结构施工安装组织及准备三装配式框架结构施工安装关键技术四装配式框架结构相关施工工法五工程应用案例六结语北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2633一、概述装配式混凝土框架结构，具有施工效率高、现场湿作业少、用工量少、绿色环保节能等优势。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2633一、概述第一类等同现浇节点“湿节点”--施工技术研究与应用《预制混凝土结构等同现浇节点构造》（ACI550.1R-2001）Emulating

Cast-in-Place

Detailing

in

Precast

Concrete

Structures（ACI550.1R-2001）Reported

by

Joint

ACI-ASCE

Committee

550北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2633第一类等同现浇节点“湿节点”--施工技术研究与应用一、概述北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/267—、概述第二类装配式“干式”连接节点--施工技术研究与应用《预制混凝土连接节点设计指南》（ACI550.2R-2013）Design

Guide

for

Connections

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Precast

Jointed

Systems

（ACI550.13）Reported

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Joint

ACI-ASCE

Committee55F0irst

Printing

–

April2013该指南涉及2类节点，第一类等同现浇节点“湿节点”；第二类“干节点”。《PCI预制混凝土结构节点手册》（2008）PCI

Connections

Manual

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precast

and

prestressed

concreteconstruction《预制混凝土建筑结构连接节点》（fib

2008）fib,

International

Federation

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Structural

Concrete,

2008.

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concrete

buildings,

Bulletin

43《预制混凝土结构》H.巴赫曼，A.施坦勒著李晨光等译北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/268Page

9—、概述第二类装配式“干式”连接节点--施工技术研究与应用2016/5/26北京市建筑工程研究院有限责任公司10—、概述预制预应力混凝土框架结构（大空间、新体系）技术研究与应用·集中了预制混凝土和预应力混凝土的优点(大跨度、大空间)，抗裂性能好，工业化程度高，现场湿作业少，预制外观好，尺寸准确，多功能·抗裂性能好，刚度大，节省材料，减轻自重，增加竖向稳定性，充分发挥高强材料的性能，多用于大跨、重(动)载结构新西兰第一个多层的预制混凝土结构建筑惠灵顿维多利亚大学教育和研究大楼（Alan

MacDiarmid

Building）该

工

程

由

DunningThornton

咨询有限公司设计，

该结构在一个方向采用的是后张预应力抗震框架，

在另一方向采用的是耗能双肢后张拉预应力墙体系，

采用即插即用耗能装置该设计由于采用了最先进的技术，

获得了新西兰2009

年度建筑最高奖项。1Beijing

Building

Construction

Research

Institute预制预应力混凝土框架结构（大空间、新体系）技术研究与应用21st

Century

Precast:

the

Detailing

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NZ’s

First

Multi-storey

PRESSS

BuildingStructural

Floorplate6

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Ltd.预制预应力混凝土框架结构（大空间、新体系）技术研究与应用2016/5/26北京市建筑工程研究院有限责13预制预应力混凝土框架结构（大空间、新体系）技术研究与应用—、概述预制混凝土结构施工相关技术资料《建筑施工手册》（第五版）

第12章

吊装工程

中国建筑工业出版社《起重吊装计算及安全技术》卜一德

中国建筑工业出版社《建筑施工起重、吊装安全技术》谢亚力

中国劳动社会保障出版社《混凝土结构工程施工手册》杨嗣信第6章装配式结构工程中国建筑工业出版社PCIMNL-127吊装作业人员手册：预制混凝土构件吊装标准和指南MNL-132预制及预应力混凝土吊装安全手册MNL-135预制及预应力混凝土施工偏差控制手册北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2614报告提纲—概述二装配式框架结构施工安装组织及准备三装配式框架结构施工安装关键技术四装配式框架结构相关施工工法五工程应用案例六结语北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/261515二、装配式框架结构施工安装组织及准备规范、标准对施工组织的要求国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ

1-2014）第12.1.1条提出对施工组织设计和施工方案的要求。北京市地方标准《装配式混凝土结构工程施工与质量验收规》（DB11/T1030-2013）第3.0.1条提出编制装配式结构专项施工方案的要求。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/261515二、装配式框架结构施工安装组织及准备规范、标准对施工组织的要求JGJ

