装配整体式剪力墙结构工业化住宅综合技术汇报

装配整体式剪力墙结构工业化住宅综合技术研究与应用研究报告1.项目背景1.1北京市住宅产业化发展目标北京自上世纪70年代开始探索发展装配式住宅以来，到90年代初，装配式结构体系发展基本成熟，建造了近1000万m2板式建筑，约占全国1/3。但由于体制、经济、技术等原因，大板结构体系逐渐萎缩、消亡。1999年国务院发布的《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》，明确了推进住宅产业化的指导思想、主要目标、工作重点及实施要求，开启了住宅产业化新的起点。2008年，以装配整体式剪力墙结构为代表的北京市新型工业化住宅重新起步。2010年初，北京市8部委联合发布了《关于推进本市住宅产业化的指导意见》和《关于产业化住宅项目实施面积奖励等优惠措施的暂行办法》。北京市正在扶持建设若干家预制部品生产企业，力争在2015年前，培育4-5家联合体和大型住宅产业集团。北京市今后几年住宅产业化的目标是：2010-2011年为试点期，住宅产业化试点项目建筑面积分别为50万和100万平方米；从2012-2013年为住宅产业化推广期，产业化住宅项目建设面积比例将分别提高至7%和10%。住宅产业化是房地产发展的必然趋势，北京作为国内房地产市场的领跑者，推动住宅产业化的发展将为其他城市起到示范作用。1.2北京市发展住宅产业化的优势住宅需求量巨大自1998年房地产市场化以来，个人购房的观念深入人心，加上市场自身的发展，舒适型产品大行其道，改善型的“二次”购房客户日益增多，小换大，旧换新，市场需求结构得到了升级；同时，大量外地人口涌入北京，并选择在北京定居，这部分首次置业的人也创造巨大的刚性需求；在通涨预期的背景下，房地产投资也成为资产保值增值的一项重要手段。住宅产业化自身优势明显住宅产业化包括住宅生产全过程的开发、设计、施工、部品生产、服务和管理等环节，是一个完成的产业系统，实现了住宅的生产、供给、销售和服务一体化，从而可以有效的避免传统住宅建筑设计不合理，住宅建筑材料质量良莠不齐，住宅建筑方式工业化水平低、成套技术集成度低、劳动力生产效率低、产品品质低、资源消耗高、建设过程中造成的污染程度高等问题。住宅产业化试点项目的建设2008年3月，在榆构万科住宅产业化研发中心利用装配整体式剪力墙结构开始修建二层实验楼，该实验楼于同年9月建成并开放。2008年10月，北京万科假日风景的B3#\B4#两栋高层实体楼正式以装配整体式剪力墙结构为试点工程，成为北京市第一批利用装配整体式剪力墙结构设计技术建造并向市场销售的工业化商品住宅楼，2009年12月该实体楼交付入住。2009年12月北京中粮万科假日风景产业化试点工程D1\D8号以装配整体式剪力墙结构再次进行试点，并作为北京市工业化住宅试点的典范。2010年12月，长阳半岛工业化住宅项目开始施工，装配整体式剪力墙结构工业化住宅结构体系及关键技术基本定型，设计及施工技术基本成熟。2.试点工程概况自2008年北京开始进行工业化住宅试点工程建设以来，先后建设了实验楼、B3\B4、D1\D8、公租房、长阳半岛工业化住宅、金域华府等项目，其中以假D1\D8及工业化住宅项目最具有代表性，是典型的采用装配整体式剪力墙结构体系的新型工业化住宅项目，下面针对这两个项目着重介绍。住宅楼，位于，紧邻小屯西路。D1#楼建筑面积：11396.5m2，其中地下1层，地上15层；建筑高度44.25m；D8#楼建筑面积：21141m2，其中地下2层，地上15层；建筑高度44.25m；结构标准层高为2.9m，抗震设防烈度为8度；结构形式均为装配整体式剪力墙结构（内墙为钢筋混凝土现浇剪力墙、外横墙为装配式剪力墙），预制构件包括预制外墙板、预制叠合楼板、预制飘窗、预制楼梯、预制阳台板、预制装饰板，整体装配化率约为21%。，本工程由四个单体组成，建筑面积为53186m2，地下1层，地上9层，建筑高度为29.6m；结构层高2.9m，抗震设防烈度为8度；结构形式均为预制混凝土装配整体式剪力墙结构（内墙为钢筋混凝土现浇剪力墙、外墙为装配式剪力墙），采用了预制外墙板、预制阳台板、预制楼梯、预制飘窗、预制叠合板以及预制装饰板六类构件，外墙构件预制装配率达到76%，整体结构装配率达到38%。长阳半岛工业化住宅在万科假日风景D1\D8工业化住宅基础上，整体装配化率有了显著提高，由万科假日的21%提高到了38%，外墙装配化率提高到76%，并首次应用了预制山墙、分体式机械连接飘窗、大面积叠合板等构件，首次进行了机电、设备专业的预制构件预留预埋安装现场接驳，并进行了叠合板机电专业综合排布。图01试点工程实景照片3.课题研究背景采用装配式结构的工业化住宅相较传统现浇住宅而言，由于大量的结构实体在生产效率更高的、质量更稳定的预制构件厂完成，使得工业化住宅具有了缩短工期、降低成本、提高质量的优势。如何找到一种合适的住宅工业化建造模式来解决目前住宅建造模式所面临的问题，是这个课题研究的宏观背景。纵观发达国家工业化住宅发展历程，其共同点是工业化住宅建造模式具有强烈的差异化特色，以日本工业化住宅为例，日本地域狭小、经济水平地域差异不大、气候条件基本相同，住宅市场高度集中在少数大型住宅产业集团手中，这些产业集团可以提供包括部件制造、规划设计、施工安装、销售等所有环节的全产业链服务。而我国恰好相反，幅员辽阔、区域经济水平跨度大、东西南北气候差异很大，很难形成一种统一的住宅建造模式，但就北京市而言，这样的目的相对容易实现。3.1工业化住宅结构体系工业化住宅结构体系多种多样，例如：日本用于建造多高层住宅的装配式框架结构体系，日本用于建造多层建筑的预制壁式结构，集团分别开发的全预制装配式剪力墙结构，住工集团开发的肋板式住宅体系，开发的轻钢薄壁轻钢住宅体系，得开发的固得美叠合板式体系，集团开发的轻型H型钢住宅等，这些装配式结构体系各有各的优点及其适用范围。北京的住宅建筑其主要特点是：高抗震设防烈度（8度）；高保温节能要求；主流住宅为高层住宅；高规划指标要求；冬季施工（严寒地区）。根据以上特点进行分析筛选，首先、北京市以建造高层住宅为主，而我国现行的规范，高层住宅主要以剪力墙结构为主而很少采用框架结构，这与日本的工业化住宅差异较大，一方面我国规范对框架结构的限制较多，不易进行构件的拆分设计，另一方面我国住宅客户对室内突出的梁、柱等构件较为敏感，这都限制了框架结构体系的选用，因此北京的结构体系选择首先倾向于剪力墙结构；其次、通过宇辉集团及中南集团对装配式剪力墙结构的研究，剪力墙结构需要解决的核心问题是钢筋接头连接问题及预制剪力墙与现浇剪力墙结构等同性的问题，在预制剪力墙受力特征没有经过实际工程检验的情况下，选择一种更易与现浇结构等同的结构，便是装配整体式剪力墙结构；最后、当预制剪力墙应用于外墙并经安装完成后，还需进行外墙外保温施工作业，这样使得装配式剪力墙的应用效果大打折扣，因此设计一种能够集成保温及外饰面为一体的预制墙板构造就是体系选择后的下一个问题，这便是装配整体式剪力墙结构采用夹心保温外墙的由来。采用夹心保温系统的预制外剪力墙经现浇节点连接成为整体，这样的结构体系便是装配整体式剪力墙结构体系，这一结构体系通过预制墙板的高度集成化，提高了施工效率，一经安装完成便同时完成了外保温及饰面施工，并通过工厂化的构件生产模式保证了施工质量；这一体系还通过巧妙设计的钢筋连接接头，解决了预制剪力墙钢筋纵向钢筋可靠连接的问题，奠定了北京市发展工业化住宅的基础。3.2工业化住宅设计技术工业化住宅结构形式选定后，为了保证装配整体式剪力墙结构能够应用于实际工程，预制构件与现浇结构之间的节点连接是能否实现该结构体系的关键，同样预制构件与现浇节点的连接方式是能否保证现有的生产方式与施工组织能力、预制构件类型相协调的关键。在符合预制构件多样化的前提下，根据住宅户型特点，设计同类构件标准化、系列化，同时将建筑与装修进行一体化设计，实现工业化住宅预制构件批量加工生产。