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1、第三章预制混凝土构件的深化设计 第一节预制混凝土构件的设计过程简介第二节装配式混凝土结构设计技术要点第三节装配式结构工程施工图设计的深度要求第四节装配式混凝土结构工程设计文件编制的深度要求第五节装配式混凝土预制构件深化设计制图第六节预制构件在制造与施工阶段设计验算第七节BIM在工程设计中的应用 返回 第一节预制混凝土构件的设计过程简介 一 预制构件加工图设计流程预制构件加工图设计流程 前期技术策划 建筑施工图设计 预制构件拆分方案设计 预制构件模板图 预制构件配筋图 预制构件预埋预留图 水 电 预埋件 门窗预埋预留 预制构件综合加工图 模具设计图 二 前期技术策划在项目前期策划中 应根据建筑产
2、业化目标 技术水平和施工能力以及经济性等要求确定适宜的预制率 预制率在装配式建筑中是比较重要的控制性指标 下一页 返回 第一节预制混凝土构件的设计过程简介 装配式混凝土结构的建筑设计 应在满足建筑使用功能的前提下 实现功能单元的标准化设计 以提高构件与部品的重复使用率 有利于降低造价 装配式混凝土结构的建设过程中 需要建设 设计 生产 施工和管理等单位精心配合 协同工作 在方案设计阶段之前 应增加前期技术策划阶段 为配合预制构件的生产加工 应增加预制构件深化设计图纸的设计内容 前期技术策划对项目的实施起到了十分重要的作用 设计单位应充分了解项目定位 建设规模 产业化目标 成本限额 外部条件等影
3、响因素 制定合理的建筑设计方案 提高预制构件的标准化程度 并与建设单位共同确定技术实施方案 为后续的设计工作提供依据 上一页 下一页 返回 第一节预制混凝土构件的设计过程简介 建筑方案设计应根据技术策划要点 做好平面设计和立面设计 平面设计在保证满足使用功能的基础上 遵循 少规格 多组合 的设计原则 实现功能单元设计的标准化与系列化 立面设计宜考虑构件生产加工的可能性 根据装配式的建造特点 实现立面设计的个性化和多样化 装配式混凝土结构的深化设计是生产前重要的准备工作之一 由于工作量大 图纸多 牵涉专业多 一般由建筑设计单位或专业的第三方单位进行预制构件深化设计 建筑专业应按照建筑结构特点和预
4、制构件生产工艺的要求 将建筑物拆分为独立的构件单元 如图3 1 1和图3 1 2所示 上一页 下一页 返回 第一节预制混凝土构件的设计过程简介 根据工程需要 充分考虑预制构件的重量和尺寸 综合考虑项目所在地区构件的加工能力及运输 吊装等条件 为构件加工图设计提供预制构件尺寸控制图 建筑设计可采用BIM技术 协同完成各专业的设计内容 提高设计精度 预制构件的设计应遵循标准化 模数化原则 尽量减少构件类型 提高构件标准化程度 降低工程造价 对于开洞多 异形 降板等复杂部位 可进行具体设计 三 建筑工程施工图建筑施工图设计应遵循当地施工条件的要求 结合现行国家设计规范进行设计 达到施工图设计深度 上
5、一页 下一页 返回 第一节预制混凝土构件的设计过程简介 预制构件生产企业应参与施工图图纸会审 并提出相关意见 四 预制混凝土构件深化设计图在将预制混凝土构件拆分成相互独立的预制构件后 在以后的设计过程中应重点考虑构件的连接构造 水电管线的预埋 门窗及其他埋件的预埋 吊装及施工必需的预埋件 预留孔洞等 同时 要考虑方便模具加工和构件生产效率 现场施工吊运能力限制等因素 一般每个预制构件都要绘制独立的构件模板图 配筋图 预留预埋件图 对复杂情况需要制作三维视图 上一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 一 基本要求 1 装配整体式混凝土建筑应进行标准化 定型化设计 1 装配整体式混凝土建筑
6、应进行标准化设计 实现设计项目的定型化 提高基本单元 构件 建筑部品的重复使用率 以满足工业化生产的要求 2 标准化设计应结合本地区的自然条件和技术经济的发展水平 3 项目应采用模块化设计方法 建立适用于本地区的户型模块 单元模块和建筑功能模块 符合少规格 多组合的要求 2 标准层组合平面 基本户型设计要点应符合下列要求 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 1 宜采用大空间的平面布局方式 合理布置承重墙及管井位置 在满足住宅基本功能的基础上 实现空间的灵活性和可变性 公共空间及户内各功能空间分区明确 布局合理 2 主体结构布置宜简单 规则 承重墙体上 下对应贯通 平面凹凸变化不宜
