装配式建筑灌浆套筒中使用的灌浆套筒设立剪力槽后的好处是什么?

预制装配式建筑灌浆套筒关键技術研究


混凝土构件通过钢筋、连接件等加以连接并现场浇筑混凝
土而形成整体的建筑属于住宅工业化、住宅产业化的范

1、节能减排、保護环境已经成为国策,要求日益提高


----建筑的工业化是保护环境、减少资源消耗的最佳途径

2、经济发展迅速,一线城市人均GDP已超1万美元


----发達国家建筑工业化的起步点调整产业结构的时机。

3、住宅需求量大特别是政府保障性住房的建设量增长


----标准化程度提高,可以节省大量资源

4、市场对高质量的混凝土构件逐渐有所需求居民对住房建设质量的期望提高


----手工业的操作方式已经引起大量的质量问题,如:门窗洞口的渗水问题
----80年代初期廉价的农民工的优势已经不复存在。

6、美国、日本欧洲的相关技术开始为我国所接受

PC建筑发展面临的主要問题

1、缺乏顶层制度设计;


2、高成本、高税收影响;
3、重视程度不高、理解存在偏差;
4、相关技术标准、规范滞后;
5、综合整合、整体推進薄弱;
6、缺乏资金支持基础与前沿科技攻关;

PC建筑国外采取的主要结构体系

? 欧、美、日等发达国家的PC结构发展水平较高,但存在不同


結构体系且差异很大。

? 欧洲以多层预制混凝土结构体系为主;美国以“钢结构+预制


外墙挂板”的高层结构体系为主;日本普通住宅以輕钢结构
和木结构别墅为主城市住宅以“钢结构或预制框架+预制外

? 新加坡、香港住宅多为高层混凝土建筑,特别是保障性住房


多采用預制剪力墙结构体系

? 我国人多地少的基本国情,决定了发展PC建筑只能以高层建

? 我国发展PC建筑的模式无法照搬国外现成模式

? 我国發展PC建筑应坚持预制与现浇有机结合的装配整体式技

PC建筑国内采取的主要发展模式

? 以房地产开发为龙头的产业联盟模式,以万科为代表即实现


研发+平台+整合模式。

? 以设计、开发、制造、施工、装修一体化的建造模式以长沙

? 以施工总承包为龙头的设计、生产、装配嘚代建模式,以黑龙


江宇辉、中南建设、杭萧钢构为代表

? 以大型集团为主导的产业链发展模式,以中建科技、上海城建


集团、金隅集團、天津住宅集团为代表
主要包括预制外挂墙板、预制楼梯、预制阳台等非受力结构构件。
主要包括叠合楼板、预制钢筋混凝土柱、剪仂墙等结构体系通过
套筒连接或钢筋搭接等方式进行钢筋连接,然后在接头部位现场浇
筑混凝土其性能基本等同于现浇结构,各类构件现场图片如下图

PC建筑---预制外挂墙板

PC建筑---预制楼梯

PC建筑---预制剪力墙

PC建筑---预制阳台

PC建筑---预制楼板

PC建筑---***过程

装配整体式剪力墙结构体系设計以等同现浇为基本原则预制墙板


之间水平连接通过墙体现浇段完成,竖向连接通过灌浆套筒完成;预制
混凝土梁、板通过上部叠合层現浇混凝土形成整体受弯构件

装配式建筑灌浆套筒预制混凝土构件质量与检

装配整体式混凝土结构工程施工与质


在满足居住类建筑使用功能的前提下,装配整体式建筑设计应采用

标准化、系列化设计方法采用规则、对称、具有良好整体性的建筑方


案,不采用严重不规则嘚建筑方案具体应遵循:

1、平面避免存在较多、较大凸凹 ;


2、建筑立面不应有较大尺寸收进或挑出,不应有较大的外伸悬挑构
3、不应选取对剪力墙结构性能有较大影响的设计方案如转角窗、
一字墙、墙端部开洞等。

预制外墙接缝根据工程特点和自然条件确定防水设防要求进行


防水设计。垂直缝选用结构防水与材料防水结合的两道防水构造水
平缝选用构造防水与材料防水结合的两道防水构造。板缝设計宽度均
为20mm可保证在各种正常误差情况下,不会出现过大或过小的缝
宽尺寸预制构配件的***要求接缝对位精确,并由专业人员进行施
工以保证外墙的防排水质量。(节点详附图)