工业化住宅通过建设过程中系统的高度集成，体现了工业化住宅建设过程中节能、环保的优势，并实现了提高住宅建设品质的目标。根据预制构件与现浇结构的不同连接节点，为保证预制墙板与现浇结构连接方式的可靠性及可行性，采用不同的连接方式进行试验验证。针对预制墙板与现浇结构连接问题，进行不同连接方式的真型性能试验：通过真型试验选择验证解决预制墙板与现浇结构连接的最优方案、验证采用水泥灌浆钢筋连接接头是否能够解决预制墙板的竖向连接问题、验证预制墙板节点区域连接面是否能够通过构造方式解决连接可靠的问题；并且通过真型试验检验预制墙板与现浇剪力墙是否具有相似的承载能力、屈服机制以及破坏形态，是否能够达到装配整体式剪力墙结构延性设计要求的目的。3.3工业化住宅施工技术工业化住宅施工技术是本课题研究中第三个环节的问题，具体而言，工业化住宅施工技术解决的是这一成型的结构体系如何完成建造的过程。通过对装配安装这一过程的研究，可以合理的利用现有的机械、合理使用人工、合理组织资源投入，并通过这一系统的投入在施工装配的环节体现出工业化住宅所特有的节能、环保、绿色、低碳的优势。我国虽然曾经经历过装配式结构的施工历程，有一定的装配式结构安装施工经验，但这部分的经验主要集中在依托现浇框架为基础的内浇外挂结构形式上，这类结构形式与新型工业化住宅结构形式已经有了本质的区别，比如钢筋灌浆锚固连接接头技术的出现，已经使得外预制墙板构件成为受力构件，而非传统外墙挂板的维护构件，如何通过有效、合理的施工流程控制保来证钢筋连接质量，这一方面的施工技术仍然需要突破；再比如新型工业化住宅外墙防渗漏节点构造也与传统的外墙防水拼缝有了较大的区别，如何通过合理的施工流程保证构造及材料防水共同发挥作用，诸如此类的施工技术都是传统工业化住宅未曾涉及的领域，需要形成一套可供推广应用的工法，将会极大的促进工业化住宅在北京的推广与发展。就装配整体式剪力墙这一结构体系的施工而言，其关键技术有如下几个方面：首先、如何进行施工场地的布置与人、机、料的组织；其次、如何确定施工过程的关键线路，确保施工工期可控；再次、从细节角度讲，如何快速安装就位预制构件，并保证安装的精度；最后、如何合理的评价已经施工安装完成的工程。实际上，除了以上提及的涉及进行施工组织方面的研究外，还有许多的细节需要突破，例如，如何为各类预制构件选择快捷、高效、可靠的安装工具；如何合理处理构件节点区的施工难度问题等方面。形成一套以预制构件装配施工技术为基础、钢筋接头施工技术为重点、并结合传统施工技术为依托，合理应用机械、合理使用人工、合理投入资源、应用专业工具，并最终达到缩短工期、降低成本、保证质量、节能环保的目标，奠定装配整体式剪力墙结构工业化住宅实施的基础。3.4装配式剪力墙结构住宅环境表现研究工业化住宅在节能减排和环境表现方面的相关研究在国外的发展起步较早。1990年，美国对产业化住宅与传统住宅在使用阶段的能源消耗状况进行了调研和比较，得出产业化住宅较传统住宅节能25%的结论，调研重点包括住宅的采暖与制冷耗能、冷热水供应等。AlfredA.Yee在其研究中指出，在典型的平板施工案例中，预制叠合板的使用可以节约28%的混凝土用量和45%的钢材用量；在普通建筑施工中，预制混凝土技术的使用可以节约60%的混凝土用量和65%的钢材用量。我国自推进住宅产业化建设模式以来，相关的科研工作主要围绕结构安全、技术改进、成本控制以及产业组织模式等方面，有关产业化住宅节能减排效益方面的研究刚开始引起重视，亦有一些初步研究成果。王蕴以万科工业化实验楼为例对产业化建造方式和传统方式施工现场的装配和装修过程中的节水、节材和减少废弃物进行了对比分析。上述研究主要存在如下的问题：第一，境外的相关数据都是在其产业化住宅或构配件生产工艺和水平基础之上获取，与中国具有较大的差异，难以直接引用；第二，国内相关研究对产业化住宅的节能减排效益分析多为定性分析或预测性分析，有关定量分析也只是局限于现场施工过程，未包括现场外预制构件厂的生产过程中能耗和资源消耗，且缺乏与传统住宅的比较分析。鉴于此，通过实地监测，对产业化住宅相关的能源、资源消耗和废弃物产生量等方面的环境表现的基础数据开展调研工作，并经过分析整理后进行合理评价，可以对产业化住宅建设各方主体制定环境导向的技术管理改善策略提供参考，并对制定产业化住宅发展政策提供数据基础。4.主要技术为了形成一套完整的具有北京特色的工业化住宅解决方案，掌握工业化住宅在结构形式选择、设计技术研究、施工技术研究方面的关键技术，项目科研人员充分调研分析了目前国内外工业化住宅的发展以及北京当地的环境及技术条件，针对工业化住宅综合技术方面的特点和难点，成立相应的课题攻关小组，聘请相关领域的资深专家，召开专题研究和技术方案论证会，组织了一系列现场模拟试验、并通过进行试点工程建设等方式，研究和应用了如下具有代表意义的关键创新技术：●工业化住宅结构形式选择研究。装配整体式剪力墙结构体系。装配整体式剪力墙结构关键技术的研究。●装配整体式剪力墙结构工业化住宅设计技术。装配整体式剪力墙结构设计技术研究。装配整体式剪力墙结构抗震性能研究。●装配整体式剪力墙结构工业化住宅施工技术。装配整体式剪力墙结构施工工法研究。装配整体式剪力墙结构施工组织模式研究。装配整体式剪力墙结构预制构件安装施工质量标准研究。●装配式剪力墙结构住宅环境表现研究4.1工业化住宅结构形式选择研究4.1.1装配整体式剪力墙结构体系（1）装配整体式剪力墙结构体系研究目的及出发点传统的外墙主体结构的建造基本采用支设模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、拆除模板的原始施工方式，主体结构施工完毕后，还要进行大量的门窗安装、外墙保温层和装饰层的施工等一系列繁琐的工作，使得建设成本较大、现场施工程序及管理复杂化，而且最终的施工质量也不容易得到保证。另外原始半手工半机械化的施工方式产生大量的废料和建筑垃圾，不利于环境保护，使得建筑场地不易清洁、施工噪声严重影响周围居民生活和工作。而现有的装配式大板结构虽然能够解决传统的外墙结构施工繁琐的问题，但外墙拼缝的渗漏问题一直未能得到很好的解决，两预制墙板的混凝土结构之间的防水构造主要靠填塞完成，其结构较为复杂，无法根本解决渗漏问题，也阻碍了大板建筑的应用。（2）装配整体式剪力墙结构体系的研究装配整体式剪力墙结构体系，由预制复合墙板在施工现场吊装装配成整体，每块预制复合墙板自内而外有结构层、保温层和饰面层，结构层内有钢筋笼，保护层的混凝土内有钢筋网片，结构层、保温层和保护层三者由连接件穿插锚固成一体，饰面层和保温层的左右边缘突出于结构层，饰面层的下边缘向下延伸出凸口，饰面层和保温层的顶部向上突出于结构层，饰面层的上边缘有与上层相邻预制复合墙板的凸口对应的凹口；钢筋笼的横筋两端伸出板体结构层左右两侧面且呈现两排向内对弯的横向拉结钢筋，钢筋笼的纵筋自板体结构层顶面伸出，成为与上层相邻预制复合保温墙板连接的纵向连接钢筋，结构层的底部预埋有与下层相邻预制复合墙板纵向连接钢筋对应的钢筋套筒，钢筋套筒的上部与结构层中钢筋笼的纵筋固定连接，结构层的内侧面上还预埋有垂直于板面的内螺纹套筒；同层一块预制复合墙板的横向拉结钢筋与同层相邻预制复合墙板的横向拉结钢筋相互拉结，同层一块预制复合墙板的结构层与同层相邻预制复合墙板的结构层之间的竖向宽缝由现浇混凝土连接，同层一块预制复合墙板的保温层和饰面层与同层相邻预制复合墙板的保温层和饰面层之间的竖向窄缝内侧由预埋防水垫板覆盖，竖向窄缝中填有保温棉条，靠外侧填充有发泡聚乙烯芯棒，最外面由防水密封胶密封；下层预制复合墙板顶部的纵向连接钢筋与楼板钢筋连接，下层预制复合墙板的结构层之上与楼板之间的横向接缝处由现浇混凝土连接，现浇混凝土上面与上层预制复合墙板结构层之间垫有砂浆层，在靠近保温层处填充有发泡聚乙烯芯棒，下层预制复合墙板的保温层和保护层与上层预制复合墙板的保温层和保护层之间的横向窄缝内填有保温棉条，靠外侧填充有发泡聚乙烯芯棒，最外面由防水密封胶密封。