免模装配一体化钢筋混凝土结构工业化体系（PI体系）研发及实践

免模装配一体化钢筋混凝土结构工业化体系（PI体系）研发及实践免模装配一体化钢筋混凝土结构工业化体系（PI体系）研发及实践01研究背景01建筑工业化已成为我国现阶段建设领域的基本国策区域建筑工业化产业扶持政策出处奖励发展目标广东省——2018年达到2000万平米；2020年占在建工程的10%；2025年成为主要建造方式建设15-20家大型预制构件生产骨干企业《广东省建筑产业现代化发展战略》北京市给予3%建筑面积奖励——《关于推进本市住宅产业化的指导意见》深圳市给予3%建筑面积奖励，主体建设到1/3即可预售保障性住房和安居型商品房项目100%实施产业化《关于加快推进深圳住宅产业化的指导意见（试行）》2016年3月，李克强总理在《2016年政府工作报告》中指出：“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”。2017年2月，李克强总理主持召开国务院常务会议，会议明确提出“对标国际先进标准，提高建筑设计和建设水平，推广智能和装配式建筑，改进工程建设组织方式，加快推行工程总承包，完善政府投资工程建设管理模式，培育咨询、施工等专业企业”。01建筑工业化的两个主要发展方向1、钢结构（适用于高层、超高层公共建筑）2、混凝土结构（量大面广）免模装配一体化钢筋混凝土结构工业化体系（PI体系）研发及实践02PI体系的技术路径及优势剪力墙笼模柱笼模梁笼模02PI体系的构件模板（保护层）

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钢筋笼

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自平衡笼模将模板与钢筋笼组合成为整体，在工厂一体化制作成为自平衡的笼模预制件。柱笼模梁笼模剪力墙笼模竖向构件安装02PI体系的安装将成型的笼模预制件运输至工地现场，并完成吊装。水平构件安装02PI体系的施工一次性浇筑混凝土，一体化的笼模预制件形成自平衡稳定体系承受施工荷载，大大简化了施工支撑。02PI体系的施工模板采用与结构同强度等级钢筋混凝土薄板，施工完成后不拆除，与主体结构成为一体。02PI的涵义免模装配一体化钢筋混凝土结构体系（PrecastIntegrationSystemofRCStructure）I—integrationP—Precast模板与钢筋笼的一体化