装配式剪力墙住宅的楼板与楼


板、楼板与墙体之间的接缝采取混
凝土后浇带等保证结构整体性的措
施叠合楼板的建筑设备管线布线
结合楼板的现浇层或建筑垫层统一
考虑。(节点详见右图)

节能设计采用《天津市居住


建筑節能设计标准》标准按相
关规范要求确定围护结构各部位
的做法。 (主墙体构造层次见右
墙结构体系设计以等同现浇
为基本原则:预制牆板、预
制混凝土梁、楼板通过一些
现浇节点区构造达到等同现
浇的目的保证结构竖向荷
载传力路径及抗侧力体系不
发生改变,结构的整体安全

1.1套筒灌浆连接技术原理

钢筋连接技术是预制装配式建筑灌浆套筒的关键技术之一可靠的连接是保证


结构整体性和抗震能力的关鍵,目前我国装配式建筑灌浆套筒采用的连接方式有套
筒连接、浆锚连接和机械连接3种其中以套筒灌浆连接方式居多。钢筋套
筒灌浆连接接头由带肋钢筋、灌浆套筒和专用灌浆料组成接头示意图如

1.1套筒灌浆连接技术原理

按钢筋与套筒连接方式不同,分为全灌浆和半灌浆接头全灌浆接头


是一种传统的连接形式,连接套筒与两端的钢筋均采用灌浆方式连接接
头结构如图a所示;半灌浆接头是一种较新的连接形式,套筒一端钢筋采
用灌浆连接方式连接而另一端采用机械连接方式连接,接头结构如图b

1.1套筒灌浆连接技术原理

钢筋套筒灌浆连接原理是透过铸


造的中空型套筒钢筋一端通过机械
连接进行固定,另一端从开口处插入
套筒内部不需要搭接或焊接,钢筋
与套筒之间填充高强度微膨胀结构性

其连接机理主要是借助灌浆料受


到套筒的约束作用加上灌浆料本身
具有微膨胀特性,以此增强与钢筋、
套筒内侧間正向作用力钢筋由该正
向力与粗糙表面产生的摩擦力,来传

1.1套筒灌浆连接技术原理

由于预制构件的连接钢筋接头不得不在同一截面布置因此在《装配


式混凝土结构技术规范》JGJ1-2014中明确规定,采用套筒灌浆连接的纵
向钢筋其接头应满足现行国家行业标准《钢筋机械连接技术规程》
JGJ107中的Ⅰ级接头性能要求。接头是否达到Ⅰ级接头性能要求要通过
JGJ107规定的接头型式检验进行判定,其内容包括:单向拉伸、高應力反
复拉压和大变形反复拉压3项试验

1.2钢筋连接用灌浆套筒

国家行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398-2012将灌浆套筒按加


工方式分为铸造灌浆套筒和机械加工灌浆套筒。为保证套筒横截面的承载能
力套筒灌浆连接端钢筋锚固长度不宜小于8倍钢筋直径,套筒内钢筋长度
最短不小於接头型式检验确定的锚固长度最长不大于套筒灌浆腔最大深度
,灌浆套筒中间轴向定位点两侧应预留钢筋***调整宽度同时,为保證套
筒灌浆腔对灌浆料的锚固能力腔内设置的剪力槽的数量应符合下表规定,
剪力槽两侧凸台轴向厚度不应小于2mm

剪力槽数量,个 ≥3 ≥4 ≥5

1.2钢筋连接用灌浆套筒

灌浆套筒采用铸造工艺制造时宜选用球墨铸铁采用机械加工工艺制


造时宜选用优质碳素结构钢、低合金高强度结構钢、合金结构钢或其它经
过接头型式检验确定符合要求的钢材。采用球墨铸铁制造的灌浆套筒材
料应符合GB/T 348的规定,其材料性能尚应符匼下表规定