图02装配整体式剪力墙结构体系示意图（3）装配整体式剪力墙结构体系的优势与现浇住宅相比较，采用装配整体式剪力墙结构建造的住宅，其部分或全部构件在工厂预制完成后运到施工现场，施工现场采用吊装安装，将构件通过可靠的连接方式装配成为整体，避免了传统施工方式现场支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土可能存在的缺陷，在建筑主体完毕后不需要再进行保温层及外饰面的施工，简化了施工工序，加快了施工速度，降低了工程造价。而且工厂预制的产品规格一致，质量统一，建筑结构的施工质量能够得到充分的保证。4.1.2装配整体式剪力墙结构关键技术（1）预制复合外保温墙板预制复合外保温墙板，其板体自内而外为结构层、保温层及饰面层，结构层内有钢筋笼，饰面层的混凝土内有钢筋网片，其特征为：结构层、保温层和饰面层由点状分布的连接件穿插锚固在一起，饰面层和保温层的左右边缘突出于结构层，饰面层的下边缘向下延伸出凸口，饰面层和保温层的顶部向上突出于结构层，饰面层的上边缘有与上层相邻预制复合外保温墙板的凸口对应的凹口；钢筋笼的横筋两端伸出板体结构层左右两侧面且呈现两排向内对弯的横向拉结钢筋，钢筋笼的纵筋自板体结构层顶面伸出，成为与上层相邻预制复合外保温墙板连接的纵向连接钢筋，结构层的底部预埋有与下层相邻预制复合外保温墙板纵向连接钢筋对应的钢筋套筒，钢筋套筒的上部与结构层中钢筋笼的纵筋固定连接，结构层的内侧面上还预埋有垂直于板面的内螺纹套筒。图03预制复合外保温墙体示意图预制复合外保温墙板在工厂预制完成后运到施工现场，施工现场采用吊装安装，将预制墙板通过可靠的连接方式装配成为整体。该预制墙板连接采用预埋钢筋套筒灌浆连接的形式，即由套筒侧面的注浆孔灌入水泥基灌浆料，使钢筋与灌浆料连为一体，提高结构的安全性；该预制墙板的水平拉结钢筋采用开口带弯钩的钢筋，由于开口带弯钩的钢筋在遇到错位的纵筋时可随意移动位置，避免了钢筋相互卡住的缺点，提高了吊装速度；墙板预埋的内螺纹套筒具有三种用途，一是在吊装安装时与起重机械的挂钩连接，二是在固定墙板时与斜支撑连接，三是可作为与现浇节点区模板进行连接；预制复合墙体的竖向缝和水平缝采用结构自防水，尤其是预制墙板上下企口的设置，可阻止水流到室内，再通过打入改良的硅酮耐候胶，能柔和的适应预制墙板的运动，解决外墙渗漏问题。预制复合墙体简化了施工工序，加快了施工速度，降低了工程造价。而且工厂预制的产品规格一致，质量统一，建筑结构的施工质量能够得到充分的保证，实现了建筑墙体的工业化、标准化、通用化，可广泛应用于建筑行业钢筋混凝土建筑物的施工。（2）复合墙体连接件复合墙体连接件是解决预制复合外保温墙板结构层、保温层及饰面层稳固连接的关键技术。复合墙体连接件的主要作用是抵抗内外混凝土层和保温层之间的剪力作用。目前我国现有的夹心保温墙体连接件大都采用金属格构筋连接，这样在连接部位就存在冷桥的问题，而且钢筋连接件抗腐蚀性也较差。而采用纤维增强复合塑料的连接件具有强度高、导热系数低、耐腐蚀性好的特点，欧美、日本等国家已经进行了较为较为广泛的研究与应用。但国外的连接件也存在一定的问题，如连接件一般采用棒状形式，抗剪能力较弱、锚固能力较差，只可应用于国外采用的厚度较薄的混凝土板之间的连接。图04澳大利亚Thermomass保温连接件该开发研究的复合墙体连接件由FRP插板、FRP插筋和ABS塑料套环组成，其中FRP插板的下端部呈楔角的形状，FRP插板的两侧面上有对称相向的竖向凹槽，竖向凹槽的两侧为凸肋，FRP插筋至少有两根，分别插在FRP插板的上段和下段的竖向凹槽中，ABS塑料套环套在FRP插板的中段，ABS塑料套环由套环体和位于套环体上端部的套环帽组成，套环体的内侧壁与FRP插板的断面形状相对应，套环体的外侧壁为粗糙面。图05预制复合外保温墙体示意图内外墙片之间采用本复合墙板连接件拉结后，预制墙板的热工薄弱部位要比采用金属连接件的复合墙体大为减少，墙体的传热系数较小，且不会出现传统复合墙体内表面结露的现象。本连接件适用于结构功能一体化预制保温墙体，具有锚固性能优良、导热系数低、抗腐蚀性能好、施工简便等优点，在土木工程领域具有较为广阔的应用前景。（3）水泥灌浆带肋钢筋连接接头现代混凝土建筑结构施工中，钢筋机械连接接头以其性能好、连接方便、质量可靠、综合经济效益高的特点，在大型建筑、重要工程结构中得到了广泛的应用。常用的钢筋机械连接方式有：镦粗直螺纹连接、滚扎直螺纹连接、锥螺纹连接、冷挤压连接等，而在装配式结构施工中主要采用水泥灌浆接头。最早的水泥灌浆钢筋接头见于美国，日本将该技术在混凝土预制结构中推广应用，其原理是：将无收缩高强度水泥灌入套筒，填充满套筒与钢筋之间的间隙，水泥硬化后，与带有横肋和带有内螺纹的套筒内壁紧密结合。该接头的连接强度可以达到1.25倍钢筋屈服强度以上，甚至超过钢筋母材，在结构拉伸试验时，可见破坏面位于钢筋上。水泥灌浆带肋钢筋连接接头，包括连接钢筋、连接套筒和水泥砂浆，相互对接的两根连接钢筋的一根为端头带螺纹的钢筋，另一根为普通的带肋钢筋；在该连接套筒的孔的一端设有缩径的螺纹孔，并与带螺纹的钢筋的端部连接，在该连接套筒的孔内壁设有多个沿轴向间隔布置的凸起环肋，在该连接套筒的孔的另一端口内设有套筒孔端凸环，在相邻的凸起环肋之间以及位于两端的凸起环肋与连接套筒的两端之间均设有凹槽；带肋钢筋插入该连接套筒的孔内，并通过充满两者间隙内的硬化的水泥砂浆结合形成一个连接体，其特征为：连接套筒材料为轧制型钢，外形为圆筒形或多角筒状，该连接套筒的孔为等径圆孔；凸起环肋的截面为梯形；凸起环肋和凹槽采用切削加工方法制成；在连接套筒与其螺纹孔的一端相邻的筒壁上设有一个过浆孔。连接套筒连接套筒钢筋水泥砂浆钢筋图06水泥灌浆带肋钢筋连接接头示意图图07水泥灌浆带肋钢筋连接接头照片在多层、高层装配式混凝土结构建筑中，钢筋的连接是一项关键施工技术。接头一端采用滚轧直螺纹连接，一端采用灌浆连接，外形尺寸小，重量轻。预制构件生产中接头连接方便，免除了传统水泥灌浆接头钢筋和连接套筒的间隙密封工序和配件，而且接头安装定位方便、位置准确；接头连接套筒采用轧制圆钢制造，材料机械性能好，加工精度高，质量稳定性好；本技术可连接结构中的竖向或横向钢筋，现场施工时，接头用灌浆料量小，灌浆作业时间短，节省材料和人工成本，施工速度快，连接质量好，接头综合成本低。接头性能可达到《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010标准Ⅰ级接头的指标要求。该钢筋接头在结构、材料、工艺性能等方面已经明显超越已有灌浆接头产品，将在装配式混凝土结构体系中有广阔的应用前景。4.2装配整体式剪力墙结构工业化住宅设计技术4.2.1装配整体式剪力墙结构设计技术根据选择的装配整体式剪力墙结构体系，针对北京市抗震烈度8度、高层住宅等特点，进行结构性能分析时，应对其结构设计方法以及构造措施进行研究。装配整体式剪力墙结构通过预制混凝土墙板（简称预制墙板）和现浇剪力墙通过现浇节点组合而成，预制墙板作为结构竖向承重和水平抗侧力体系的组成部分，通过在楼层处贯通布置的水平现浇带，将上下层相邻预制墙板连接成为整体，通过在预制墙板两侧的竖向现浇节点，将同层的预制墙板连接在一起，即与现浇剪力墙连为整体。图08叠合楼板、预制叠合阳台、预制墙板连接示意在装配整体式剪力墙结构时，现阶段的商品房的建筑与结构特点，整合资源确定以下设计原则：1）建筑设计与精装修设计一体化；2）外墙预制内墙及核心筒现浇；3）建筑平面采用建设单位提供的市场成熟户型，由设计单位根据产业化建造要求进行必要的调整和修改；4）在符合经济性原则的条件下，尽量提高装配化率。