装配式混凝土剪力墙结构住宅系列国标图集解析

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  • 发表时间:2015年6月19日
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    摘要:在住房和城乡建设部工程质量安全监管司的直接领导下,近期中国建筑标准设计研究院牵头组织国内设计、科研、施工、构件生产和住宅开发等50多家建筑产业化领军企业,历时8个月,顺利完成建筑产业现代化国家建筑标准设计专项工作计划(第一批)9本图集的编制工作。本文从图集编制思路及设计选用等方面出发,对该套装配式混凝土剪力墙结构住宅系列国标图集进行解析,用以指导图集在实际工程中的应用。

    关键词:编制思路 设计选用  装配式混凝土剪力墙结构住宅系列国标图集
 
1.前言
    近年来,建筑产业现代化的呼声越来越高,国家政策方面住房和城乡建设部出台多个文件要求“大力推进建筑产业现代化的发展”,各地方政府也相继出台相关的鼓励政策,建筑产业化的发展可谓蒸蒸日上。但在具体实施过程中仍然存在着各种各样的问题,通过大范围的调研,发现很多设计、施工、构件加工企业都存在技术盲点,不少单位还不知道怎么做,有些工程的设计、施工甚至存在安全隐患,严重制约了建筑产业化的健康快速发展。这些都表明建筑产业现代化目前的技术支撑体系还并不完善,住建部在2014年7月颁发的《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》中要求制定完善有关标准,组织编制相应标准设计图集,指导建立标准化部品构件体系,用以促进建筑业发展方式转变。
2.装配式混凝土剪力墙结构住宅国标设计体系
    在这样的背景下,中国建筑标准设计研究院在住建部的领导下构建了“建筑产业现代化国家建筑标准设计体系”,同时针对目前国内应用量大面广的装配式混凝土剪力墙结构住宅构建了“装配式混凝土剪力墙结构住宅国标设计体系”先行实施。
图1  装配式混凝土剪力墙结构住宅国标设计体系
    该体系紧扣装配式混凝土剪力墙住宅实施过程中设计、生产、施工三个主要技术环节,针对其实施主体即设计单位、生产企业、施工企业进行构建,通过设计指导、构件构造、施工指导三类国标设计文件全方位提供技术支撑(见图1),从设计标准化、构件模数化、施工规范化三个方面指导设计、生产、施工人员。
    其中设计指导类图集帮助设计人员掌握装配式混凝土结构设计的各个环节、了解标准化设计思路、规范设计表达、提高设计质量和效率;通用构件图集一方面供设计人员按照“选用标准构件”的方法进行装配式混凝土剪力墙结构住宅设计,另一方面供全国构件生产企业进行生产和加工,提高标准化、通用化水平,规范构件生产加工质量,真正实现产业化;连接构造图集将规范施工安装,指导现场施工,确保工程质量。
3.建筑产业现代化国家建筑标准设计专项工作计划(第一批)相关图集介绍
    近期出版的八本图集(见图2),根据住房和城乡建设部建质函[2014]223号文“关于印发《建筑产业现代化国家建筑标准设计专项工作计划(第一批)》的通知”进行编制; 建质函[2015]47号文“住房城乡建设部关于批准《预制混凝土剪力墙外墙板》等9项国家建筑标准设计的通知”批准实施。
    整套图集均以《装配式混凝土结构技术规程》JGJ 1-2014以及现行国家标准为主要依据,适用于非抗震设计及抗震设防烈度为6-8度抗震设计的装配式混凝土剪力墙结构住宅。
 
