裝配式建筑施工技術第二章 裝配式建筑分類2.1裝配式建筑分類裝配式建筑的分類方式如下:1)按結構材料分類裝配式建筑按結構材料分，可分為裝配式鋼結構建筑、裝配式木結構建筑、裝配式混凝土建筑、裝配式輕鋼結構建筑和裝配式復合材料建筑(鋼結構、輕鋼結構與混凝土結合的裝配式建筑)等。2)按建筑高度分類裝配式建筑按建筑高度分，可分為低層裝配式建筑、多層裝配式建筑、高層裝配式建筑和超高層裝配式建筑。2.1裝配式建筑分類裝配式建筑的分類方式如下:3)按結構體系分類裝配式建筑按結構體系分，可分為框架結構、框架剪力墻結構、簡體結構剪力墻結構、無梁板結構、空間薄壁結構、懸索結構、預制鋼筋混凝士柱單層廠房結構。4)按預制率分類裝配式建筑按預制率分，可分為超高預制率(70%以上)、高預制率(50%~70%)、普通預制率(20%~50%)、低預制率(5%~20%)和局部使用預制構件(0%~5%)幾種類型。不同的裝配式建筑類型決定了建筑材料的多樣性。目前，裝配式建筑主要有3種形式:裝配式鋼結構建筑、裝配式木結構建筑和裝配式混凝上建筑。2.2

裝配式鋼結構建筑根據(jù)CSA(加拿大標準協(xié)會)標準的解釋，鋼結構建筑是以鋼材為結構構件加上相應的連接件和相關建筑部品組裝而成的完整的建筑實體。裝配式鋼結構建筑與傳統(tǒng)的建筑形式相比。主要具有以下特點:①強度高、自重輕承載力高。因為鋼的強度和剛度比鋼筋混凝土高幾倍，所以使用鋼結構建筑結構體系其重量約為鋼筋混凝土住宅的1/2.大大減小了房屋自重.構件截面較小，也增大了建筑物的可用空間。②抗震性能優(yōu)越。因為鋼材是彈性變形材料，能大大提高建筑的安全可靠性。抗側剛度大和建筑結構自重的減小也有利于提高抗震性能.并且地震后方便及時更換損傷構件。③縮短施工工期、減少勞動力、提高工程質量及施工效率降低安全隱患。裝配式鋼結構構件大多在工廠先預制好后運到現(xiàn)場安裝現(xiàn)場機械化程度高和作業(yè)量大大減少，對應的現(xiàn)場勞動力也大大減少、安全事故隱惠大大減少、施工工期大大縮短和施工中產生的廢水噪聲和揚塵也大大減少。④空間布管靈話、可模數(shù)化設計、集成化程度高、延長建筑壽命。⑤綠色環(huán)保，保護環(huán)境，化解鋼鐵行業(yè)過剩產能，可持續(xù)發(fā)展。鋼材屬于可二次回收再利用的材料，建造和拆除時對環(huán)境污染小,其節(jié)能指標可達50%以上，屬于綠色環(huán)保建筑材料。⑥可實現(xiàn)住宅建設的工業(yè)化和產業(yè)化.綜合經(jīng)濟效益高。2.2.1裝配式鋼結構建筑材料

按照裝配式鋼結構建筑的構成分，可分為結構系統(tǒng)外圍護系統(tǒng)內裝系統(tǒng)、設備管線系統(tǒng)4個部分.其中，結構系統(tǒng)為主要受力構件，主要包括梁柱體系、樓板體系、樓梯體系3個部分；外圍護系統(tǒng)主要起圍護內部結構構件與抵抗外界水平力和保溫隔熱等作用，主要包括建筑外墻，屋面、外門窗及附屬物。

建筑鋼結構建筑提倡采用非砌體墻體，采用工廠預制墻板。目前，常用的板墻有輕質蒸壓加氣混凝土板、輕鋼龍骨類復合墻板、發(fā)泡陶瓷墻板、混凝土空心墻板、金屬面板、夾心墻板等。2.2.2裝配式鋼結構構造