7、过多 过深 平面体型符合结构设计的基本原则和要求 3 住宅平面设计应考虑卫生间 厨房及其设施 设备布置的标准化以及合理性 竖向管线宜集中设置管井 并宜优先采用集成式卫生间和厨房 3 预制构件的标准化设计应符合下列要求 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 1 预制梁 预制柱 预制外承重墙板 内承重墙板 外挂墙板等在单体建筑中规格少 在同类型构件中具有一定的重复使用率 2 预制楼板 预制楼梯 预制内隔墙板等在单体建筑中规格少 在同类构件中具有一定的重复使用率 3 外窗 集成式卫生间 整体橱柜 储物间等室内建筑部品在单体建筑中重复使用率高 并采用标准化接口 工厂化生产 装配化施
8、工 4 构件设计应综合考虑对装配化施工的安装调节和施工偏差配合的要求 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 4 非承重的预制外墙板 内墙板应与主体结构可靠连接 接缝处理应满足保温 防水 防火 隔声的要求 5 预制外墙挂板的接缝及门窗洞口等防水薄弱部位宜采用材料防水和构造防水相结合的做法 并应符合下列规定 1 墙板水平缝宜采用高低缝或企口缝构造 2 墙板竖缝可采用平口或槽口构造 3 当板缝空腔需设置导水管排水时 板缝内侧应增设气密密封构造 4 缝内采用聚乙烯等背衬材料填塞后用耐候性密封胶密封 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 6 预制外墙的接缝 包括屋
9、面女儿墙 阳台 勒脚等处的竖缝 水平缝 十字缝以及窗口处 应根据工程特点和自然条件等 确定防水设防要求 进行防水设计 垂直缝宜选用结构防水与材料防水结合的两道防水构造 水平缝宜选用构造防水与材料防水结合的两道防水构造 7 外墙板接缝处的密封胶应选用耐候性密封胶 具有与混凝土的相容性 低温柔性 防霉性及耐水性等材料性能 其最大伸缩变形量 剪切变形性能应满足设计要求 二 结构设计 一 装配式混凝土结构的施工方法 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 1 装配式混凝土结构应以湿式连接为主要技术基础 采用预制构件与部分部位的现浇混凝土以及节点区的后浇混凝土相结合的方式 竖向承重预制
10、构件的受力钢筋的连接应采用钢筋套筒灌浆连接技术 实现节点设计强接缝 弱构件的原则 使装配式混凝土结构具有与现浇混凝土结构完全等同的整体性 稳定性和延性 2 装配式混凝土结构现浇混凝土部位以及节点区后浇混凝土的设置要求 应符合现行行业标准 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1 的相关规定 二 装配式混凝土结构的结构布置 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 装配式混凝土结构的平面布置和竖向布置除应符合现行行业标准 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1 的相关规定外 还应符合下列要求 1 结构在平面和竖向不应有明显的薄弱部位 且宜避免结构和构件出现较大的扭转效应 2 高层装配式混凝
11、土结构不宜采用整层转换的设计方案 当采用部分结构转换时 应符合下列规定 1 部分框支剪力墙结构底部的框支层不宜超过2层 框支层以下及相邻上一层应采用现浇结构 且现浇结构的高度不应小于房屋高度的1 10 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 2 转换柱 转换梁及周边楼盖结构宜采用现浇 3 装配式混凝土结构中的预制框架柱和预制墙板构件的水平接缝处不宜出现全截面受拉应力 4 装配式混凝土结构楼梯布置宜采用简支连接的预制楼梯 预制楼梯可采用板式和梁式楼梯 三 装配式混凝土结构的结构分析与短暂设计状况验算1 结构整体分析 1 等同现浇的整体分析 装配式混凝土结构在满足现行行业标准 装