基于设计原则确定的标准单元平面布置图如下：图09标准层结构平面图根据确定的原则进行结构设计，结合剪力墙结构的特征，确定如下结构性能目标：（1）在正常使用状态下（包括风、雪、自重等作用），结构构件处于弹性工作状态；在预制墙板及其与现浇结构的连接处，不得产生超过混凝土结构设计规范规定的宽度的裂缝，预制墙板及其连接缝应具有不低于设计使用年限要求的抗渗能力；（2）在遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震作用时，主体结构构件处于弹性工作状态；在预制墙板与现浇结构的连接处不出现开裂，预制墙板没有损伤；（3）在遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震作用时，允许现浇结构的预制墙板与现浇结构的连接处（竖向和水平缝）出现开裂等损坏，所有构件的损伤均应可修，预制墙板一般不屈服。（4）在遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震（包括主震及其后的余震）的作用时，结构不倒塌或发生危及生命的严重破坏；预制墙板虽局部出现屈服，但与现浇结构的连接（特别是竖向连接）整体不得失效，确保必要的竖向承载力。（5）预制墙板及其连接在灾害（如火宅、局部爆炸等）发生时，具有防止结构连接倒塌的能力。根据抗震性能目标，确定抗震设计标准，对预制构件以及节点进行设计。工程结构抗震计算采用了“包络设计法”，为了达到结构性能目标的要求，确定抗震设计标准。结构抗震计算模型如下：表01序号模型描述地震作用说明备注模型1全现浇小震整体抗震性能评估估，墙板连接接验算模型2全现浇中震不屈服整体抗震性能评估估，墙板连接接验算模型3扣除墙板刚度小震放大20%现浇墙体设计，墙墙板连接验算算模型4扣除墙板刚度中震不屈服现浇墙体设计，墙墙板连接验算算通过对计算结构的研究和分析，可以得出如下结果：1）剪力墙能够满足模型2的要求；2）现浇墙体边缘构件的设计按照模型1和模型3的内力取用；3）连梁设计按照模型1的内力取用；4）预制墙板与现浇结构连接设计按照模型1和模型3的内力取用。针对抗震模型对预制墙板进行研究，预制墙板为了达到减少配筋类型，在满足经济性的同时又符合工业化生产的要求，在弹性分析的基础上考虑塑性内力重分布，预制墙板的设计包括如下主要内容：1）洞口两侧墙肢按照边缘构件进行设计和构造，对预制墙板底角高度400~800mm范围内的混凝土，采取加强约束的构造措施，这个区域是纵向钢筋的连接部位，也是预制墙板塑性屈服的重要部位。图10典型预制墙板模板图11典型预制墙板配筋大样（一）2）楼层处设置水平现浇带，洞口上部的预制墙板按照连梁进行设计和构造；墙板内连梁与水平现浇带一起按照组合连梁进行设计和构造；洞口下部的预制墙板按照维护墙进行设计，仅考虑其弹性刚度的作用。图12典型预制墙板配筋大样（二）3）预制墙板四周应设置人工水洗粗糙面，对于人工粗糙面的要求是：在构件加工中，应除去表面的水泥浆和砂，外露粗骨料的平均深度为2~6mm为宜，人工水洗粗糙面程度要求为外漏骨料。图13典型预制墙板粗糙面4）预制墙板与现浇结构的水平连接缝合竖向连接缝的承载力以及配筋构造做法均应满足建筑抗震设计规范。预制墙板竖向钢筋连接方式采用直螺纹套筒浆锚连接技术，预制墙板的水平连接采用搭接方式，为了便于施工安装，预制墙板伸出钢筋采用开口形式，水平钢筋与现浇节点的水平钢筋相互搭接如下图：图14预制墙板水平钢筋连接示意图5）对预制墙板在脱模、吊装和固定等阶段进行验算，并根据验算结果，对构件加工、运输、安装和固定方式进行全过程设计；预制墙板设计需满足日常使用的施工起重设备的吊装性能要求。6）预制墙板采用结构、保温及建筑装饰一体化的复合墙板，构件安装过程中不得使用焊接操作，避免建筑保温层造成损伤。7）预制墙板竖向钢筋连接方式采用直螺纹套筒浆锚连接技术，设计中必须保证直螺纹连接套筒的保护层适当加大。8）预制墙板的设计需满足建筑装饰构件连接、装修部品的安装和固定、机电管线的预留预埋以及管线的连接和维修等方面要求，应在设计中统一考虑。由于装配整体式剪力墙结构预制构件与现浇结构有多种连接方式和不同的连接性能，该项技术研究主要针对于抗震烈度为8度区的高层建筑，具有高装配化率的住宅建筑。设计中还应考虑建筑与精装修一体化设计，预制构件类型多样化，同种预制构件标准化、系列化。5.2.2装配整体式剪力墙结构抗震性能研究根据选定的工业化住宅结构形式和装配整体式剪力墙结构的设计原则，以建筑结构抗震设计规范（GB50011-20101）为依托，对预制构件与现浇结构的连接节点、构造做法进行研究，预制墙板与现浇结构连接就成为了抗震设计研究的重点。为了保证预制墙板与现浇结构的连接方式的可靠性及实用性，预制墙板与现浇结构竖向通过1个现浇墙板以及4个竖向钢筋采用搭接连接、套筒浆锚连接、套箍连接的预制墙板进行真型拟静力试验；预制墙与现浇节点的水平连接采用键槽、粗糙面的连接试验，并对其承载能力、屈服机制以及破坏形态试验结果进行分析，选择适合装配整体式剪力墙结构住宅的结构预制墙板与现浇结构连接方式。预制墙板与现浇结构的真型拟静力试验试件由试验墙体、墙顶的加载梁以及墙底的地梁组成，试验墙体为矩形截面，其外形尺寸相同，墙高、墙长分别于实际工程中的层高和窗间墙长相同，墙厚符合《建筑结构抗震设计规范》（GB50011-20101）规定的一级抗震墙结构最小墙厚的规定。图15预制墙板与现浇结构连接剪力墙试件立面图试件的主要区别是试验墙体的加工方法以及剪力墙竖向钢筋与地梁的连接方式，试件1：墙体、加载梁和地梁浇筑成整体，全部竖向钢筋锚固在地梁中；试件2：墙体预制、边缘构件现浇，边缘构件的竖向钢筋与预埋地梁中的钢筋直接搭接，竖向分布钢筋与地梁没有连接，预制墙板的两侧面设置连续的键槽，墙的水平钢筋伸进现浇边缘构件；试件3：墙体预制，边缘构件的竖向钢筋与地梁预埋的钢筋采用套筒浆锚直接连接，套筒内灌注高强灌浆料，竖向分布钢筋与地梁没有连接；试件4：墙体预制，边缘构件的竖向钢筋与竖向分布钢筋都与地梁预埋的钢筋采用套筒浆锚连接，但竖向分布钢筋采用套筒浆锚间接搭接；试件5：墙体预制，预制墙板与地梁之间采用现浇钢筋混凝土连接，预制墙的竖向钢筋与地梁预埋的钢筋采用套箍连接，即预制墙预埋的“U”形钢筋伸出墙底与地梁预埋的倒“U”形钢筋绑扎连接。墙体加工方法及竖向钢筋与地梁的连接方式如下表：表02试件编号墙体加工方法边缘构件竖向钢筋筋连接方式竖向分布钢筋连接接方式备注试件1现浇贯通贯通试件2墙体预制、边缘构构件现浇搭接连接不连接试件3预制套筒浆锚连接不连接试件4预制套筒浆锚连接套筒浆锚间接搭接接试件5预制，底部2500mm高度范围现现浇套箍连接套箍连接图16试件2剪力墙配筋图图17试件4剪力墙配筋图图18试件5剪力墙配筋图图19试件剪力墙侧面为键槽图20试件剪力墙侧面为人工水洗粗糙面通过预制墙板与现浇节点之间连接方式的真型拟静力加载试验，采用2500KN液压千斤顶施加轴压力、1000KN液压千斤顶施加往复水平力。此项为研究剪跨比为2.25、竖向钢筋采用不同连接方式的预制剪力墙试件的抗震性能，得出如下结论：（1）轴压比不大的预制墙试件与现浇墙试件的破坏形态基本相同，均为边缘构件钢筋受压屈服、底部混凝土压碎剥落的压弯破坏，竖向钢筋采用套筒连接的试件发生平面内错动，预制墙板分布钢筋不与地梁连接的试件，墙体裂缝发展不充分，耗能较差。（2）预制墙与地梁之间填充的水泥砂浆座浆强度低，开裂早，预制墙侧面设置键槽和水平拉筋与现浇混凝土连接，其交界面沿竖向开裂。（3）套筒浆锚连接和套筒浆锚间接搭接能有效传递竖向钢筋应力，竖向分布钢筋采用套筒浆锚间接搭接与地梁连接的试件，其承载力和变形能力都大于竖向分布钢筋不连接时的试件，裂缝分布与现浇墙试件相近。