目前，裝配式鋼結構建筑主要有鋼管混凝土裝配式建筑體系、新型模塊化鋼結構、鋼管混凝土組合異形柱結構、整體式空間鋼網(wǎng)格盒式結構、鋼管束組合剪力墻結構幾種體系。2.3裝配式木結構建筑

裝配式木結構是指以木材為主要受力體系的工程結構。與其他材料建造的結構相比，木結構具有資源再生、綠色環(huán)保、保溫隔熱輕質、美觀建造方便、抗震和耐久等許多優(yōu)點。

現(xiàn)代裝配式木結構建筑與我國傳統(tǒng)的木結構建筑相比，雖然主要材料都是木材,但是在結構體系、建筑材料、連接方式上有本質的區(qū)別。

從建筑結構上看，傳統(tǒng)的木結構建筑主要采用梁柱式的建筑體系，而現(xiàn)代木結構選擇更加寬泛，可采用方木原木結構、膠合木結構和輕型木結構;從建筑材料上看，傳統(tǒng)的木結構多采用未經(jīng)加工的原術，而現(xiàn)代木結構使用的木材大多是經(jīng)過一系列加工處理后的，木材材料和規(guī)格也會有所不同，現(xiàn)代木結構材料不僅是天然木材，還有許多新型木產品，如結構膠合材、層板膠合木、工字型梁和木析架等:從連接方式上看，傳統(tǒng)木結構基本上采用了榫卯連接，而現(xiàn)代木結構的連接處是由金屬連接件連接而成的。2.3.2

裝配式木結構構造

現(xiàn)代裝配式木結構的常見結構體系有井干式木結構、輕型木結構、梁柱-支撐木結構、梁柱-剪力墻結構、CLT剪力墻以及核心簡-木結構等，見（書表2.4)。木結構連接形式有很多，有特定的木與木的連接，如斗拱、榫卯、齒和銷等;而現(xiàn)代木結構中更多的則是通過鋼板及螺栓、釘、銷等將木構件聯(lián)系起來。連接的破壞形式有很多,隨連接方式的變化而變化，設計人員必須精心設計，在特定的部位使用最合適的連接方式，以保證連接的安全性?，F(xiàn)代木結構連接主要有以下幾種類型:釘連接、螺釘連接、螺栓連接、銷連接、齒板連接、裂環(huán)與剪板連接和植筋連接，其中,前四類可統(tǒng)稱為銷軸類連接，也是現(xiàn)代木結構中最常見的連接形式，如圖2.3所示。2.4裝配式混凝土建筑裝配式混凝土建筑是指建筑的結構系統(tǒng)由混凝土部件(預制構件)構成的裝配式建筑。p242.4.1裝配式混凝土建筑材料裝配式混凝土建筑由結構主材、連接材料、預埋件以及輔助材料等組成。1)結構主材結構主材有混凝土、鋼材等。(1)混凝土混凝土是由膠凝材料、粗骨料、細骨料、水(必要時可加入外加劑和摻合料)按--定比例配合，經(jīng)攪拌、澆筑、養(yǎng)護硬化而成的具有-定強度的人造石材。在裝配式混凝土結構中,混凝士主要用于制作預制混凝土構件和現(xiàn)場后澆。根據(jù)《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ1--2014)的要求，預制構件的混凝土強度等級不宜低于C30;預應力混凝土預制構件的強度等級不宜低于C40,且不得低于C30;現(xiàn)澆混凝土的強度等級不得低于C25。(2)鋼材在裝配式混凝土結構建筑中，用到的鋼材主要有鋼筋、型鋼、鋼絲和鋼絞線等。鋼筋主要是指鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土的鋼材。鋼筋種類見表2.5。型鋼是一種有一定截面形狀和尺寸的條形鋼材。需要注意的是，在裝配式混凝土建筑結構設計時，考慮到連接套筒漿錨螺旋筋、鋼筋連接和預埋件相對現(xiàn)澆結構擁擠，宜選用大直徑高強度鋼筋,以減少鋼筋根數(shù)，避免間距過小對混凝土澆筑的不利影響。2)連接材料