图2  建筑产业现代化国家建筑标准设计专项工作计划(第一批)相关图集
    3.1  15J939-1《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)》
    在装配式剪力墙结构住宅设计中,建筑专业是牵头专业,其方案设计是否适于采用工业化方式建造直接影响到整个建筑标准化程度的高低,甚至影响到构件生产、施工安装的难易程度及效率。图集在编制的过程中倡导标准化、模块化、系列化的平面设计原理,以及多样化组合的立面设计手法,强调标准化的设计思路,并重点表达施工图设计深度及专业协同方面的特点及要求。
    图集总说明针对目前采用装配式混凝土剪力墙结构建造的住宅进行了梳理、提炼,给出了区别于现浇混凝土结构的建造流程供参考。为了帮助设计人员更加全面的了解装配式混凝土剪力墙结构住宅建筑设计的原则及各设计流程节点中的技术要点、协同设计内容等编制了设计流程图。
    图集通过装配式剪力墙结构住宅设计方案、基于SI体系的住宅内装修设计方案、南方装配式公共租赁住房施工图、北方装配式商品住宅施工图等四个示例,充分表达了方案阶段、施工图阶段的设计思路及深度要求;体现了南、北方不同地域住宅设计的要求;展示了普通装修及SI内装的设计思路;以及公租房、商品房两类住宅形式的设计做法。
    3.2  15G107-1《装配式混凝土结构表示方法及示例(剪力墙结构)》
    该本图集是结构国标图集和施工图设计之间的纽带,主要解决施工图设计如何表达,以及表达深度的问题。
    本图集包括装配式混凝土剪力墙结构施工图表示方法及示例两部分内容,其中,施工图表示方法包括基础顶面以上的预制混凝土剪力墙外墙板、预制混凝土剪力墙内墙板、钢筋桁架混凝土叠合板、预制混凝土板式楼梯、预制混凝土阳台板、空调板及女儿墙等预制构件的表达形式,各类构件在施工图中所需表达的主要内容见表1。示例部分为一个完整的装配式混凝土剪力墙结构施工图示例,与15J939-1《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)》的示例四共同选取统一工程项目进行编制,方便专业之间相互配套使用及参考。

各类构件在施工图中表达内容一览表

构件

名称

施工图

表达的内容

主要注写要求

墙板

平面布置图

标注未居中墙板的定位、注写墙板编号、墙板上留洞定位、后浇段尺寸及定位、预制内墙板装配方向

预制墙板表

注写墙板编号、位置信息、管线预埋信息、构件重量及数量、构件详图页码、外墙板应注写外叶板参数;选用标准图集时应注明对应的标准构件编号

后浇段表

注写后浇段编号、后浇段起始标高、配筋信息

叠合板

预制底板布置图

叠合板编号、预制底板编号、各块预制底板尺寸和定位、板缝位置

预制底板表

叠合板编号、板块内预制底板编号、所在楼层、构件数量和重量、构件详图页码、构件设计补充内容(线盒、留洞位置)

现浇层配筋图

同现浇混凝土结构

水平后浇带或圈梁布置图

标注水平后浇带或圈梁分布位置及编号

水平后浇带或圈梁表

水平后浇带或圈梁编号、所在平面位置、所在楼层及配筋等

楼梯

平面布置图

楼梯间的平面尺寸、楼层结构标高、楼梯的上下方向、预制梯板的平面尺寸、梯板类型及编号、定位尺寸等;剪刀楼梯还需标准防火隔墙的定位尺寸及编号

剖面图

预制楼梯编号、梯梁梯柱编号、预制梯板水平及竖向尺寸、楼梯结构标高、层间结构标高、建筑楼面做法厚度等。

预制楼梯表

构件编号、所在层号、构件重量、构件数量、构件详图页码、连接索引等

阳台板及空调板

平面布置图

预制构件编号、预制构件平面尺寸、定位尺寸、预留洞口尺寸及相对应构件本身的定位(标准构件时不注)、楼层结构标高、板顶标高高差

构件表

平面图中的编号、板厚、构件重量、构件数量、所在层号、构件详图页码;选用标准图集时应注明对应的标准构件编号

女儿墙

平面布置图

预制构件编号、预制构件平面尺寸、定位尺寸、预留洞口尺寸及相对应构件本身的定位(标准构件时不注)、楼层结构标高、女儿墙厚度、墙顶标高

预制女儿墙表

平面图中的编号、所在层号和轴线号、内叶墙厚、构件重量、构件数量、构件详图页码、有必要时外叶板调整参数;选用标准图集时应注明对应的标准构件编号

    3.3  15G310-1~2《装配式混凝土结构连接节点构造》
    我国目前应用的装配式混凝土剪力墙结构是由预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构,即《装配式混凝土结构技术规程中》JGJ1-2014中提到的装配整体式结构。连接节点设计是其中最为关键的环节,一方面要求保证结构的整体性、安全性,另一方面需要兼顾考虑施工的便捷性。
    15G310-1~2《装配式混凝土结构连接节点构造》分楼盖和楼梯、剪力墙两个分册,全面阐述了装配式混凝土剪力墙结构住宅中各类构件之间的连接节点做法及节点内钢筋的构造要求,主要涉及内容见表2。
    该本图集中各类构件的连接节点做法都给出几种不同的连接方式,各种连接方式构件预留钢筋的长度及后浇段尺寸都不相同,因此在设计选用时同类构件宜采用同一种连接方式,并且应结合构件自身尺寸要求、预留钢筋长度、后浇段尺寸等相关因素综合考虑。