（4）竖向钢筋采用套箍连接的试件，其预制墙体与现浇混凝土之间的交界面难以浇注密实，形成水平通缝，达到峰值水平力后承载力很快下降，极限位移角和耗能能力最小，不宜在工程中应用。（5）预制剪力墙试件的极限位移角都大于1/100，轴压力作用下的正截面承载力的试验值大于现行混凝土结构设计规范（GB50010-2002）的计算值。图21试件破坏后的照片及裂缝分布图试验结果表明：套筒浆锚连接能够有效传递竖向钢筋的应力；预制墙试件的破坏形态与现浇墙试件的破坏形态相同，预制墙试件破坏均为钢筋受拉屈服、混凝土受压破坏；预制墙试件的刚度和耗能能力与现浇墙试件相当，极限位移角达1/59~1/48；预制墙的受压承载力可采用现行规范计算；竖向现浇带能将预制墙连接成整体，预制墙侧面采用水洗粗糙面的连接性能优于键槽的连接性能。4.3装配整体式剪力墙结构工业化住宅施工技术4.3.1装配整体式剪力墙结构施工工法（1）预制构件的深化设计技术预制构件深化设计是工业化住宅实施中的关键环节之一，也是工业化住宅优于传统住宅的最集中的体现之处，预制构件的深化设计不仅集合了不同专业的需求，也是业主方需求、设计要求、电气安装需求、现场施工需求、构件厂生产需求、建材实际情况、构件功能需求等各个方面的集中体现。因此，必须重视对于预制构件内部管线的深化设计，主要遵循以下原则：1）依据结构图纸，进行预制构件措施性支撑埋件、吊装埋件、模板支设埋件深化设计，进行电气管线排布、设备留槽等以及后续施工预留预埋深化设计。2）叠合板管线排布深化设计需考虑水电管线预留位置、管线直径、线盒位置、尺寸，留槽位置等因素。深化设计以保证现场施工方便、构件加工可行以及措施功能齐全为原则。3）深化设计应由专人负责，定期举行设计协调会议，与各参建方进行沟通、协调，即综合考虑各方要求以及对构架生产加工图管线的排布情况，避免出现管线二次交叉的情况等。图22叠合板部位机电管线布置深化图图23现场管线排布（2）钢筋地面组装施工工艺1）钢筋地面组装施工工艺流程现浇墙体以及叠合板上铁钢筋采用钢筋地面组装施工技术，工艺流程如下：图24钢筋地面组装施工工艺流程图2）钢筋连接设计=1\*GB3①墙体钢筋墙体水平钢筋、纵向钢筋和拉筋组装完毕后直接吊装至作业层固定。为了方便钢筋加工和组装，纵向钢筋采用100%断面搭接，搭接长度为1.6LaE=1.6*41*d（LaE为纵向受拉钢筋抗震锚固长度，1.6为纵向受拉钢筋搭接长度修正系数,d为纵向钢筋直径），钢筋上下均设置搭接区域，搭接区域内墙体钢筋骨架不设置拉筋，待墙体钢筋骨架安装完毕后绑扎拉筋；水平钢筋为了保证满足锚固要求，钢筋与边缘构件设置水平弯锚，弯锚长度为15d（d为水平钢筋直径）。水平钢筋锚入方向根据边缘节点设置，当边缘节点为“一”型节点时，水平钢筋采用收口包裹边缘柱锚入做法；当边缘节点为“L”型节点时，水平钢筋采用外侧收口包裹边缘柱，内侧锚入边缘墙体做法；当边缘节点为“T”型节点时，水平钢筋采用全部锚入边缘墙体做法，不在包裹边缘柱。墙体钢筋骨架吊装时，为了安装便捷，水平钢筋加工设置为外八字型（水平钢筋加工时略向外发散）。图25某墙体钢筋地面组装竖向钢筋加工图图26某墙体钢筋地面组装水平钢筋加工图图27水平钢筋断头锚固加工平面图=2\*GB3②边缘构造柱钢筋本工程边缘构造柱采用现场优先绑扎法，在墙体地面钢筋绑扎前，首先将柱钢筋按照边缘构件要求绑扎完毕。边缘柱绑扎保证墙体地面钢筋组装吊装方便，位于墙体地面组装外构造柱箍筋采用后插法绑扎施工。=3\*GB3③叠合板上铁钢筋绑扎根据板单元设置上铁钢筋网片，钢筋网片采用地面绑扎组装，直接吊装至作业面上进行固定。上铁钢筋加工，采用弯锚，弯锚长度为12d（d为水平钢筋直径）。图28预制阳台部位上铁钢筋地面组装图图29预制阳台部位上铁钢筋地面组装加工图3）钢筋骨架及吊点设计为了保证钢筋加工方便、组装简单、吊装快捷，墙体钢筋绑扎时设置焊接梯子筋，梯子筋同时兼顾墙体钢筋定位和吊装使用，吊装是吊点设在水平梯子筋和竖向梯子筋的节点处；预制阳台与叠合板部位上铁钢筋加工时采用焊接梯子筋，梯子筋同时兼顾板上铁定位与吊装钢筋，板钢筋网片时采用四点吊装法。图30墙体钢筋地地面组装吊装装示意图图31预制阳台上上铁钢筋地面面组装吊装示示意图4）地面组装钢筋安装装设计=1\*GB3①墙体地面钢筋骨架架组装安装墙体钢筋骨架吊装装至作业面，利利用钢管将墙墙体钢筋骨架架和边缘柱钢钢筋临时固定定，这样既节节约塔吊吊装装时间，也有有利于墙体钢钢筋骨架与墙墙体预留钢筋筋绑扎固定。图32墙体地面钢钢筋骨架安装装示意图=2\*GB3②预制阳台板与叠合合板上铁钢筋筋网片安装钢筋网片吊至作业业面后，利用用预制阳台和和叠合板预留留的桁架钢筋筋作为马凳进进行绑扎固定定。在搭接区区域内要求钢钢筋连接的每每个节点处均均应绑扎牢固固。图33现浇剪力墙钢筋地地面组装（3）预制混凝土保温温装饰一体化化模板施工技技术预制混凝土保温装装饰一体化模模板（precaastcooncretteforrm）简称PCF。PCF采用混凝土土及保温材料料在预制构件件厂生产完成成，作为建筑筑工程的外墙墙模板使用，浇浇筑完成后无无需拆除，可可直接作为建建筑物的外维维护构件，兼兼具外墙外保保温及外墙装装饰面的作用用。PCF的运用用可以解决预制制外墙节点结结构施工的问问题，也使得得现场施工操操作便利。1)PCF方案设设计首先，为解决PCCF与相邻预制制墙板构造相相一致，PCF采用混凝土土复合保温形形式，即外侧侧为50厚混凝土饰饰面层、内侧侧为挤塑板保保温层，内侧侧为后浇结构构层，三层构构造通过thermmomosss保温连接件件连接成为整整体，确保与与预制墙板的的夹心保温构构造相一致。其次，解决PCFF与相邻预制制墙板或内侧侧钢模板的连连接问题，选选择采用PCF预埋暗螺母母，用穿墙螺螺杆与内侧钢钢模紧固的方方案，为与内内侧大钢模紧紧固方式相协协调，采用纵纵向三道拉杆杆的方式。再次，解决PCFF生产、运输输、存放、吊吊装、临时固固定、固定等等问题，确定定采用增设桁桁架筋、平模模生产、工厂厂翻身、立放放运输、立放放存放、用吊吊钩临时固定定、定位销相相互固定等技技术细节。最后，进行现场PPCF试验验证及及演算，确保保PCF作为模板使使用的强度、刚刚度。方案：优点：方案：优点：PCF生产较方便；PCF运输方便；PCF与模板连接紧固较方便；缺点：PCF连接用穿墙杆配合PVC管使用可实现拆除，但难拆除；穿墙杆连接螺母处存在冷桥问题。图34预埋暗螺母母方案2)PCF现场安安装流程PCF作为外墙模模板使用，其其安装时间应应设置于预制制墙板吊装完完成、现浇节节点钢筋绑扎扎完成后、内内侧大钢模板板合模前进行行，其流程为为：PCF吊装PCF临时固定PCF安装固定PCF区混凝凝土浇筑，如如下图所示：：图35PCF安装装施工流程图图根据上图流程，首首层PCF安装就位时时，下部需设设置临时固定定架，可采用用类似钢模板板支架支撑，临临时固定时，采采用PCF上部吊环与与墙体纵筋连连接固定，内内侧大钢模合合模后，对PCF的安装位置置进行微调，待待调整完成后后，采用穿墙墙螺杆与内侧侧钢模板紧固固连接，PCF与内侧模板板连接牢固后后，即可进行行PCF区混凝土浇浇筑，待上层层PCF安装就位时时，就存在于于下层PCF的相对位置置关系，需要要解决PCF间的拼接节节点及连接构构造等问题。3)PCF细部构构造=1\*GB3①PCF拼接接缝构构造，为保证证上下层相邻邻PCF的拼接牢固固，并减少因因PCF接缝的存在在而造成可能能的外墙渗漏漏，PCF上下侧可采采用企口方案案，延长水渗渗入外墙的路路径，通过构构造措施，解解决可能存在在的渗漏隐患患。如下图所所示：图36PCF企口口构造=2\*GB3②PCF定位销，为为保证上下层层相邻PCF安装精度，可可在PCF上下侧设置置定位销与定定位销控，并并将PCF定位销控设设置为与PCF水平方向平平行，保证上上层PCF安装后即可可进行就位微微调，也可实实现定位控制制。