連接材料包括灌漿套筒、注膠套筒、機械套筒、套筒灌漿料漿錨孔波紋管、漿錨搭接灌漿料、漿錨孔螺旋筋灌漿導管、灌漿孔塞、灌漿堵縫材料、夾芯保溫構件拉結件、鋼筋錨固板等。(1)灌漿套筒及封縫料、灌漿料套筒灌漿為預制構件主要連接方式之一。材料主要有灌漿套筒、套筒灌漿料等。灌漿套筒常見的材質有碳素結構鋼、合金結構鋼、球墨鑄鐵。灌漿套筒可分為全灌漿套筒和半灌漿套筒。全灌漿套筒是指接頭兩端均采用灌漿方式連接鋼筋的灌漿套筒;半灌漿套筒是指接頭一端采用灌漿方式連接,另一端采用非灌漿方式連接鋼筋的灌漿套筒，通常另一端采用螺紋連接，如圖2.7所示。(2)機械套筒

鋼筋機械套筒又稱為鋼筋接頭，是用于傳遞鋼筋軸向拉力或壓力的鋼套管。套筒按鋼筋機械連接接頭類型可分為直螺紋套筒、錐螺紋套筒和擠壓套筒，如圖2.8所示。直螺紋套筒又可分為鐓粗直螺紋套筒、剝肋滾軋直螺紋套筒和直接滾軋直螺紋套筒。(3)漿錨孔波紋管及螺旋箍筋

鋼筋漿錨連接是在預制構件中預留孔洞，受力鋼筋分別在孔洞內外通過間接搭接實現(xiàn)鋼筋之間應力的傳遞。鋼筋漿錨連接需要用到的材料主要有漿錨孔波紋管(圖2.9)、螺旋箍筋。(4)夾心保溫構件拉結件

外墻保溫拉結件是用于連接預制保溫墻體內、外層混凝土墻板，傳遞墻板剪力，以使外層墻板形成整體的連接器。如圖2.10所示為預制夾心保溫墻斷面及拉結件示意圖。（5）鋼筋錨固板

鋼筋錨固板是設置在鋼筋端部，用于錨固鋼筋的承壓板。3）輔助材料輔助材料主要包括內埋式材料、防水密封材料、保溫材料、表面裝飾材料等。書p29(1)內埋式材料內埋式材料常見的有內埋式金屬螺母[圖2.12(a)]、內埋式吊釘[圖2.12(b)]、內埋式吊環(huán)[圖2.12(c)]、內埋式塑料螺母、內埋式螺栓、預埋線盒[圖2.12(d)]等。

(2)防水密封材料防水密封材料主要包括建筑密封膠、密封膠條。其中，以建筑密封膠為主。(3)保溫材料

書圖2.14（4）表面裝飾材料2.4.2裝配式混凝土結構構件裝配整體式混凝土結構，是由預制混凝土構件通過可靠的方式進行連接并與現(xiàn)場后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結構。本章主要講述裝配整體式混凝土結構。裝配整體式混凝土剪力墻結構的主要預制構件有預制外墻板[圖2.15(a)]、預制疊合樓板[(圖2.15(b)]、預制陽臺板[圖2.15(c)]、預制內墻板[圖2.15(d)]、預制連梁、預制樓梯[圖2.15(e)]、預制空調板[圖2.15(f)]等。