2  15G310-1~2《装配式混凝土结构连接节点构造》主要节点一览表

序号

构件信息

相关构造

1

叠合板

双向板

叠合板整体接缝连接构造(后浇带形式和密拼接缝);

中间支座连接构造(有外伸钢筋和无外伸钢筋,支座为梁或剪力墙);

边支座连接构造(有外伸钢筋和无外伸钢筋,支座为梁或剪力墙)

单向板

叠合板板侧接缝连接构造

板侧支座连接构造(有外伸钢筋和无外伸钢筋,中间支座和边支座);

注:板端支座连接构造同双向板

2

非框架叠合梁

后浇段对接连接构造;主次梁连接边节点、中间节点构造;搁置式主次梁连接节点构造;剪力墙平面连接节点构造

3

预制楼梯

高端支承为固定铰支座,低端支承为滑动铰支座

高端支承为固定支座,低端支承为滑动支座

高端支承、低端支承均为固定支座

4

剪力墙

竖缝

预制墙板墙身连接;预制墙板与现浇墙连接;预制墙板与后浇边缘暗柱连接;预制墙板与后浇端柱连接;预制墙板在转角墙处连接;预制墙板在有翼墙处连接;预制墙板在十字形墙处连接

水平缝

预制墙板内边缘构件竖向钢筋连接;预制墙板竖向分布钢筋逐根连接;预制墙板竖向分布钢筋部分连接;抗剪用钢筋连接;预制墙变截面处竖向分布钢筋连接;预制墙竖向钢筋顶部构造;水平后浇带构造;后浇圈梁钢筋构造

5

连梁

预制连梁与后浇段连接(机械连接和锚固);预制连梁与缺口墙连接构造(机械连接和锚固);后浇连梁与预制墙连接;预制连梁对接连接

    3.4  15G365-1《预制混凝土剪力墙外墙板》
    图集基于非组合式预制混凝土夹心保温外墙板进行编制,主要编制了无洞口外墙、一个窗洞高窗台外墙、一个窗洞矮窗台外墙、两个窗洞外墙和一个门洞外墙等五种平面构件(见图3),图集给出了构件模板图、配筋图、配套连接节点、各类预埋件示意等。适用于具有较好规则性的高层装配整体式剪力墙结构住宅,不适用于地下室、底部加强部位及相邻上一层、顶层剪力墙。
    剪力墙墙板设计控制参数较多,为满足在工程设计中便于使用的要求,本图集对已有工程实践经验进行总结后,选择了其中较为常用和成熟的构件及节点做法进行编制。设计人员应结合具体工程情况、生产设备及施工工艺,在全面了解图集中各项适用条件和设计参数的基础上,正确使用本图集,界定的主要参数及选用要求见表3。
图3 预制剪力墙外墙板形式

预制混凝土剪力墙外墙板主要参数及选用要求

类别

参数

具体信息及选用要求

类别

参数

具体信息及选用要求

建筑相关

层高

2.8m2.9m3.0m

设备

线盒及管线

给出多种位置选择,设计选用

门窗洞口

3M

内叶墙板

200mm

生产施工埋件

脱模埋件

未指定,根据实际生产方式补充

外叶墙板

60mm

保温层

30~100mm

吊装埋件

指定吊点位置并给定墙板荷载,选用产品并核算后预埋

建筑面层

50mm100mm

结构相关

竖向钢筋

灌浆套筒

水平钢筋

整体接缝

临时支撑

指定位置,需补充计算支撑。

配筋

构造配筋

板厚度

130mm

模板固定

按实际情况补充

混凝土

C30

其他

按实际情况补充

外叶拉结件

未指定,自行设计

 

 

 

