御景畔山项目装配式技术方案分析

发表时间:2020/5/9   来源:《工程管理前沿》2020年2月5期   作者: 崔林
[导读] 御景畔山项目为一大型山地住宅小区,集装配式高层住宅、多层住宅、幼儿园、商铺、大型地下停车场于一体。
        [摘要]御景畔山项目为一大型山地住宅小区,集装配式高层住宅、多层住宅、幼儿园、商铺、大型地下停车场于一体。
[关键词]预制构件标准化;ABAQUS;动力弹塑性时程分析
本文首先介绍了本项目的工程概况、装配式建筑标准化设计、预制构件标准化、装配式建筑装饰装修设计、外墙保温设计、装配式建筑结构体系、关键节点结构设计、装配式建筑的施工。                                                                  

1   工程概况
        御景畔山项目位于广东省深圳市龙岗区,南临振业峦山谷新建住宅区,东临比亚迪科技园。具有非常优越的区位位置和交通优势。北面为城市山体景观。用地面积63454.81 平方米,总建筑面积310895.59 平方米。项目主要由15栋33层高层住宅(14栋装配式)13栋3层多层住宅以及1栋3层幼儿园,3层地下室和2层商业裙楼组成。

  建筑效果图
2   建筑设计
2.1装配式建筑标准化设计
        本项目装配式建筑设计范围为14栋住宅塔楼部分,总高度100m。首层为商业或架空绿化层高为5.4m,2层以上住宅标准层采用预制装配式,层高为2.850m。按户型模块标准化,分为A、C、D三种户型,A户型7栋,C户型5栋,D户型2栋,预制构件种类为预制凸窗、预制楼梯、预制内墙条板,A户型的预制率15.13%,装配率55.57%;C户型的预制率15.27%,装配率56.07%;D户型的预制率 15.32%,装配率56.29%;均
满足深人环[2014]21号文件预制率不低于15%装配率不小于30%的要求。(本项目于2017年前取得用地规划许可证)
       
 各栋户型总平面图
                                   
 
标准层预制构件平面布置图(以1-A为例)
2.2预制构件标准化
    以户型标准化为前提,考虑预制构件尺寸尽量按照少规格、多组合的原则。在为户型设计和施工周期服务的前提下,将模具的周转次数做到了最大。本项目共使用18种凸窗构件(2对镜像),1种楼梯构件。凸窗和楼梯的数量统计详下表。

2.3装配式建筑装饰装修设计
    本项目外围护结构部分采用现浇剪力墙结合预制凸窗,标准层均采用铝模施工,施工精度做到免抹灰,实现外围护墙、外饰面、防水一体化。本项目卫生间采用沉箱方式设计,实现同层排水,降低后期使用过程中的漏水隐患。各户型采用相同的装修方式、材料、部件,协调好建筑、结构、强弱电、供排水、燃气及室内装饰装修设计,采用BIM技术协调各专业管线设计方案。全面家居解决方案设计,最大化利用室内面积,提高空间效率
2.4外墙保温设计
设计依据国家及地方相应法规相关节能设计标准。

       
         客厅效果                         卫生间效果
日照保证受遮挡的居住建筑的居室,冬至日满窗日照有限时数不少于 1 小时。居住建筑的外窗面积不应过大,各朝向的窗墙面积比,北向不应大于 0.40;东西向不应大于 0.3;南向不应大于 0.40。住宅外窗框采用普通铝合金6Low-E+12空气+6透明玻璃。
围护结构设计采取节能措施概况

  节能设计上考虑合理规划建筑布局,充分考虑了小区建筑的朝向和整体的通风效果,单体设计结合功能单元充分考虑了通风、采光、日照、遮阳等因素;采用新型墙体隔热涂料,并设计了保温隔热构造使外围护结构拥有良好的热工性能,达到提高建筑物节能性的目的。综上所述,本项目考虑的主要节能措施是加强通风、遮阳的设计,达到隔热节能的目的。
3 .结构设计
3 .1装配式建筑结构体系
本项目抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,本项目14栋高层塔楼高度均未超过规范的限值,预制内墙或轻质内隔墙与结构构件采取弱连接,通过周期折减系数考虑其填充作用对结构整体刚度的影响。预制飘窗外挂,仅作为荷载考虑,不影响结构整体刚度;预制楼梯采用两端铰接,在剪力墙筒体中布置,可不考虑对结构整体刚度的影响。对于结构的整体分析,在保证节点构造和钢筋连接不低于现浇结构按规范计算的承载力的前提下,采用与现浇结构相同的方法进行整体结构计算分析。

                          BIM模型图示

3 .2关键节点结构设计
(1)预制凸窗深化设计及节点
  本项目预制凸窗设计为非承重外墙板,通过四边钢筋外挂于主体结构,外挂墙板作为荷载挂于主体结构的框架梁和墙柱上,增大了梁的刚度,在计算分析予以考虑;
  

 
        梁侧向刚度1.5                梁侧向刚度3.0
(2)预制内墙延性耗能机理分析
   使用ABAQUS有限元分析软件,分别建立包括叠合内墙和不包括叠合内墙的10层整体结构模型,针对预制内墙对主体结构的受力、刚度和耗能的影响进行了相关分析,来判断叠合内墙是否可为结构的受力关键构件。
    分别建立包含叠合内墙和不包含预制叠合内墙的整层结构模型,通过在楼板施加40mm水平位移(h/75,h层高),提取结构基底反力,进而得到了结构模型的位移-力关系曲线

           整层结构的位移-力关系曲线
   二者的差值为叠合内墙消耗的地震能量,可见,叠合内墙可能增加结构整体耗能能力对结构抗震有利。
  分别建立包括预制叠合内墙和不包括叠合内墙的10层整体结构模型,进行大震工况下的动力弹塑性时程分析。:
 
          整体结构受压损伤云    单片墙受压损伤云
  根据计算结果可知,在大震作用下,预制内墙产生较大的应力和塑形损伤,耗散了一定地震能量。
因此,预制内墙在结构中的功能为延性耗能构件。
(3)预制楼梯深化设计及节点
上端固定铰端安装节点          下端滑动铰端安装节点
4 .装配式建筑的施工
4.1施工总平面布置图


4.2预制构件生产和运输
    根据主体进度计划排加工计划和生产计划。构件厂标准层生产至少要有两层库存构件,现场堆放不超过一层。针对运输车辆的数量、出入口及运输路线的选择以及运输时间的安排作了详尽考虑,以确保主体工程的顺利进行。
  工厂组装模具                专用立架运输凸窗
4.3预制构件吊装和安装
   编制预制凸窗安装流程,预制凸窗安装人员配置,预制楼梯安装流程,预制楼梯安装人员配置,及预制构件与铝模的连接方式等相关资料。

                预制凸窗安装          预制凸窗加固节点
4.4装配式模板施工
  绘制梁配模图、墙柱配模图、楼面配模图。编制防漏浆措施,铝膜安装施流程等相关资料。
       
         墙柱配模图            墙柱模板安装
4.5泵送混凝土浇筑
  为保证A户型标准层混凝土顺利浇筑,选用半径18m的一体式布料机,其他楼栋选型类似。
                           一体式布料机工作示意图
参考文献:
[1] JGJ/T 398-2017装配式住宅建筑设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.
[2] GB/T51231-2016装配式混凝土建筑技术标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.
[3] JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[4] GB50009-2012 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[5] GB50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
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