書p31裝配整體式混凝土框架結構的主要預制構件有預制柱[圖2.15(g)]、預制梁[圖2.15(h)、(i)]、疊合樓板、預制外掛墻板[圖2.15(j)]、預制樓梯等。1）預制混凝土柱制造工藝上預制混凝土實心柱和預制混凝土矩形柱殼。柱的外觀，矩形、圓形和工字形等。滿足運輸和安裝要求的下，預制柱的長度可達到12m或更長。2）預制混凝土梁制造工藝不同可分為預制實心梁、預制疊合梁兩類。預制實心梁制作簡單，自重較大，多用廠房和多層建筑中。預制疊合梁便于預制柱和疊合樓板連接，整體性較強，運用廣泛。預制梁殼通常用于梁截面較大或起吊重量受到限制的情況，優(yōu)點是便于現(xiàn)場鋼筋的綁扎，缺點是預制工藝較復雜。按是否采用預應力來劃分，可分為預制預應力混凝土梁和預制非預應力混凝土梁。圖8預應力混凝土梁優(yōu)點節(jié)省鋼筋、易于安裝，生產效率高、施工速度快，具有良好的經(jīng)濟性。3）預制混凝土剪力墻從受力性能分為預制實心剪力墻和預制疊合剪力墻。（1）預制實心剪力墻在工廠預制成實心構件，在現(xiàn)場通過預留鋼筋與主體結構相連接。隨著灌漿套筒在預制剪力墻中的使用，越來越廣泛。預制混凝土夾心保溫剪力墻是一種結構保溫一體化的預制實心剪力墻，由外葉、內葉和中間層三部分組成。內葉是預制混凝土實心剪力墻，中間層為保溫隔熱層，外葉為保溫隔熱層的保護層。保溫隔熱層與內外葉之間采用拉結件連接。拉結件可以采用玻璃纖維鋼筋或不銹鋼拉結件。常作承重外墻。（2）預制疊合剪力墻是指一側或兩側均為預制混凝土墻板，在另一側或中間部位現(xiàn)澆混凝土從而形成共同受力的剪力墻結構。德國廣泛運用，上海和合肥等地已有應用。具有制作簡單、施工方便。4）預制混凝土樓面板按制造工藝不同可分為預制混凝土疊合板、預制混凝土實心板、預制混凝土空心板、預制混凝土雙T板等。預制混凝土疊合板最常見是桁架鋼筋混凝土疊合板和預制帶肋底板混凝土疊合樓板。桁架鋼筋混凝土疊合板屬于半預制構件，下部為預制混凝土板，外露部分為桁架鋼筋。預制混凝土疊合板的預制部分厚度通常為60mm,疊合樓板在工地安裝到位后要進行二次澆筑，成為整體實心樓板。桁架鋼筋的主要作用是將后澆筑的混凝土層與預制底板形成整體，并在制作和安裝過程中提供剛度。伸出預制混凝土層的桁架鋼筋和粗糙的混凝土表面保證了疊合樓板預制部分與現(xiàn)澆部分能有效結合成整體。書p33預制帶肋底板混凝土疊合樓板是一種（預應力）帶肋混凝土疊合樓板（PK板）。新型裝配整體式預應力混凝土樓板。以倒“T”形預應力混凝土預制帶肋薄板為底板，肋上預留橢圓形孔，孔內穿置橫向非預應力受力鋼筋，然后澆筑疊合層混凝土形成整體雙向受力樓板。預應力鋼筋采用高強消除預應力螺旋肋鋼絲，C40~C50，較高的承載力、剛度及抗裂性能。pk板優(yōu)點是：國際上最薄、最輕的疊合板之一；用鋼量最?。怀休d能力最強；抗裂性能好；新老混凝土結合好；可形成雙向板，且頂埋管線方便。

預制混凝土實心板制作較為簡單，預制混凝土實心板的連接設計也根據(jù)抗震構造等級的不同而有所不同。預制混凝土空心板和預制混凝土雙T板通常適用于較大的跨度的多層建筑，預應力雙T板跨度可達20m以上，如用高強輕質混凝土則可達30m以上。5）預制混凝土樓梯外觀美觀，避免現(xiàn)場支模，節(jié)約工期。預制簡支樓梯受力明確，安裝后可做施工通道，解決垂直運輸問題，保證了逃生通道的安全。6）預制混凝土陽臺、空調板、女兒墻（1）預制混凝土陽臺p34包括全預制（實心）板式陽臺、全預制梁式陽臺和預制疊合板式陽臺。預制陽臺板能夠克服現(xiàn)澆陽臺的缺點，解決了陽臺支模復雜、現(xiàn)場高空作業(yè)費時費力的問題。（2）預制混凝土空調板通常采用預制混凝土實心板，板側預留鋼筋與主體結構相連，預制空調板通常與外墻板相連。（3）預制混凝土女兒墻女兒墻處于屋頂處外墻的延伸部位，通常有立面造型。優(yōu)勢是能快速安裝、節(jié)省工期、提高耐久性。是單獨的預制構件，也可是頂層的墻板向上延伸，頂層外墻與女兒墻預制為一個構件。圍護構件圍護構件是指圍合、構成建筑空間，抵御環(huán)境不利影響的構件。外圍護墻用以抵御風雨、溫度變化、太陽輻射等，應具有保溫、隔熱、隔聲、防水、防潮、耐火、耐久等性能。內隔墻起分隔室內空間作用，應具有隔聲、隔視線及某些特殊要求的性能。香港工法外墻掛板