12、配式混凝土结构技术规程 JGJ1 的相关规定时 可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析 进行抗震设计时还应符合下列要求 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 1 装配式混凝土结构及其预制结构构件的连接应按现行行业标准 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3 和 全国民用建筑工程设计技术措施 结构 混凝土结构 2009版 的有关规定进行结构抗震性能设计 2 当同层内既有预制又有现浇抗侧力构件时 地震设计状况下宜对现浇抗侧力构件在地震作用下的弯矩和剪力进行适当放大 装配式混凝土剪力墙结构的增大系数不宜小于1 1 3 在结构内力与位移计算时 对现浇楼盖和叠合楼盖 均可假定楼盖
13、在其自身平面内为无限刚性 楼面梁的刚度可计入翼缘作用予以增大 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 4 预制混凝土外墙挂板及其与主体结构的连接节点应进行抗震设计 并应根据与主体结构的连接方式确定其对结构分析的影响 采用两点支承等柔性连接方式时 外挂墙板可按附加荷载考虑 预制混凝土夹心保温外墙板采用非组合墙板时 外叶墙板仅作为荷载 通过拉结件作用在内叶墙板上 此时内外叶墙板的拉结件应具有规定的承载能力 变形能力和耐久性能 2 多层剪力墙结构的弹性方法结构分析如下 1 现行行业标准 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1 第9章所述多层装配式剪力墙结构 是参照原行业标准 装配式大板
14、居住建筑设计和施工规程 JGJ1 的相关节点构造 在高层装配整体式剪力墙基础上进行简化的一种主要用于多层建筑的装配式结构 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 2 多层装配式剪力墙结构由于其简化了节点构造 使结构并不与现浇结构等同 计算分析时 可采用弹性方法进行结构分析 但应按结构实际情况建立分析模型 2 叠合楼盖结构设计叠合楼盖设计除满足现行国家标准的有关规定外 还应符合下列要求 1 叠合楼盖可采用单向板 双向板的设计方案 2 叠合楼盖的预制底板可设置拼缝 也可采用密缝拼接的做法 当采用密缝拼接的做法时 拼缝处应采取控制板缝的可靠措施 3 叠合楼盖设计中 板的跨厚应适当小
15、于现浇楼板 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 4 叠合楼盖采用预制预应力底板时 应采取控制反拱的可靠措施 3 预制构件在制作 运输和堆放 安装等阶段的短暂设计状况验算预制构件在制作 运输和堆放 安装等阶段的短暂设计状况应符合现行国家标准 混凝土结构工程施工规范 GB50666 和 装配式混凝土结构技术规程 JGJ1 的有关规定 当有可靠的生产和施工经验时 可对动力系数 脱模吸附力和计算方法进行适当调整 四 预制混凝土构件的设计要求 1 在前期策划阶段 应考虑运输 安装等条件对预制构件的限制 这些限制包括以下几项 1 重量 人行道和桥的等级 上一页 下一页 返回 第二节装
16、配式混凝土结构设计技术要点 2 高度 桥 隧道和地下通道的净高 3 长度 车辆的机动性和相关法律 4 宽度 许可 护航要求和相关法律 5 自行式起重机的能力 6 场地存放的条件 2 预制构件的尺寸宜按下述规定采用 1 预制框架柱的高度尺寸宜按建筑层高确定 2 预制梁的长度尺寸宜按轴网尺寸确定 3 预制剪力墙板的高度尺寸宜按建筑层高确定 宽度尺寸宜按建筑开间和进深尺寸确定 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 4 预制楼板的长宽尺寸宜按轴网或建筑开间 进深尺寸确定 宽度尺寸不宜大于2 7m 3 预制构件的钢筋构造设计应符合下列原则 1 提高预制构件连接效率 2 满足钢筋准确定位的要求 3 提高钢筋骨架的机械化加工和安装水平 4 便于模具的加工 安装和拆卸 5 便于施工现场的安装操作 五 预制混凝土构件的选择预制构件截面类型的选择可按下列原则采用 上一页 下一页 返回 第二节装配式混凝土结构设计技术要点 1 预制剪力墙板宜采用一字形的一维构件 当有可靠的设计经验和预制构件的生产 施工经验时 也可采用L形 T形 U形和Z形等多维构件 2 预制框架梁 柱可采用一字形的一维构
