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5.1 一般规定
5.1.1 装配式住宅技术策划时应选定适宜的结构技术体系。
5.1.2 结构技术体系应根据建筑的抗震设防烈度、建筑高度、场地条件和生产施工等因素,经过技术、经济和使用条件的综合比较后确定,并应符合下列规定:
1 应具有完善的设计方法,结构计算模型应与结构整体、部件及其连接的受力特征相符合;
2 结构部件应具有配套技术指标说明书等文件,在一定范围内宜形成通用部件库;
3 应具有部件连接的成套技术,连接技术应安全可靠、质量可控、配套完整、操作简便;
4 宜具有部件生产成套技术,生产成套技术应包括生产工艺、质量标准和管理系统、存放和运输、成品保护等内容;
5 宜具有成套施工技术,成套施工技术应包括安装工艺和工序、配套设备设施和机具、质量控制措施、检验验收方法等。
5.1.3 结构专业应结合通用部件的选型配合建筑专业进行建筑方案的设计,并应符合下列规定:
1 结构平面布置宜规则、对称,质量、刚度分布宜均匀;抗侧力结构部件的竖向布置应连续、均匀,应避免侧向刚度和承载力沿竖向突变;
2 结构布置时,应初步确定结构部件的选型,包括部件及其接口的尺寸和构造等;
3 宜采用大空间的布置方案。
5.1.4 结构系统宜优先选用通用部件,并应符合下列规定:
1 结构部件的设计选型应同时确定部件之间的接口做法;
2 宜选用集成外围护、设备与管线、内装修部品的通用部件,并与各系统进行协调;
3 结构整体性能应符合国家现行标准的有关规定,并应通过部件选型、结构验算进行迭代优化;
4 部件选型时应充分考虑生产、运输、存放和吊装的可行性,宜选择尺寸较大的部件;
5 当选用非通用部件时,仍应遵循少规格、多组合的标准化设计原则。
5.1.5 部件之间、部件与部品之间的接口应进行标准化设计,并应满足尺寸标准化、构造简单、施工便捷的要求。
条文说明
5.1.1 技术策划时应确定装配式住宅结构所采用的技术体系,这是之后结构部件选型的前提。
5.1.2 根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定,结构技术体系应根据建筑的抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和生产施工等因素,经过技术、经济和使用条件的综合比较确定。结构技术体系的选型不仅仅是结构安全合理性的问题,同时也要考虑到建筑功能要求、生产工艺要求、施工安装可行性的问题。所选结构技术体系应是国家现行标准给出的成熟的技术体系,否则按照相关标准的要求应进行专项论证。
近年来,在我国学者和企业主导下,已形成了多种装配式结构技术体系。对装配式结构而言,结构技术体系应在保证整体结构安全性的基础上,涵盖设计、生产、施工的全过程,主要内容包括:
(1) 结构分析和设计方法
结构的安全性是基本要求,也是需要第一位考虑的因素。在确定部件及其连接做法后,应通过研究形成结构设计方法,包括:结构的性能目标要求、结构的整体分析方法、结构分析模型、部件及连接的承载力计算方法、构造要求等,按此方法设计的结构整体性能不应低于国家现行标准对结构性能的基本要求。
结构的安全性是基本要求,也是需要第一位考虑的因素。在确定部件及其连接做法后,应通过研究形成结构设计方法,包括:结构的性能目标要求、结构的整体分析方法、结构分析模型、部件及连接的承载力计算方法、构造要求等,按此方法设计的结构整体性能不应低于国家现行标准对结构性能的基本要求。
其中,计算模型与实际受力情况的符合性对于结构的安全性至关重要,因此在结构技术体系研发时应研究清楚部件及其连接的受力特性,基于该受力特性确定合适的计算模型。
(2)部件及其连接
部件及其连接是装配式结构的两大基本要素,应在功能模块及其组合的基础上,形成标准化、系列化的结构部件及其连接技术,并应充分重视部件生产、运输、施工安装的可行性、便捷性。
(2)部件及其连接
部件及其连接是装配式结构的两大基本要素,应在功能模块及其组合的基础上,形成标准化、系列化的结构部件及其连接技术,并应充分重视部件生产、运输、施工安装的可行性、便捷性。
部件产品手册及技术指标说明指部件的尺寸要求、配筋要求、钢筋排布要求、与周边部品部件的协调要求,在尺寸、配筋确定的情况下也可提供承载能力、抗裂性能等指标。
在一定范围内建立通用部件库,一定范围指某一区域、某一类产品等。各地方或企业可根据具体的技术体系和住宅产品类型逐步建立相应的通用部件库,如在保障性住宅中形成楼板、楼梯、墙板等通用部件库。
(3)生产技术
装配式结构中大多部件在工厂生产,因此结构技术体系中应涵盖构件生产制作的技术。对于预制混凝土构件而言,成套的生产技术一般包括原材料及配件进厂、模具制作及拼装、钢筋及预埋件的安装、混凝土成型、养护、脱模、存放、运输、构件成品保护等,完善的装配式混凝土结构技术体系应配套预制构件生产各环节的技术措施,并结合施工安装的要求制定适宜的构件出厂质量控制要求。构件出厂质量控制要求包括构件的尺寸偏差、外观质量要求等。