模板与结构的一体化

设计与施工的一体化柱笼模梁笼模剪力墙笼模02PI体系的优势

解决钢筋混凝土装配式的连接安全性问题，力学性能与现浇一致。搭接长度02PI体系的优势支座钢筋临时绑扎固定于梁笼模内，安装后平行移动伸入支座锚固。梁可移动钢筋02PI体系的优势预制的笼模重量只有PC预制构件的30%左右，大大减轻了运输和安装的负担。运输负担更低安装效率更高重量大大降低中空中空中空02PI体系的优势预制笼模构件在现场安装完成后形成自平衡稳定体系，可独立承担施工荷载，大幅减少施工支撑，增强了施工安全性和便利性。构件+连接件，形成临时自平衡稳定体系大大减少支撑安装更加便利结构构件100%采用工厂预制的笼模和楼层板，装配方式类同钢管混凝土结构。02PI体系的优势02PI体系的优势安装连接方便，大大提高了施工效率，主体结构可实现3天一层。将大多数的现场生产放置工厂，减轻大多数现场粗放式的生产模式对环境破坏的程度。绝大部分工作可通过自动化生产线和工业机器人完成，绿色、节能、节材、环保、减排。PI体系的优势02PI体系的优势免模装配一体化钢筋混凝土结构工业化体系（PI体系）研发及实践03PI体系的研究及工艺试验03PI体系的研究及工艺试验1结构构件力学性能研究与清华大学聂建国院士、樊健生教授团队合作开展基于PI体系的成型格网焊接箍筋柱、剪力墙、梁结构力学性能试验，并主持编写《成型格网箍筋混凝土技术规程》。03结构构件力学性能研究研究内容：抗剪性能、抗震性能试验方法：单向加载、往复加载成型格网箍筋混凝土梁单向加载试验往复加载试验对成型格网箍筋混凝土梁、柱、剪力墙进行了试验研究03结构构件力学性能研究成型格网箍筋混凝土梁骨架曲线焊接节点在达到极限承载力前保持完整试件抗剪承载力超过规范GB50010计算值采用日字形成型格网箍筋的试件，提高了箍筋的机械锚固，构件滞回承载力与采用带肋箍筋的试件相近21往复加载所有试件抗剪承载力超过规范GB50010计算值，具有良好的抗剪性能试件编号极限荷载/kN规范计算承载力/kN试验值/规范值WRB1184312101.52WRB217987642.35WRB3117810781.09WRB4139811411.23SRB1195012101.61SRB214907641.95SRB3110310781.02DRB1168511901.44单调加载研究内容：受压性能、抗震性能试验方法：轴压加载、往复加载成型格网箍筋混凝土柱轴压加载试验往复加载试验03结构构件力学性能研究对成型格网箍筋混凝土梁、柱、剪力墙进行了试验研究成型格网箍筋混凝土柱抗震性能与普通钢筋混凝土柱基本一致内部纵筋含钢率较高的试件承载力提高，变形能力有所降低与普通RC柱骨架曲线对比内部纵筋率对骨架曲线影响03结构构件力学性能研究成型格网箍筋混凝土柱成型格网箍筋多重配筋混凝土柱的刚度、轴压承载力和延性有明显提高荷载-位移曲线滞回试验轴压试验研究内容：抗剪性能、抗震性能、搭接传力性能试验方法：单向加载、往复加载成型格网箍筋混凝土剪力墙剪力墙试验箍筋搭接细部03结构构件力学性能研究对成型格网箍筋混凝土梁、柱、剪力墙进行了试验研究W1和W2承载力和破坏形态基本一致，混凝土压溃后出现水平筋拉断焊点在构件破坏前保持完整试件抗剪承载力达到GB50010规范计算值搭接处成型格网箍筋可达到屈服应变，保证有效传力单向加载荷载位移曲线对比W3和W4承载力、刚度和变形能力基本一致焊点在构件破坏前保持完整试件抗剪承载力达到GB50010规范计算值搭接处成型格网箍筋可达到屈服应变，保证有效传力往复加载骨架曲线对比03结构构件力学性能研究成型格网箍筋混凝土剪力墙03结构构件力学性能研究成型格网箍筋的焊点锚固试验研究焊点锚固试件制作：焊点锚固试件包括焊点抗剪试件、钢筋拔出试件和成型格网箍筋锚固试件，共22组66个试件，变化的参数有约束情况、埋入深度、钢筋直径等。成型格网箍筋混凝土梁成型格网箍筋作为梁抗剪箍筋时，在试件达到极限承载力前焊点保持完整，试件抗剪承载力超过规范GB50010计算值，具有良好的抗剪性能。日字形成型格网箍筋增强了机械锚固，对承受往复荷载的梁抗剪性能有利。成型格网箍筋混凝土柱力学性能采用成型格网箍筋的混凝土柱单轴受压承载力超过规范GB50010计算值，柱子最终破坏时箍筋充分变形屈服，箍筋对混凝土的约束作用较强。低周反复试验中，采用成型格网箍筋形式的试件，荷载-位移滞回曲线比较饱满，耗能能力明显优于传统箍筋试件，具有更佳的抗震性能。成型格网箍筋混凝土剪力墙抗剪性能成型格网箍筋混凝土剪力墙试件抗剪承载力超过规范GB50010计算值，具有良好的抗剪性能成型格网箍筋搭接处应变可达到屈服应变，搭接构造可保证有效传力。03结构构件力学性能研究·主要结论2笼模预制件力学性能试验与华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室合作，完成模板材料及笼模连接构造的力学性能试验。03PI体系的研究及工艺试验3建立研发基地在广州番禺建立研发基地03PI体系的研究及工艺试验4PI体系施工工艺试验1——单榀构架工艺集成试验03PI体系的研究及工艺试验5PI体系施工工艺试验2——小型结构工艺集成试验03PI体系的研究及工艺试验6PI体系1.0示范楼示范楼共三层，六天完成，创造了2天/层的建设速度记录。框架柱一字形剪力墙L字形剪力墙连梁超长剪力墙框架梁悬挑梁楼层板卫生间降板楼梯次梁剪力墙端柱03PI体系的研究及工艺试验7示范生产线及生产基地建设03PI体系的研究及工艺试验钢筋笼制作模具安装混凝土浇筑构件生产构件养护构件完成03PI体系的研究及工艺试验8PI构件生产免模装配一体化钢筋混凝土结构工业化体系（PI体系）研发及实践04PI体系科技鉴定与标准规范体系04成果创造性PI体系中，以下4个模块共12项技术发明被认定为国际首创：(1)

PI体系的结构拆分及组合技术；(2)三种自平衡PI笼模的制作技术；(3)

PI体系的安装装配技术；(4)

复杂形状剪力墙及超长剪力墙PI笼模的拆分及拼接装配技术。广东省科学技术情报研究所查新表明以上技术均为国内外首次提出04标准规范体系中国工程建设标准化协会标准《成型格网箍筋混凝土技术规程》广东省标准《装配式建筑深化设计技术规程》企业标准《PI体系结构施工及验收标准》广东省标准《笼模装配整体式钢筋混凝土结构技术规程》04工艺标准及图册制定了PI预制件的工厂制作和现场安装质量控制的企业标准，编写了PI体系的结构标准图册。免模装配一体化钢筋混凝土结构工业化体系（PI体系）研发及实践05PI体系在高层建筑的应用1#2#楼1#2#楼

保利紫山公馆项目位于佛山市南海区里水镇沙涌村委会，用地面积约4126.7m2，总建筑面积为10946.6m2，共分为三栋塔楼，塔楼标准层层高2.9m，首层架空,层高6.6m，标准层13层，塔楼共14层，建筑高度（含屋面附属建筑）为41.20m。05PI体系应用PI体系全面应用于高层住宅项目PI体系设计PI体系应用051栋/2栋楼标准层结构布置图1栋/2栋楼建筑标准层平面图建筑立面图结构三维图PI构件深化