1-2014条文说明12.1.1应制定装配式结构施工专项方案。施工方案应结合结构深化设计、构件制作、运输和安装全过程各工况的验算，以及施工吊装与支撑体系的验算等进行策划和制定，充分反映装配式结构施工的特点和工艺流程的特殊要求。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/261515二、装配式框架结构施工安装组织及准备规范、标准对施工组织的要求DB11/T1030-2013条文说明3.0.1装配式结构工程专项施工方案包括模板与支撑专项方案、钢筋专项方案、混凝土专项方案及预制构件安装专项方案等。装配式结构专项方案主要包括但不限于下列内容：整体进度计划、预制构件运输、施工场地布置、构件安装、施工安全、质量管理、绿色施工与环境保护措施。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/261515二、装配式框架结构施工安装组织及准备组织管理的特点和难点全产业链缺少专业化队伍，需要提高专业化水平、加强协同组织能力；普及专业化施工队伍及专业化工器具。向工业化管理模式努力。北京市建筑工程研究院有限责2016/5/26192016/5/26北京市建筑工程研究院有限责任公司20二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工组织与管理部署现场勘察确定起重设备施工流水段划分标准层施工工序施工工期计划专项施工方案•建筑周边地貌地况•PC构件运输车辆进出工地交通情况•工业化现场布置：道路铺设、围挡安装•PC构件重量统计•重机型号、作业半径、选择施工专用工器具•构件运输车辆停靠位置•按照工程特性（沉降缝或单元）分流水段•PC构件吊装数量、现浇结构砼施工量•按照流水段组织模板、钢筋、砼、吊装等工种•现浇工序梳理：钢筋、模板、砼•吊装作业穿插：柱、梁、叠合板、楼梯等•合理利用起重设备•综合考虑分区流水作业•最大效率利用起重设备•考虑赶工加班措施•PC构件吊装安装方案•固定埋件施工方案•外墙缝隙打胶施工方案工业化项目施工方案与传统项目区别：以起重设备为主导因素进行整个施工现场布置；决定起重设备的因素为作业半径、构件重量、施工进度、场地行车道路；施工以构件安装为主线，其他现浇传统施工为辅。123专业化施工管理与专业化施工技术体系的配合。工业化建造方式对总承包管理能力的要求。设计施工一体化承包模式。二、装配式框架结构施工安装组织及准备实施重点北京市建筑工程研究院有限责2016/5/2621装配整体式结构体系和现浇结构体系主要差别·项目实施参与各方的职责定位

现阶段的装配式住宅结构产业化项目的推行主要是以开发单位为主，由业主牵头，总包单位协调设计单位、构件供应单位、施工深化单位、专业施工队伍进行集成组织配合。·关键线路的形成与工期优化装配整体式结构施工的关键线路，在主体标准层既要考虑装预制混凝土结构的施工工序，又要考虑现浇混凝土结构部分的施工工序，其关键工序与全现浇混凝土结构有较大不同。北京市建筑工程研究院有限责2016/5/2621二、装配式框架结构施工安装组织及准备·关键工序的优化与专业施工班组配合装配式结构与现浇连接部位很多关键工序是相关工序，如预制墙体的灌浆作业，需要灌浆料的强度达到要求才能进行预制墙体间现浇部位模板安装作业。

关键工序的优化和专业化施工队伍的技术培训方面，不仅需要通过专业化施工作业缩短流水节拍、采用标准化工艺来提高工效，还需要在装配工艺的设计、专业工具、专业人员等方面进行系统优化。北京市建筑工程研究院有限责2016/5/2621二、装配式框架结构施工安装组织及准备·质量控制与施工质量验收装配式结构施工体系的质量控制由构件生产和现场装配施工二个阶段完成。

总包单位以包代管的管理方式已不能满足装配式结构施工体系的质量体系控制要求。预制构件的制作质量与安装质量保证的标准化模具和专业施工标准做法的成熟应用尤为重要。北京市建筑工程研究院有限责2016/5/2621二、装配式框架结构施工安装组织及准备建立协调管理机制，推行标准化管理组织合理流水施工进行关键施工技术攻关建立工业化预制建筑经济核算标准二、装配式框架结构施工安装组织及准备管理与措施北京市建筑工程研究院有限责2016/5/2621二、装配式框架结构施工安装组织及准备起重设备的选择1、应根据平面图选择合适吊装半径的塔吊；2、对最重构件进行吊装分析，确定吊装能力；3、检验构件堆放区域是否在吊装半径之内，且相对于吊装位置正确，避免二次移位。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2626二、装配式框架结构施工安装组织及准备起重设备的选择1、塔式起重机2、履带式起重机3、汽车式起重机4、非标准起重装置（拔杆、桅杆式起重机）配套吊装索具及工具构件吊装方法的选择北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2627二、装配式框架结构施工安装组织及准备起重设备的选择以某装配式混凝土框剪结构示范项目为例·