    3.5  15G365-2《预制混凝土剪力墙内墙板》
    预制混凝土剪力墙内墙板参数与外墙板基本一致,图集编制了无洞口内墙、固定门垛内墙、中间门洞内墙、刀把内墙等4种平面构件形式,见图4。与外墙所不同的是,图集在编制的过程中指定了内墙板的装配方向,设备管线预埋与墙板装配方向相互联系。
 
图4  预制剪力墙内墙板形式
    3.6  15G366-1《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》
    图集编制了60mm厚桁架钢筋混凝土叠合板用预制底板,后浇叠合层厚度可为70mm、80mm、90mm三种情况,给出了相应的配套节点及选用示例,界定了脱模、吊装、堆放、施工临时支撑的各个环节的具体要求,设计人员选用之后不必再进行施工阶段验算,适用于剪力墙厚度为200mm的楼屋盖。由于板上开洞及预埋线盒位置在实际工程中千差万别,图集并未指定具体位置,仅给出洞口设置及加强的要求,因此设计选用中应结合底板平面布置图给出洞口位置以及线盒位置,生产时按要求留设。
    双向受力情况下,预制底板标志宽度1200mm、1500mm、1800mm、2000mm、2400mm五种,标志跨度3m~6m,板跨度方向配筋8@200、8@150、10@200、10@150四种情况,板宽度方向配筋8@200、8@150、8@100三种情况,底板板侧预留外伸钢筋通过后浇带形式整体接缝连接,编号中设置调节宽度δ以满足各种尺寸要求,见图5。
图5 双向板拼缝布置图
    单向受力情况下,预制底板标志宽度1200mm、1500mm、1800mm、2000mm、2400mm五种,标志跨度2.7m~4.2m,板跨度方向配筋8@200、8@150、10@200、10@150四种情况,板宽度方向分布钢筋配筋6@200,底板布置时采用密拼方式,通过支座处板缝以满足各种尺寸要求,见图6。
图6 单向板拼缝布置图
    3.7  15G367-1《预制钢筋混凝土板式楼梯》
    在住宅建筑中,预制楼梯是最容易实现标准化的构件,图集根据实际使用情况给出双跑楼梯和剪刀楼梯两类构件形式;采用高端支承为固定铰支座,低端支承为滑动铰支座的连接方式;并配套墙板图集指定层高为2.8m、2.9m、3.0m三种情况,对于双跑楼梯编制了最常用的开间尺寸2.4m、2.5m两种情况,对于剪刀楼梯编制了最常用的开间尺寸2.5m、2.6m两种情况。双跑楼梯构件示意见图7,剪刀楼梯构件示意见图8。
图7 双跑楼梯构件示意图
图8 剪刀楼梯构件示意图
    3.8  15G368-1《预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙》
    该图集包含3类构件,其中预制混凝土阳台部分包括预制叠合板式阳台、全预制板式阳台、全预制梁式阳台三种类型,见图9;预制空调板一种形式见图10;预制女儿墙包括夹心保温式女儿墙和非保温式女儿墙两种,见图11。
图9 预制阳台
图10 预制空调板
图11 预制女儿墙
4 总结
    4.1  装配式混凝土结构剪力墙住宅系列图集涵盖了设计指导、通用预制构件及连接节点详图等,首次形成了全国通用的装配式混凝土剪力墙住宅结构体系和首套全国通用住宅系列构件,内容全面、协调、配套,可以全方位指导设计、施工和构件生产。
    4.2  设计人员选用构件类图集时,应结合具体工程情况、生产设备及施工工艺,在全面了解图集中各项适用条件和设计参数的基础上,正确使用;生产单位应结合图集及施工图文件加工制作相关构件。
 
参考文献
    1. 中华人民共和国行业标准.《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014
    2. 国家建筑标准设计图集《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)》15J939-1
    3. 国家建筑标准设计图集《装配式混凝土结构表示方法及示例(剪力墙结构)》15G107-1
    4. 国家建筑标准设计图集《装配式混凝土结构连接节点构造》15G310-1~2
    5. 国家建筑标准设计图集《预制混凝土剪力墙外墙板》15G365-1
    6. 国家建筑标准设计图集《预制混凝土剪力墙内墙板》15G365-2
    7. 国家建筑标准设计图集《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》15G366-1
    8. 国家建筑标准设计图集《预制钢筋混凝土板式楼梯》15G367-1
    9. 国家建筑标准设计图集《预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙》15G368-1
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