1.3钢筋连接用灌浆料

灌浆套筒应与灌浆料匹配使用,采用灌浆套筒连接钢筋接头的抗拉强度


应符合JGJ107中Ⅰ级接头的规定

竖向自甴膨胀率 24小时与3小时差值 0.02%~0.5%


装配整体式结构通过安全可靠的水平及竖向连接节点设计及构造

做法,能够达到等同于现浇的效果其构件及整体结构性能与现浇


混凝土结构等同,从结构整体性能分析到构件设计方法及结构施工
质量控制要求均可参照现浇混凝土结构的有关标准規定执行

2)对于叠合楼板,采用拼接节点区、


连接钢筋来实现叠合层与预制板的协
同受力因此在整体计算中仍采用刚
性楼板假定(即岼面内无限刚,平面

(3)对于预制外墙板钢筋混凝土


外叶板的重量通过连接件传递到内叶
剪力墙上,内外叶板之间可以形成相
对滑移洇此在整体计算时候,外叶
及保温仅作为荷载加在结构上不考
虑其对整体刚度的影响。

装配整体式结构和现浇混凝土结构的分析方法主偠区别在于短暂设计


状况及施工阶段验算对于单个构件的设计,既要满足整体计算单个构件
的配筋要求又要满足生产、运输及***各個阶段的构造要求。预制构件
在脱模、翻转、运输、***等各工况应将构件自重标准值乘以动力系数后
或附加脱模吸附力后作为等效静力荷载标准值进行分析

(1)预制构件运输、吊运时,动力系数取 1.5;


(2)构件翻转及***过程中就位、临时固定时动力系数可取 1.2;
(3)预淛构件进行脱模验算时,等效静力荷载标准值应取构件自重标准
值乘以动力系数与脱模吸附力之和且不小于构件自重标准值的 1.5 倍。

1、剪仂墙连接节点设计

1.1 水平连接:楼层内相邻预制剪力墙之间应采用整体式接缝连接并符合下列规定:

(1)当接缝位于纵横墙交接处的约束邊缘构件区域时,约束边缘构件的阴影区域应全


部采用后浇混凝土并应在后浇区段内设置封闭箍筋。
(2)当接缝位于纵横墙交接处的构慥边缘构件区域时构造边缘构件宜全部采用后浇

(3)非边缘构件位置,相邻


预制剪力墙之间应设置后浇段
后浇段的宽度不应小于墙厚苴
不小于200mm;后浇段内应
设置不少于4根竖向钢筋。

两侧预制墙体的水平分布筋采取附加封闭箍筋等方式在现浇段内

(4)转角位置处节点构造

對于转角部位有两种做法做法1预制外墙为平的,内叶墙板不带L拐角


只是外叶有330mm长度的拐角,此做法有利于制作及运输缺点是由于外叶出
挑较大,需要进行严格的成品保护且此段外叶兼做L形现浇段的模板,需在
外叶板上设置通孔利用螺杆与现浇段模板进行拉结,以防爆模做法2内外叶
均带L形拐角,外叶出挑较小易于成品保护,不易爆模但是对于制作及运输
较复杂。此次试验楼经与构件厂结匼拟采用构造1的做法 。

转角构造做法1 转角构造做法2

(1)边缘构件竖向钢筋应逐根连接


(2)对于一般剪力墙段,预制剪力墙的竖向分布鋼筋可采用部分连接,建议
连接钢筋设置在中间间距不大于400mm,采取上述方式布置连接钢筋连接
分布钢筋的套筒数量减少一半以上,達到可操作性强***施工方便的效果。

边缘构件区域以外的一般剪力墙段主要承担轴压力及平面内的剪力,


剪力主要由水平钢筋承担竖向钢筋用来抵抗竖向拉应力或压应力,在一
般剪力墙段的上、下层连接部位采用中间单排竖向连接筋替代预制墙体内
双排钢筋时应满足如下要求:强度不应小于上下层被连接钢筋强度较大者
的1.1倍、连接筋总量不得小于竖向分布筋总量、钢筋搭接长度应符合现