该结构长50.4m、宽12.6m；·

预制柱重约5.8t（首层）、4.4t（2~8层）；·

预制梁最重约3.7t；·

预制楼梯最重约2.7t；·

预制外挂墙板最重约５t；·

预制叠合板最重约0.5t；选用H3/36B塔式起重机北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2628·

最大工作幅度40m；·

最大起重量12t（幅度≤23.2m）；·

最大幅度时起重量

6.8t。二、装配式框架结构施工安装组织及准备特殊构件吊装北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2629二、装配式框架结构施工安装组织及准备特殊构件吊装北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2629二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工组织管理特点·项目劳动队伍应具有专业化水平高，协同组织能力强的特点。·应做到从施工组织到构件吊装、支模绑筋、节点混凝体浇注均为专业班组作业，接近于产业工人管理模式。·项目的实施需要整套的装配构件施工组织经验和专业队伍协同作业管理体系。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2631二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具预制构件施工安装过程中应用到了大量的预制构件专用安装工器具，如下：通用吊装梁；预制构件水平、竖向支撑；套筒灌浆及搅拌设备；·预制外挂板插放架、预制梁夹具等。提高了施工安装效率、保证了安装质量。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2631二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具预制构件施工安装过程中应用到了大量的预制构件专用安装工器具，提高了安装效率、保证了安装质量。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2631二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具通用吊装平衡梁解决构件种类多；吊点、吊挂方式不同；起吊钢丝倾斜度、长度要求等问题。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2631二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具模数化通用吊装平衡梁解决构件种类多；吊点、吊挂方式不同；起吊钢丝倾斜度、长度要求等问题。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2631Page

36二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2637二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2637二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具预制构

件安装

用水平、竖向支

撑体系北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具钢筋套筒灌浆连接施工灌浆及搅拌设备直螺纹剥肋机灌浆料搅拌器注浆桶注浆器通用试件架北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639二、装配式框架结构施工安装组织及准备施工安装专用工器具预制外挂板插放架、预制梁夹具等北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639报告提纲—概述二装配式框架结构施工安装组织及准备三装配式框架结构施工安装关键技术四装配式框架结构相关施工工法五工程应用案例六结语北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639三、装配式框架结构施工安装关键技术标准层施工安装主要流程施工准备预制柱安装预制梁安装梁柱节点后浇区模板支设叠合板安装预制楼梯安装预制阳台安装后浇混凝土施工预制外挂墙板安装北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639三、装配式框架结构施工安装关键技术施工准备

在预制构件厂，应对典型梁柱节点进行预拼装，以提高施工现场安装效率。

对整个吊装过程进行施工组织设计，防止由于吊装过程设计不合理而导致的工期延误。

对预制构件进行有效编号，并保证预制构件的加工制作及运输与施工现场吊装计划相对应。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639三、装配式框架结构施工安装关键技术预制柱安装安装流程找平→柱吊装就位→柱支撑安装→柱纵筋套筒灌浆→预制柱上侧节点核心区浇筑前安装柱头钢筋定位板预制柱吊装北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639预制柱吊装就位预制柱支撑安装预制柱套筒灌浆三、装配式框架结构施工安装关键技术预制梁安装安装流程梁支撑安装→梁吊装就位→调节梁水平与垂直度→梁钢筋连接→梁灌浆套筒灌浆北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639后浇区工具式模板三、装配式框架结构施工安装关键技术梁柱节点后浇区模板支设北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639三、装配式框架结构施工安装关键技术梁柱节点后浇区模板支设对于梁柱节点后浇区域及现浇剪力墙区域使用的模板宜采用定型钢模，也可采用周转次数较少的木模板或其他类型的复合板，但应防止在混凝土浇筑时产生较大变形。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639三、装配式框架结构施工安装关键技术叠合板安装安装流程叠合板支撑安装→叠合板吊装就位→叠合板位置校正→绑扎叠合板负弯矩钢筋，支设叠合板拼缝处等后浇区域模板三角架支撑（层高低于3.5m时，可用）盘扣式支撑北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2639（层高较大时用）2016/5/2650叠合梁板钢筋铺设、后浇筑混凝土三、装配式框架结构施工安装关键技术2016/5/26北京市建筑工程研究院有限责51预应力安装与施工三、装配式框架结构施工安装关键技术钢筋套筒预制梁叠合层预制柱套筒连接预制中节点示意图预制板预制梁示意图三、装配式框架结构施工安装关键技术节点预应力施工钢筋套筒示意三、装配式框架结构施工安装关键技术节点试件制作——构件浇筑节点预应力施工三、装配式框架结构施工安装关键技术节点试件制作——节点拼装节点预应力施工三、装配式框架结构施工安装关键技术节点试件制作节点预应力施工节点试件制作三、装配式框架结构施工安装关键技术节点预应力施工报告提纲—概述二装配式框架结构施工安装组织及准备三装配式框架结构施工安装关键技术六结语四装配式框架结构相关施工工法五工程应用案例北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/265757四、装配式框架结构相关施工工法施工工法主要内容前言特点适用范围工艺原理工艺流程及操作要点材料与设备质量控制安全措施环保措施:

效益分析;

应用实例北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2658四、装配式框架结构相关施工工法基于“装配整体式混凝土框架设计施工及节点抗震性能研究”（采用新型高效大直径钢筋灌浆套筒）、“预制型钢混凝土框架结构抗震性能研究”及“装配整体式预应力混凝土框架节点的抗震性能研究”课题研究形成：装配式混凝土框架结构施工工法装配式型钢混凝土框架结构施工工法钢筋套筒灌浆连接施工工法北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2658四、装配式框架结构相关施工工法1装配式混凝土框架结构施工工法工法概况该施工工法主要包括预制梁、预制柱、预制楼梯、预制混凝土叠合板、预制阳台、预制外挂夹心墙板等预制构件施工安装技术。预制主梁梁底主筋采用灌浆套筒和直螺纹套筒连接；上下预制柱间纵筋通过灌浆套筒连接；现浇剪力墙与预制柱之间采用直螺纹套筒连接。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2660四、装配式框架结构相关施工工法1装配式混凝土框架结构施工工法工法主要特点1该工法中预制梁、预制柱、预制楼梯、预制混凝土叠合板、预制外挂墙板等预制构件均可实现工业化生产且施工安装方便。2该工法中采用的梁柱节点、主次梁、柱与墙等接缝处的连接构造工艺简便、施工效率高，可有效保证该结构连接处的连接质量。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2660四、装配式框架结构相关施工工法1装配式混凝土框架结构施工工法工法适用范围该工法适用于多高层装配式混凝土框架结构及框架-剪力墙结构体系施工。目前已在装配式混凝土框剪结构示范工程、长阳天地产业化住宅装配式框架结构等项目中进行了应用。工法典型梁柱节点北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2660四、装配式框架结构相关施工工法2装配式型钢混凝土框架结构施工工法工法概况装配式型钢混凝土框架结构施工工法主要包括预制型钢混凝土梁柱构件间、预制型钢混凝土柱构件间采用型钢连接的施工安装方法等装配式型钢混凝土施工安装技术。预制主梁梁底主筋采用焊接连接，梁柱间及上下柱间型钢采用焊接及高强螺栓连接，上下预制柱间纵筋通过灌浆套筒连接。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/266064四、装配式框架结构相关施工工法2装配式型钢混凝土框架结构施工工法四、装配式框架结构相关施工工法2装配式型钢混凝土框架结构施工工法工法主要特点1预制梁、柱构件接头处均预埋型钢，预制构件间通过型钢及钢筋连接完成施工过程，预制梁、柱构件节点连接质量较高。2有效节约了模板、支撑等材料用量，减少了现场湿作业

量，降低了粉尘和噪音污染，减少了污水排放和建筑垃圾，具有良好的环保效益。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2665四、装配式框架结构相关施工工法2装配式型钢混凝土框架结构施工工法工法适用范围该工法适用于多高层装配式型钢混凝土框架结构的标准层施工。在公建工程、新建厂房及住宅楼等项目中进行了初步应用。工法典型梁柱节点1—现浇混凝土；2—预制梁；3—预制柱；4—预制板；5—套筒连接或焊接；6—高强螺栓连接或焊接12345566北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2665四、装配式框架结构相关施工工法3钢筋套筒灌浆连接施工工法工法概况钢筋套筒灌浆连接接头，解决了预制混凝土装

配式构件钢筋连接的难题，该接头形式的单向

拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压等指

标全部满足行业标准《钢筋机械连接技术规程》

JGJ107对接头的要求。钢筋套筒灌浆连接施工的灌浆套筒的安装及灌浆工艺是装配式混凝土结构施工的关键工序。全灌浆套筒北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2665半灌浆套筒四、装配式框架结构相关施工工法3钢筋套筒灌浆连接施工工法工法特点1可达到快速高效施工的目的，节约预制构件装配时间，有效缩短工期。2

采用该工法灌浆套筒连接方式的接头质量可靠，接头满足

Ⅰ级接头性能要求。3丝头加工及现场灌浆连接操作简便，安全可靠；且丝头加工设备及灌浆设备机功率小，不需专用配电，无明火作业，可全天候施工，环保节能。北京市建筑工程研究院有限责任公司2016/5/2665四、装配式框架结构相关施工