如下图所所示：图37PCF定位位销构造=3\*GB3③为保证PCF脱模模、翻身、运运输、吊装的的构件刚度要要求，需设置置桁架筋来增增加构件刚度度。实际上，该该桁架筋的受受力性能无法法计算确认，仅仅为按照构件件生产的经验验设置，经过过实践检验，设设置如下图所所示的桁架筋筋，可明显改改善PCF构件的吊运运性能，增加加构件刚度，防防止构件吊运运损坏。图38PCF桁架架筋图39PCF现场场试验(4)装配整体式剪剪力墙结构灌灌浆直螺纹套套筒施工技术术1)灌浆操作前准准备工作=1\*GB3①预制墙板在构件加加工厂对其底底部预埋灌浆浆直螺纹套筒筒的定位，是是靠预制墙板板模板工艺中中对套筒的定定位措施实现现的。在模板板制作时将定定位销准确焊焊接在模板内内侧，复核位位置后便可进进行预制墙板板的生产。在地面定位线处绑绑扎钢筋，将将绑扎完毕的的钢筋架吊装装入模，此时时采用模板中中套筒的定位位销来校核并并固定套筒位位置，浇筑混混凝土，完成成加工生产预预制墙板。图40模板控制预预埋套筒的定定位=2\*GB3②预制墙板安装所需需基础结构预预埋插筋的准准确定位，在在浇筑混凝土土之前将插筋筋露出部分包包裹胶带，避避免混凝土浇浇筑时污染钢钢筋接头。图41原理：钢筋筋定位措施件件=3\*GB3③与灌浆料接触的构构件表面应清清理干净，不不得有油污、浮浮灰、粘贴物物、木屑等杂杂物，并且在在构件毛面处处不得有松动动的混凝土碎碎块和石子；；与灌浆料接接触的构件表表面用水润湿湿且无明显积积水，保证灌灌浆料与其接接触构件接缝缝严密，不漏漏浆。2）灌浆直螺纹套筒施施工工艺流程程=1\*GB3①工艺流程图42灌浆作业流流程图=2\*GB3②灌浆操作步骤、操操作要点及注注意事项灌浆料与水拌合，以以重量计，加加水量与干料量为标准准配比，拌合合水必须称量量后加入（注注拌合用水采采用饮用水，水水温控制在20℃以下，尽可可能现取现用用）。为使灌灌浆料的拌合合比例准确并并且在现场施施工时能够便便捷的进行灌灌浆操作，可制作灌浆料料用水的计量容容器，在水面面线上的桶壁壁上打孔，标标识每袋灌浆浆料的用水量量。图43水桶示意图图搅拌机、搅拌桶就就位后，将灌灌浆料倒入搅搅浆桶内加水水搅拌，加水水至80%水量搅拌3-4分钟后，再再加所剩的20%水，搅拌均均匀后静置稍稍许，排气（注注：灌浆料夏夏季初凝时间间为15—20min），然后进行行灌浆作业。在吊装就位预制墙墙板前首先在在预制墙板的的安装位置四四周做20mmm高的灌浆浆分段区域，并并兼做控制预预制墙板标高高的灰饼使用用。因预制墙墙板需灌浆量量较大，经计计算灌浆筒灌浆速度及及考虑到灌浆浆料的初凝速速度快等特性性，对每块预预制墙体进行行分段灌浆。图44灌浆分区示示意图制墙板吊装前对提提前做的灌浆浆分区带用水水润湿（不得得有明显积水水），预制墙墙板就位后方方可开始灌浆浆操作，灌浆浆应先从灌浆浆孔处灌入，待待灌浆料从溢溢流孔中流出出，表示预制制墙板底灌浆浆缝灌满，而而后从预制墙墙板上底部PVC管依次灌入入，待其对应应的上部PVC管流出灌浆浆料表示灌浆浆筒中已灌满满充实，此时时将灌浆处上上部和下部PVC管口用木塞塞封堵严实。灌浆完毕后立即清清洗搅拌机、搅搅拌桶、灌浆浆筒等器具，以以免灌浆料凝凝固清理困难难，注意灌浆浆筒需在每灌灌注完成一筒筒后便需要清清洗一次，而而后才能再次次使用。图45灌浆示意图图图46灌浆施工情情况4.3.2装配整体式剪剪力墙结构施施工组织模式式（1）机械选型与施工场场地布置施工场地布置，首首先应进行起起重机械选型型定位工作，然然后根据起重重机械布局，合合理规划场内内运输道路，最最后根据起重重机械以及运运输道路的相相对关系确定定各堆场位置置。合理定位位塔吊，根据据最重预制构构件重量及其其位置进行塔塔吊选型，使使得塔吊能够够满足最重构构件起吊要求求。场内道路卸车点构件堆场塔吊选型及布置说明：1．塔吊2、塔吊5为7030塔，其余为6015；场内道路卸车点构件堆场塔吊选型及布置说明：1．塔吊2、塔吊5为7030塔，其余为6015；2.塔吊2吊运5个单元，塔吊5吊运6个单元，其余吊运4个单元；3.6015塔30米处起重4.9T，需要最重构件安装位置、堆放场地、卸车点放置于30米内；7030塔50米内起重5T，只需实现覆盖即可完成吊运。塔吊1塔吊2塔吊3塔吊4塔吊5塔吊64个单元4个单元4个单元4个单元2个单元3个单元3个单元3个单元图47长阳半岛现场平面面布置示意图图（2）施工流水段划分与与施工流向长阳半岛项目按照照上图所示中中间道路将现现场分为两个个场地，每个个场地两个单单体，每个场场地内，依据据每台塔吊覆覆盖范围又分分为三个施工工区域，每个个区域内有一一台塔吊负责责作业，并按按照作业区域域配置相应数数量的构件堆堆场、架料堆堆场、模板堆堆场等，每个个区域分别包包含4-6个作业单元元，各个单元元各自为一个个流水段。考虑施工流流向由塔吊吊吊运开始，将将流水施工流流向定为自中中间单元向两两侧单元流水水作业，其施工段划划分及流向见见下图所示：：一段一段一段一段四段三段二段二段三段图48长阳半岛施施工流水段划划分及流向图图（3）标准单元施工工工序划分施工作业从预制墙墙板吊装开始始，构件吊装装完成后需要要进行灌浆作作业，由于灌浆后存存在4-6h的技术间歇歇期，因此灌灌浆操作需在在预制墙体就就位校正后，并并且没有可能能影响预制构构件就位的工工艺后方可进进行。本工程程将每个单元元施工作业划划分为了10个工序，其施工工序序及流程如下下图所示：墙钢筋绑扎墙钢筋绑扎预制墙板吊装预制墙板灌浆墙模板安装墙混凝土浇筑墙模板拆除水平模板支设叠合板吊装及钢筋绑扎机电管线铺设板混凝土浇筑图49施工工序流流程图（4）关键工序施工组组织1）构件吊装顺序组织织预制构件吊装分四四次进行，第第一次进行预预制墙板吊装装；第二次进进行装饰板吊吊装，然后吊吊装预制阳台台、叠合板；；第三次吊装装下一层楼梯梯板；第四次次吊装下层预预制飘窗。吊装次序如如下图所示：：图50长阳半岛预预制构件吊装装顺序示意2）构件吊装吊次计算算预制构件吊装是施施工流水作业业的开始工序序，该工序占占用时间直接接影响单元施施工流水组织织，单块预制制构件吊装时时间由预备挂挂钩、安全检检查、回转就就位、安装作作业、起升回回转的固定时时间、由起升升、落钩至地地面的可变动动时间组成。表03吊装时间（分钟）预备挂钩时间安全检查时间起升时间回转就位时间安装作业时间起升回转时间落钩至地面时间22变量1.571.5变量预制构件吊装时间间计算表04楼层标高起吊时间单构件起吊时间（分分钟）数量（块）时间（分钟）固定时间起升时间(高度//上升速度)落钩下降时间(高高度/下降速度)总时间5层13.5m1212×15=1800140.50.515预制构件吊装时间间分析（5）施工流水组织及及关键线路分分析根据标准单元施工工工序划分，施工组织时标网络计划见下图：图51长阳半岛施施工时标网络络图4.3.3装配整体体式剪力墙结结构安装工具具研究（1）预制墙板存放架1）两侧预制墙板存放放架简介预制墙板存放架采采用两侧堆放放，存放架采采用槽钢焊接接而成，存放放架除了满足足强度、刚度度以及稳定性性要求，同时时考虑节约墙墙板堆放空间间，节约钢材材。图52预制墙板两两侧存放架效效果图（2）预制构件模数化通通用吊装梁1）预制构件模数化通通用吊装梁简简介根据预制构件吊装装需要设计采采用模数化吊吊点的通用吊吊装梁。预制制构件吊装时时仅需要根据据预制构件吊吊点选择挂钩钩，保证两侧侧挂钩距中等等距，吊装时时确保钢丝绳绳处于竖直状状态即可。此此吊装梁采用用模数化吊点点，方便构件件吊装，解决决了吊梁工程程之间的通用用性，提高吊吊梁的使用周周期，节约钢钢材。图53预制构件模数数化通用吊装装梁效果图2）预制构件模数化通通用吊装梁施施工技术模数化通用吊装梁梁根据各种构构件吊装时不不同的起吊点点位置，设置置模数化吊点点，构件吊装装时根据构件件吊点选择挂挂钩，确保预预制构件在吊吊装时吊装钢钢丝绳保持竖竖直，避免产产生水平分力力导致构件旋旋转等问题。