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        裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項目設(shè)計探索

        2019-07-31 10:24:00
        城市建筑空間 2019年6期
        關(guān)鍵詞:裝配式鋼結(jié)構(gòu)墻體

        中國建筑標準設(shè)計研究院有限公司 魏夢濤 賀艷杰 王 燕 劉國友

        華晨寶馬汽車有限公司 程 竹

        0 引言

        自2017年12月住建部頒布GB/T 51129—2017《裝配式建筑評價標準》以來,關(guān)于裝配式建筑認定和裝配率計算有了明確的規(guī)范規(guī)定,對于地方裝配式建筑政策的落實也有了明確的依據(jù)和指導(dǎo)。

        根據(jù)《滄州市人民政府辦公室關(guān)于加快推進裝配式建筑發(fā)展的實施意見》和《河北省人民政府辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的實施意見》(冀政辦字[2017]3號)的要求,劃定滄州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)作為全面推行裝配式建筑示范區(qū)。《滄州市人民政府辦公室關(guān)于加快推進裝配式建筑發(fā)展的實施意見》中提及經(jīng)竣工驗收合格后由項目所在地政府按照100元/m2進行補貼,其外墻預(yù)制部分建筑面積(不超過規(guī)劃總建筑面積的3%)可不計入成交地塊容積率。目前滄州市規(guī)劃部門要求新建工程項目中不少于15%的建筑面積采用裝配式建筑,可選擇采用裝配式混凝土或裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑,由于混凝土預(yù)制構(gòu)件廠距離在200km以上,最終選擇采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。

        1 工程概況

        滄州天成裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項目位于河北省滄州市,總建筑面積37266.99m2,地上建筑面積33514.29m2,地下建筑面積3752.70m2。該項目共包括10棟住宅,其中7號樓采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系,地上27層,地下3層,層高2.9m,建筑高度78.6m(見圖1)。采用矩形鋼管混凝土框架+現(xiàn)澆混凝土核心筒體系。

        圖1 滄州天成項目7號樓效果

        2 主體結(jié)構(gòu)

        本項目設(shè)防烈度7度(0.136g),場地類別Ⅲ類,設(shè)計地震分組第二組,場地特征周期0.55s。主體結(jié)構(gòu)采用矩形鋼管混凝土框架+現(xiàn)澆混凝土核心筒,為組合結(jié)構(gòu)體系(見圖2,3)??蚣苤捎娩摴芑炷林鶟仓炷?,框架梁與支撐采用H型鋼,樓板采用鋼筋桁架樓承板。矩形鋼管中澆筑C50自密實混凝土,采用Q345B級鋼管。豎向交通核采用現(xiàn)澆混凝土核心筒,交通核所占面積比例小于20%。

        比較該結(jié)構(gòu)體系與鋼管混凝土框架+鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系,地上結(jié)構(gòu)用鋼量為75kg/m2,而鋼管混凝土框架+鋼板剪力墻地上結(jié)構(gòu)用鋼量為85kg/m2,由此可得出本項目選擇的結(jié)構(gòu)體系用鋼量較優(yōu)。另外,該結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)剛度較大,位移較小,位移角小于1/800,對于風振舒適度控制較好。而鋼管混凝土框架+鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度較小,位移較大,位移角接近限值1/300。

        圖2 三維結(jié)構(gòu)模型

        圖3 三維結(jié)構(gòu)標準層模型

        樓板采用鋼筋桁架樓承板,鋼筋桁架樓面應(yīng)用比例達80%以上(見圖4)。標準層樓承板厚110mm,鋼筋桁架高80mm,上弦和下弦鋼筋直徑均為8mm,腹桿鋼筋直徑4.5mm,底板采用0.6mm厚鍍鋅鋼板,樓板采用C30混凝土,如圖5所示。

        圖4 鋼筋桁架樓承板樓面應(yīng)用比例

        該項目采用矩形鋼管混凝土框架柱,框架梁及支撐均采用H型鋼,鋼柱與鋼梁采用栓焊連接,梁端部增加楔形蓋板以做加強。鋼柱拼接、鋼支撐與鋼柱、鋼梁采用全焊接連接,鋼柱內(nèi)部填充自密實微膨脹混凝土,如圖6所示。

        3 圍護墻與內(nèi)隔墻

        外圍護墻體采用300mm厚半內(nèi)嵌ALC蒸壓加氣混凝土條板,為圍護、保溫、裝飾一體化墻體材料,外圍護墻體總面積為482.4m2(不含核心筒剪力墻),標準層ALC條板面積為433.5m2,砌塊面積為49.2m2,ALC條板墻面面積占比為89.9%,大于80%,因此非承重圍護墻非砌筑一項可得5分,圍護墻、保溫(隔熱)、裝飾一體化一項可得5分,共計10分。

        圖5 鋼筋桁架樓承板

        圖6 鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點

        內(nèi)隔墻總面積為1034.4m2,標準層ALC條板墻面面積為538.2m2,混凝土砌塊墻面面積為496.2m2,ALC條板墻面面積占比為52%,大于50%,則內(nèi)墻非砌筑一項可得5分。

        外圍護ALC墻體與主體結(jié)構(gòu)連接采用半嵌半掛形式,墻體厚300mm,鋼梁側(cè)面冷橋處采用B04材質(zhì)ALC板連接,墻體上端采用勾頭螺栓與鋼梁下的焊接角鋼連接,墻體下端采用勾頭螺栓與混凝土板上的預(yù)埋角鋼連接(見圖7)。

        圖7 外圍護與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點

        4 裝修和設(shè)備

        本項目采用全裝修設(shè)計,地面、墻面、頂棚均按照材料做法表進行裝修,內(nèi)部設(shè)施設(shè)備也安裝完成,則此項可得6分。

        5 裝配率計算

        根據(jù)《裝配式建筑評價標準》裝配式建筑評分表4.0.1條中各項目的應(yīng)用情況,統(tǒng)計各分項分值,計算得出的裝配率為71%,大于裝配率50%的要求,應(yīng)被認定為裝配式建筑(見表1)。

        表1 裝配率計算

        6 結(jié)語

        本項目的裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系屬于混合結(jié)構(gòu)的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑,為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展應(yīng)用提供多種可能性。該體系具有用鋼量較省、抗側(cè)剛度大、主體結(jié)構(gòu)分值高、外圍護保溫裝飾一體化、精修到位拎包入住、戶內(nèi)空間大等優(yōu)點。

        裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系易于實現(xiàn)工業(yè)化、標準化制作,而與之相配的墻體材料可采用節(jié)能環(huán)保的新型材料,可再生重復(fù)利用,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,因此裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣必將促進住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,提高我國住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,并帶動住宅施工行業(yè)革新。

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