采用此种连接方式:a.保证了连接钢筋的受拉承载力大于被搭接的分布


钢筋的总受拉承载力且不降低预制墙的受压承载力。b. 连接筋在上下层
墙体内满足锚固长度在水平缝的抗滑移计算时,可以计做附加竖向插筋
则水平接缝处的受剪承载力不低于竖向钢筋贯通的现浇结构。c.预制墙体
內仍布置双层竖向钢筋满足了抗裂的要求。

装配式剪力墙结构梁采用叠合梁预制梁端留出纵向受力钢筋锚入预制


墙预留的梁槽内,预淛梁端设置键槽及粗糙面以加强两者之间的连接整
体性,达到共同受力的目的 详见下图:

装配式剪力墙结构的楼板采用叠合楼盖,在設计中经历了两种叠合板的设计


一种为普通的预制叠合板,另外一种为PK预应力混凝土叠合板

对于普通的预制叠合板可选用单向或双向預制叠合板的形式,单向板采取分离


式拼缝双向板采取整体式拼缝,板端支座处预制板内的纵向受力钢筋从板端伸
出并锚入支撑梁或牆的现浇混凝土层中。

预制楼梯低端及高端处均采取与主体结构现浇的方式在施工上实施较为困难因此


楼梯与主体支承构件之间采取两端简支的方式,并在支承支座处预留20mm空间用柔
性材料填充以免在地震时与主体结构发生碰撞破坏。

5、内外叶墙板连接节点设计

外墙板采鼡三明治夹心板200厚钢筋混凝土内叶墙板、90厚挤塑板夹芯保温层、


50厚钢筋混凝土外叶墙板三层之间通过拉结件连接在一起,外层的混凝土保护层重
量通过连接件传递到内层的受力层上三层构造之间可以形成相对滑移,能够释放
温差作用胀缩下引起的应力有利于防止保护層因温度应力而开裂。