模模数化通用吊吊装梁平面及及剖面图如下下：图54预制构件模模数化通用吊吊装梁平面及及剖面图图55预制构件模模数化通用吊吊装梁（3）墙板辅助钢筋定位位控制钢板1）墙板辅助钢筋定位位控制钢板简简介预制墙板辅助钢筋筋定位控制钢钢板采用钢板板及角钢焊接接而成，为了了避免混凝土土浇筑时污染染钢筋，在位位于定位钢筋筋处采用钢管管焊接，同时考虑混混凝土浇筑及及振捣方便，在在定位钢板上上留置浇筑及及振捣孔。图56墙板辅助钢钢筋定位控制制钢板平面及及剖面图2）预制墙板辅助钢筋筋定位控制钢钢板施工技术术顶板混凝浇筑前必必须使用辅助助钢筋定位控控制钢板进行行钢筋定位，墙墙板吊装前校校核定位钢筋筋位置，保证证墙板吊装就就位快捷。辅辅助钢筋定位位控制钢板根根据墙板预制制钢筋位置加加工比钢筋直直径大2mmm的孔洞，确确保定位钢筋筋位置准确；；同时考虑避避免混凝土浇浇筑时污染钢钢筋接头，在在定位钢板上上焊接钢管。为为使混凝土浇浇筑时方便灌灌入和振捣，定定位控制钢板板设置直径为为100mmm的灌入振捣捣口。墙板辅辅助钢筋定位位控制定位示示意图如下：：图57墙板辅助钢钢筋定位控制制钢板（4）预制墙板快速定位位措施件1）预制墙板快速定位位措施件简介介预制墙板吊装时利利用快速定位位措施件快速速定位，墙板板吊装之前根根据墙板安装装位置将快速速定位措施件件安装准确度度，吊装时利利用定位凹槽槽豁口进行快快速定位，保保证定位钢筋筋快速插入到到灌浆套筒中中。图58快速定位措措施件平面图图及效果图2）预制墙板快速定位位措施件施工工技术预制墙板快速定位位措施件根据据墙板类别，构构件深化设计计时统一考虑虑截面及措施施定位，利用用槽钢和钢板板焊接而成，吊吊装时将拧在在墙板上两侧侧斜支撑的螺螺栓插入快速速定位措施件件豁口中，墙墙板缓慢随豁豁口槽下落就就位，就位后后确保下一层层预留钢筋插插入到吊装墙墙板的灌浆套套筒中。快速速定位措施件件豁口设计时时，根据墙板板斜支撑的螺螺栓栓杆直径径设计，要求求豁口成“V”型设计，确确保豁口的最最下端与螺栓栓栓杆直径同同宽。预制墙墙板快速定位位措施件定位位示意图如下下：图59快速定位措措施件定位示示意图图60快速定位措措施件V型豁口平面面图图61快速定位措措施件4.3.4装配整体体式剪力墙结结构预制构件件安装施工质质量标准研究究为满足采用装配整整体式剪力墙墙结构的新型型工业化住宅宅预制构件安安装施工质量量验收，根据据相关国家现现行标准及规规范的要求，结结合工程具体体情况，制定定《装配整体体式剪力墙结结构预制构件件安装施工质质量验收标准准》。（1）基本规定1）按ISO9000－－GB/T119000系列标准的的要求，建立立项目质量管管理体系，通通过全面质量量管理，对安安装全过程按按质量要求和和工艺标准进进行控制。2）工程开工以前，应应进行图纸会会审，并编制制施工方案或或技术措施。3）所采用的材料应应有产品合格格证书和性能能检测报告，材材料的品种、规规格、性能等等应符合现行行国家产品标标准和设计要要求。4）装配整体式剪力力墙结构工程程各子分部工工程和分项工工程划分，应应符合下表要要求。表05各子子分部工程、分分项工程划分分表分部工程子分部工程分项工程项目主体结构混凝土结构装配式结构编号020106（2）预制构件与连接材材料1）预制构件质量证明明文件检验预制构件由于其特特殊性，对其其进场前的检检验主要是对对其所含质量量证明文件的的检验。首先先预制构件必必须具有质量量合格证，质质量合格证是是一个比较综综合的质量证证明文件，应应包含生产预预制构件过程程中的模板检检验合格、钢钢筋检验合格格、混凝土检检验合格、相相关材料质量量合格、生产产过程工艺合合格。对于预预制构件中包包含的可能影影响构件成品品性能及质量量的原材料或或配件，要求求提供单独的的质量证明文文件，如混凝凝土28天强度报告告、灌浆直螺螺纹连接套筒筒性能检验报报告、保温材材料性能检验验报告、面砖砖粘接强度试试验简要报告告。2）连接材料进场检验验预制构件连接材料料，主要是钢钢筋接头锚固固灌浆料，由由于这样灌浆浆料的特殊性性能，对其存存放方式进行行了如下规定定：钢筋接头头灌浆料应合合理分批进厂厂，进场后必必须采取妥善善的存放措施施，防止钢筋筋接头灌浆料料因受潮、暴暴晒而造成质质量性能改变变，并确保在在钢筋接头灌灌浆料保质期期内使用完成成。钢筋接头头灌浆后进入入现场后还应应进行严格的的进场复试，复复试合格后方方可使用。此外，预制构件连连接材料还包包括飘窗连接接螺栓锚固灌灌浆料等连接接材料，也应应进行严格的的进场复试，复复试合格后方方可投入施工工使用。（3）预制构件进场检验验预制构件进场后，对对预制构件的的存放规定如如下：各类预预制构件存放放时，应确保保构件存放状状态与安装状状态相一致。预预制构件堆放放顺序应与施施工吊装顺序序及施工进度度相匹配。预预制构件不宜宜在施工现场场进行翻身操操作。1）预制墙板重点检验验部位=1\*GB3①预制墙板标识，这这个标识应位位于预制墙板板明显部位，主主要内容包括括生产单位、构构件型号、生生产日期、质质量合格等。这这也是区分不不同构件最简简便最有效的的手段之一。=2\*GB3②可能影响预制墙板板安装后受力力性能或者使使用性能的缺缺陷，这一条条主要是根据据预制墙板的的作用所提出出的，例如预预制墙板的外外面砖脱落或或损坏比较严严重，严重影影响了装饰这这一使用性能能，那么可认认定为预制墙墙板不合格，需需要修复后使使用。=3\*GB3③可能影响结构安全全、使用功能能的尺寸偏差差，这一条主主要针对预制制墙板的功能能而言，例如如用来连接钢钢筋的预埋灌灌浆套筒的位位置偏移就可可能造成后续续灌浆质量隐隐患，例如两两侧平整度偏偏大可能造成成后续节点浇浇筑施工漏浆浆等问题，均均是由于预制制墙板本身的的重大尺寸偏偏差而导致的的可能存在的的隐患，那么么可认定为预预制墙板不合合格，需要修修复后使用。=4\*GB3④可能影响施工过程程的重大缺陷陷，这一条主主要指预制墙墙板存在的缺缺陷不会影响响后续墙板功功能，但可能能影响安装过过程中的施工工安全。例如如吊环松动，虽虽然预制墙板板安装完成后后，对安装质质量没有影响响，但却为吊吊装作业过程程留下了较大大的安全隐患患。吊环的质质量缺陷，也也可认定为预预制墙板不合合格，需要修修复后使用。2）预制叠合类构件重重点检验部位位预制叠合类构件主主要包括预阳阳台板及预制制叠合板，这这两类构件的的进程检验项项目及如下：：=1\*GB3①构件标识，与预制制墙板类似，该该标识主要内内容包括生产产单位、构件件型号、生产产日期、质量量合格等。这这也是区分不不同构件最简简便最有效的的手段之一。=2\*GB3②叠合粗糙面是否有有损坏，这是是叠合类构件件能够与后浇浇层复合受力力的关键。=3\*GB3③桁架钢筋的检验，主主要检查桁架架钢筋突出板板面的高度，桁桁架钢筋与叠叠合板间的缝缝隙是后续机机电管线能否否顺利埋入后后浇层关键。因因此如果桁架架钢筋过于贴贴近叠合板面面，可认定构构件不合格，需需要修复后使使用。=4\*GB3④同样与预制墙板类类似，吊装用用的吊环仍然然是预制叠合合类构件的另另一个关键检检查点。（4）预制构件安装检验验1）预制墙板安装施工工重点检验项项目预制墙板安装最核核心的工艺就就是钢筋灌浆浆连接，如何何确保灌浆质质量可控就是是预制墙板安安装检验的重重点。=1\*GB3①预制墙板安装临时时固定措施必必须有效可靠靠，这是保证证预制墙板正正确安装的前前提，也是保保证施工安全全的前提。=2\*GB3②钢筋灌浆连接操作作，灌浆料的的配合比必须须正确，这是是保证钢筋灌灌浆接头质量量可靠的先决决条件。=3\*GB3③灌浆必须饱满；钢钢筋灌浆接头头力学性能试试验合格，由由于目前还没没有能可靠检检验钢筋灌浆浆连接接头的的无破损检验验方法，采取取模式形式检检验也是能较较真实反映灌灌浆质量的手手段之一；灌浆料同条条件试块抗压压强度合格。