装配式结构中大多部件在工厂生产,因此结构技术体系中应涵盖构件生产制作的技术。对于预制混凝土构件而言,成套的生产技术一般包括原材料及配件进厂、模具制作及拼装、钢筋及预埋件的安装、混凝土成型、养护、脱模、存放、运输、构件成品保护等,完善的装配式混凝土结构技术体系应配套预制构件生产各环节的技术措施,并结合施工安装的要求制定适宜的构件出厂质量控制要求。构件出厂质量控制要求包括构件的尺寸偏差、外观质量要求等。
(4)施工技术
施工安装一般包括预制构件进场、场内运输与存放、构件吊装与定位、构件临时固定、连接施工、成品保护等,应结合构件及其连接的特点建立成套的技术方案,并制定各环节的质量控制措施、安全管理措施,并提出质量检验验收的方法,对于复杂的施工环节宜采用BIM技术进行模拟。
施工安装一般包括预制构件进场、场内运输与存放、构件吊装与定位、构件临时固定、连接施工、成品保护等,应结合构件及其连接的特点建立成套的技术方案,并制定各环节的质量控制措施、安全管理措施,并提出质量检验验收的方法,对于复杂的施工环节宜采用BIM技术进行模拟。
5.1.3 为建立良好的生产体系,装配式建筑强调由工厂化生产的部品部件集成为整体建筑。而目前装配式混凝土结构实施中,往往设计前端未能考虑到结构构件的应用,直接按传统现浇做法进行设计,之后再由深化设计单位拆分预制混凝土构件,这种做法导致了设计与生产、施工环节的脱节,带来了大量的非通用部件的使用,使得生产施工的效率和质量都难以保证。
为扭转当前局面,本条规定结构专业应结合通用部件的选型配合建筑专业进行建筑方案的设计。建筑方案很大程度上决定了结构构件的布置,因此在建筑方案遴选的过程中,结构专业应该积极配合建筑专业,对建筑形体、结构构件布置提出建议,使得建筑方案更加适应于装配式建造,结构专业人员首先应熟悉通用部件产生的条件,提出的建议应更加有利于通用部件的应用。
结构构件布置一方面影响到结构整体计算指标的合理性,另一方面也决定了通用部件应用的多少,结构设计人员应综合考虑两方面的合理性,选择最优布置方案。
大空间的结构布置方案指一个结构空间中应至少包含两个建筑功能空间。结构采用大空间的布置方案可以为后期住宅建筑改变使用功能创造有利条件,如住宅建筑的客厅与卧室之间隔墙宜尽可能布置为轻质隔墙,卧室与卧室内卫生间隔墙宜布置为轻质隔墙等。
5.1.4 对于主体结构来讲,为适应建筑多样化的需求,全部由通用部件组成的可能性几乎没有,因此本条提出尽量考虑多采用通用部件的规定,主体结构可以由通用部件和非通用部件共同组成。非通用部件应在项目层面进行整体协调,进行标准化设计,尽量减少规格种类。
某一结构部件周边可能与其他结构部件、部品等相互连接,其连接方式的不同可能影响到结构部件的形状、尺寸、定位,因此结构部件设计选型时必须先了解清楚与之相连接的部品部件及连接做法。
装配式住宅结构是由部件通过可靠的连接组装成的,所形成的整体结构应符合国家现行相关标准的要求,这里指结构的安全性、耐久性、适用性均应符合要求。国家现行标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068规定了建筑结构应达到的性能目标,《建筑抗震设计规范》GB50011同样提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防三个水准目标。对于装配式住宅结构同样应符合这些性能目标,这也是本标准第5.1.1条要求结构体系应该选择技术成熟的体系的缘故,此外结构部件及其连接选型之后还应进行整体结构的设计验算,通过部件选型与结构计算的迭代逐步完善结构设计。
整体结构设计应按照国家现行标准的相关规定执行,相关的设计标准包括《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068、《建筑结构荷载规范》GB50009、《建筑抗震设计规范》GB50011、《混凝土结构设计规范》GB50010、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3、《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231、《钢结构设计标准》GB50017、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99、《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T51232等。
装配式施工过程中,吊装的效率成为决定施工效率的一个非常重要的因素。构件大型化可减少吊装量。同时,设计还应综合考虑运输能力、吊装设备能力来决定构件的尺寸,避免少数构件决定吊装设备选型。
5.1.5 部件之间的连接节点是保证部件形成结构的重要环节,首先必须是安全可靠的,这在国家现行相关标准中都有相关的要求,本标准不再赘述。部件之间、部件与部品之间的接口主要应在尺寸、构造方面进行标准化设计,应考虑施工便捷的要求。
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