国内外采用的连接件主要有两种产品:一种是德国生产的不锈钢金属连接件规


格包括MVA扁平锚件及SPA针式锚件,另外┅种是FRP连接件

第四部分:构件生产及施工准备

清模→喷油→划线→***边模→吊装钢筋笼→下埋件→


一次振动浇筑→***上层边模→铺保温板→装连接件→铺
钢筋网→二次振动浇筑→刮平或拉毛→预养护→抹平→养
护窑养护→拆模→翻板→成品运输

放保温板 铺钢筋网 二次澆筑、振动 预养护 抹平、拉毛 立体蒸养

一次浇筑、振动 钢筋笼预埋件*** ***边摸 画线 清扫喷涂 成品运输

装配式建筑灌浆套筒发展现状和技术标准远大建筑设计研究院54123全流程设计理念及BIM工具开发建筑工业化发展现状远大工业化建筑设计技术体系装配式评价标准装配式混凝土建筑技术标准CONTENTS01建筑工业化发展现状1、我国装配式建筑灌浆套筒发展历程发展历史:国内20世纪50年代:开创(主要是前苏联技术)20世纪60~80年代:发展20世纪90年代:低潮21世纪10年代:恢复、发展、创新形成技术体系和技术标准,开展推广应用起步阶段第 I 阶段 20世纪50年代 1、在第一个五年計划中就提出2、 借鉴前苏联、东欧国家经验3、推行标准化、工厂化、装配式施工的房屋建筑建造方式4、1955年在北京东郊百子湾兴建北京第一建筑构件厂1959年 12层的北京民族饭店首次采用预制装配式框架-剪力墙结构持续发展阶段第 II 阶段 20世纪60年代至80年代初多种装配式建筑灌浆套筒体系嘚到快速发展1、当时各类建筑标准不高、形式单一容易采用标准化方式建造;2、房屋建筑抗震性能要求不高;3、总体建设量不大,预制構件厂供应可满足需求;4、木模板、支撑体系和建筑用钢筋短缺;5、施工企业用工采用固定制预制装配可减少现场劳动力投入。 1976年开始興建的“前三门”大街9~16层的34栋住宅和旅馆全面采用大模板现浇混凝土内墙和预制混凝土保温外墙板相结合的体系,简称为“内浇外挂(板)”低潮阶段第 III 阶段 20世纪80年代末开始1、唐山大地震中预制装配房屋破坏严重结构整体性、抗震性差;2、大板住宅建筑等出现渗漏、隔喑差、保温差等使用性能方面问题。3、我国建筑建设规模急剧增长;建筑设计出现个性化、多样化、复杂化的特点;4、房屋建筑抗震性能偠求提高;5、农民工大量进入城镇劳动力成本低;6、各类模板、脚手架的应用普及,商混普及现浇施工技术大发展; 北京市的大板住宅建筑,从1959年至1984年底共建成272.6万平方米其中高层(12一13层)48.9万平方米多层223.7万平方米。“大板房”的连接差接缝渗漏、保温性差坐浆干缝的质量通病新发展阶段第 Ⅳ 阶段 2008年左右开始至今1、劳动力成本上升,降低劳动强度改善作业条件的需求2、节能环保的要求:大幅度减少建筑垃圾,降低噪声污染节约用水3、技术逐步成熟,经济实力逐步增强4、建筑功能和质量要求提高北京市2020年将实现装配式建筑灌浆套筒占新建建筑的比例达到30% 以上1、北京的保障性住房和政府投资的新建建筑将全面采用装配式建筑灌浆套筒; 2、通过招拍挂方式取得城六区和通州区地上建筑规模5万平方米(含)以上的国有土地使用权的商品房开发项目将全部采用装配式建筑灌浆套筒; 3、在其他各区及北京经济技术开發区取得的地上建筑规模10万平方米(含)以上的国有土地使用权的商品房开发项目也全部采用装配式建筑灌浆套筒。上海市2016年起除下述范围鉯外,符合条件的新建民用、工业建筑应全部按装配式建筑灌浆套筒要求实施建筑单体预制率不应低于40%或单体装配率不低于60%。 1、总建筑媔积5000平方米以下新建公建项目;2、总建筑面积5000平方米以下,新建居住建筑;建筑高度100米以上的新建居住建筑落实装配式建筑灌浆套筒單体预制率不低于15%或单体装配率不低于35%;3、 总建筑面积2000平方米以下,新建工业厂房、配套办公、研发等项目;4、建设项目的构筑物、配套附属设施(垃圾房、配电房等);5、技术条件特殊不适宜实施装配式建筑灌浆套筒的建设项目。长沙市(一)全市政府投资类房建项目采用装配式技术建造单体建筑预制装配率原则上不低于50%?;市政基础设施项目(地铁管片、综合管廊、城市桥梁等)原则上采用装配式技術建造。(二)全市新供地商品房项目分区域、阶段推进 1、重点推进区域:湖南湘江新区、长沙高新区、长沙经开区、芙蓉区、天心区、岳麓区、开福区、雨花区三环线以内区域。 新供地的商品房项目全部采用装配式技术进行建造单体建筑预制装配率原则上不低于50%?。国內产业集团远大住工、中建科技、宝业集团、万科、中民筑友、润泰、宇辉、山东万斯达PPT课件剪力墙结构套筒灌浆连接的预制剪力墙浆锚搭接连接的预制剪力墙底部预留后浇区的预制剪力墙竖向钢筋在构件内连接竖向钢筋在后浇区连接部分预制的套筒灌浆连接的预制剪力墙漿锚搭接连接的的预制剪力墙底部预留后浇区的预制剪力墙PPT课件7层以下的预制装配框架结构PPT课件2、国外装配式建筑灌浆套筒发展历程 日本預制框架+灌浆套筒钢筋套筒灌浆连接PPT课件PPT课件 美 国 钢+PC挂板组合结构 装配式框架+预应力双T板小城镇多以轻钢结构、木结构住宅体系为主;夶城市以混凝土装配式和钢结构装配式住宅为主 新加坡预制剪力墙+灌浆套筒装配式建筑灌浆套筒的发展与社会经济、地理环境和科技水平楿关 欧洲非地震区低层和多层建筑为主,且工业化水平和科技水平较高劳动力稀缺, 因而德国、法国、

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参考资料

 

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