=4\*GB3④预制墙板还应进行行起吊前定位位钢筋的隐蔽蔽验收、现浇浇节点合模前前的连接钢筋筋隐蔽验收。2）预制叠合类构件安安装检验=1\*GB3①预制叠合类构件临临时支撑措施施安装必须可可靠，这是保保证预制叠合合类构件安装装稳固、保证证施工安全的的保证。=2\*GB3②叠合类构件的下铁铁进入支座的的长度是另外外一个主要检检验项目，否否则可能因为为下铁进入支支座的长度不不足，导致预预制构件安装装存在受力隐隐患。=3\*GB3③预制叠合类构件安安装完成后还还应对叠合面面的损坏程度度进行隐蔽验验收。（5）预制构件拼缝防水水节点施工预制构件拼缝防水水节点是装配配式结构特有有的节点问题题。如何避免免构件施工后后拼缝的防渗渗漏问题就是是对其检验控控制的重点。因因此须对预制制构件拼缝的的胶缝施工进进行质量控制制检验。（6）验收1）工程质量验收应符符合以下的规规定：模板分分项工程施工工质量验收合合格；钢筋分分项工程施工工质量验收合合格；混凝土土分项工程施施工质量验收收合格；现浇浇结构分项工工程施工质量量验收合格；；装配式结构构分项工程施施工质量验收收合格；质量控制资资料；观感质质量验收合格格；结构实体体检验结果满满足本规范的的要求。2）装配式结构分项工工程验收应收收集整理的资资料：预制构件产产品合格证、混混凝土强度报报告、灌浆直直螺纹钢筋连连接套筒性能能检测报告、构构件保温节能能材料性能检检测报告、外外保温粘结面面砖拉拔试验验检测报告；；预制构件原原材料工程验验收资料；钢钢筋接头灌浆浆料进场验收收记录及复试试报告；螺栓栓锚固灌浆料料进场验收记记录及复试报报告；预制构构件进场验收收记录；预制制构件安装验验收记录；预预制构件拼缝缝处防水节点点施工验收记记录；预制构构件安装隐蔽蔽工程检查验验收文件；钢钢筋接头灌浆浆料同条件试试件强度试验验报告；灌浆浆直螺纹钢筋筋连接套筒接接头力学性能能试验报告。3）装配式结构分项工工程质量验收收合格应符合合下列规定：：分项工程所所含的各检验验批全部符合合本标准的规规定；隐蔽工工程验收记录录齐全；分项项工程所含的的各检验批质质量记录准确确完善。4.4装配式剪力墙结构构住宅环境表表现研究4.4.1评测对象象选择选择北京万科在建建的装配整体体式剪力墙工工业化住宅和和传统钢筋混混凝土现浇剪剪力墙住宅作作为测评对象象。课题选取取的产业化住住宅样本为目目前北京万科科开展规模最最大、技术和和管理较为成成熟的产业化化示范项目，采采用工厂预制制的部件主要要包括外墙、叠叠合板、楼梯梯、阳台、飘飘窗、空调板板和阳台装饰饰板，其中外外墙预制装配配化率76%%，整体预制制装配化率338%。表06产产业化住宅和和传统住宅概概况工业化住宅传统住宅建筑面积23068m223401m2地上层数9层9层调研面积16483m216133m2调研层数3~8层3~8层单元面积187m2182m2之所以选择二者：：第一，二者者都为剪力墙墙住宅结构体体系，是目前前国内应用较较为普遍的住住宅形式，所所得的数据将将具有较好的的代表性；第第二，除了结结构体系外，二二者的建筑规规模、层数、高高度、单元户户型等也基本本一致，通过过对两栋住宅宅高度相同的的多个标准层层的构件生产产、施工安装装及外装修过过程的环境表表现数据的实实地监测，可可有效避免由由于建筑物规规模、外部环环境，尤其是是各种施工机机械设备在空空间运输等方方面的差异所所带来的资源源、能源消耗耗和废弃物产产生量的误差差，增强了研研究结论的可可比性；第三三，参建单位位（业主、承承包商和监理理方）相同，这这就可避免由由于技术和管管理差异带来来的影响。4.4.2工业化住住宅与传统住住宅资源消耗耗对比通过对工业化住宅宅和传统住宅宅多个标准层层构件生产、材材料加工、施施工安装和外外装修的实施施过程的调研研，以及按钢钢筋工程、混混凝土工程、模模板工程和装装修工程分类类统计，得出出两种不同建建造模式的住住宅的钢材、混混凝土、砂浆浆、木材、水水、保温板及及其他材料消消耗量。表07工工业化住宅与与传统住宅资资源消耗对比比传统住宅工业化住宅节省量节省率钢材（kg/m22）52.4652.010.450.86%混凝土（m3/mm2）0.370.41-0.05-13.42%砂浆（kg/m22）16.202.6813.5283.46%水（kg/m2）94.48102.25-7.77-8.22%木材（kg/m22）13.774.199.5869.57%保温板（kg/mm2）3.061.551.5149.35%其他材料（kg//m2）8.621.437.1983.41%在钢材、砂浆、木木材、保温板板及其他材料料用量上，工工业化住宅较较传统住宅存存在优势；但但是工业化住宅单单位平方米混混凝土用量和和水资源消耗耗量要高于传传统住宅。具具体比较和原原因分析如下下：（1）钢材消耗。工业业化住宅较传传统住宅节约约优势并不明明显。虽然工工业化住宅在在施工过程中中使用的措施施钢筋少于传传统现浇住宅宅，但是预制制构件在制作作和安装过程程中需要大量量的预埋件、钢钢质模板和支支撑杆件，增增加了工业化住宅的的钢材用量。（2）混凝土消耗。工工业化住宅较较传统住宅节节约并无优势势。根据对各各主要施工过过程的分析，主主要问题在于于工业化住宅外外墙采用夹心心保温，比传传统住宅外墙墙增加了500mm的混凝凝土保护层，导导致了产业化化住宅混凝土土用量较高。（3）砂浆消耗。工业业化住宅比传传统住宅节约约80%以上。主主要是因为两两类住宅的外外墙粘贴保温温板的方式不不同，产业化化住宅的预制制墙体采用夹夹心保温，保保温板在预制制构件厂内同同结构浇筑在在一起，不需需要使用砂浆浆及粘结类材材料。（4）水消耗。工业化化住宅较传统统住宅节约并并无优势。分分析原因，主主要是工业化预制构构件在生产过过程中采用蒸蒸汽养护，比比施工现场混混凝土养护消消耗大。（5）木材消耗。工业业化住宅较传传统住宅存在在较大优势。主主要是因为其其预制构件在在生产过程中中采用周转次次数高的钢模模板替代木模模板，同时预预制叠合板在在现场施工过过程中也可以以起到模板的的作用，减少少了楼板施工工中木模板的的需求量。（6）保温板消耗。工工业化住宅较较传统住宅存存在较大优势势。原因是目目前工业化住宅的的外墙夹心保保温可实现与与结构设计使使用寿命相同同，为50年，而传统统住宅外墙外外保温的设计计使用年限只只有25年。因此此计算过程中中，取传统住住宅保温材料料用量的两倍倍与工业化住宅保保温工程量进进行对比。4.4.3工业化住住宅与传统住住宅能源消耗耗对比分析通过对工业化住宅宅和传统住宅宅多个标准层层构件生产、材材料加工、施施工安装和外外装修实施过过程中能源消消耗的实测，得得出两种不同同建造模式的的住宅在电、柴柴油和煤炭等等方面单位面面积的消耗量量。表08工业化住宅与与传统住宅能能源消耗对比比传统住宅工业化住宅节省量节省率耗电量（kwh//m2）7.744.463.2842.38%耗柴油量(kg//m2)0.440.210.2351.71%耗煤量(kg/mm2)0.001.19-1.19-100.00%%折合标准煤（kgg/m2）3.662.910.7520.49%产业化住宅在节电电和节油方面面较传统住宅宅存在较大优优势。将上述三种能源源消耗量换算算成标准煤，可可得到产业化住住宅较传统住宅单单位平方米节节约0.75kkg的标准煤，节节省率达20%以上。具体分分析如下：（1）电耗。电耗主要要来自钢筋工工程、模板工工程中各类材材料的加工，混混凝土工程中中空压机和振振捣器的使用用，运输工程程中塔吊的使使用，以及装装修工程中电电动吊篮的使使用等环节。（2）油耗。工业化住住宅较传统住住宅节约有较较大的优势。油耗主要来来自施工现场场混凝土泵车车的使用。在在传统住宅中中，混凝土的的浇筑使用泵泵车进行垂直直向上浇筑，要要消耗大量的的柴油；而对对于产业