2.4.3裝配式混凝土結構構造p34裝配式混凝土結構是由預制混凝土構件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝土結構，包括裝配整體式混凝土結構和全裝配混凝土結構。裝配整體式混凝土結構是由預制混凝土構件通過可靠的方式進行連接并與現(xiàn)場后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結構。全裝配式混凝土結構是全部由預制構件裝配形成的混凝土結構。本書中主要介紹裝配整體式混凝土結構。1)裝配式混凝土結構分類裝配式混凝土結構體系一般可概括為裝配式混凝土剪力墻結構體系、裝配式混凝土框架結構體系、裝配式混凝土框架-剪力墻結構體系、裝配式預應力混凝土框架結構體系等。各種結構體系的選擇可根據(jù)具體工程的高度、平面、體型、抗震等級設防烈度及功能特點來確定。p35(1)裝配式混凝土剪力墻結構體系裝配式混凝土剪力墻結構體系是將工程主要受力構件剪力墻梁板部分或全部由預制混凝土構件(預制墻板疊合梁、疊合板)組成的裝配式混凝大結構。其工業(yè)化程度高，房間空間完整，幾乎無梁柱外露，可選擇局部或全部預制，適用于住宅、旅館等小開間建筑。(2)裝配式混凝土框架結構體系裝配式混凝土框架結構體系為混凝土結構全部或部分采用預制柱或疊合梁、疊合板、雙T板等構件,豎向受力構件之間通過套筒灌漿形式連接，水平受力構件之間通過套筒灌漿或后澆混凝土形式連接，節(jié)點部位通過后澆或疊合方式形成可靠傳力機制，并滿足承載力和變形要求的結構形式。裝配式框架結構體系工業(yè)化程度高，內部空間自由度好,可形成大空間滿足室內名功能變化的需求，適用于辦公樓、酒店、商務公寓、學校、醫(yī)院等建筑。(3)裝配式混凝土框架剪力墻結構體系裝配式混凝土框架-剪力墻結構體系是由框架與剪力墻組合而成的裝配式結構體系，將預制混凝土柱、預制梁,以及預制墻體在工廠加工制作后運至施工現(xiàn)場,通過套筒灌漿或現(xiàn)澆混凝土等方法裝配形成整體的混凝土結構形式。該體系工業(yè)化程度高，內部空間自由度較好，適用于高層、超高層的商用與民用建筑。(4)裝配式預應力混凝土框架結構體系裝配式預應力混凝土框架結構體系是指一種裝配式、后張、有粘結預應力的混凝土框架結構形式。2）裝配式混凝土結構的構件連接方式裝配式混凝土結構：裝配整體式混凝土結構、全裝配混凝土結構

裝配整體式混凝土結構是由預制混凝土構件或部件通過鋼筋、連接件或施加預應力加以連接并現(xiàn)場澆筑混凝土而形成整體的結構。干式連接濕式連接干式連接通過預埋件焊接或螺栓連接、擱置、銷栓等方式連接。適用于全裝配式和裝配整體式結構中的非結構構件。干式連接濕式連接濕式連接是鋼筋連接、后澆混凝土或灌漿結合為整體的連接方式，適用于裝配