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装配式混凝土框架结构施工

安装关键技术研究与应用

第六届中国（国际）预制混凝土技术论坛2016年5月21日

装配式混凝土框架结构施工安装关键技术研究与应用

北京市建筑工程研究院有限责任公司

李晨光教授级高级工程师/总工程师

报告提纲

3

一概述

二装配式框架结构施工安装组织及准备

四装配式框架结构相关施工工法

三装配式框架结构施工安装关键技术

六结语

五工程应用案例

2016/5/26 北京市建筑工程研究院有限责任公司 3

报告提纲

4

一概述




六结语



一、概述


装配式混凝土框架结构，具有施工效率高、现场湿作业少、用工量少、绿色环保

节能等优势。

《预制混凝土结构等同现浇节点构造》（ACI550.1R-2001）Emulating Cast-in-Place Detailing in Precast Concrete Structures

（ACI550.1R-2001）Reported by Joint ACI-ASCE Committee 550

一、概述


第一类等同现浇节点“湿节点”--施工技术研究与应用


第一类等同现浇节点“湿节点”--施工技术研究与应用

一、概述

《预制混凝土连接节点设计指南》（ACI550.2R-2013） Design Guide for Connections in Precast Jointed Systems （ACI550.2R-

13）Reported by Joint ACI-ASCE Committee 550 First Printing – April 2013该指南涉及2类节点，第一类等同现浇节点“湿节点”；第二类“干节点”。

《PCI预制混凝土结构节点手册》（2008） PCI Connections Manual for precast and prestressed concrete

construction 《预制混凝土建筑结构连接节点》（fib 2008） fib, International Federation for Structural Concrete, 2008. Structural

connection for precast concrete buildings, Bulletin 43 《预制混凝土结构》H.巴赫曼，A.施坦勒著李晨光等译

一、概述


第二类装配式“干式”连接节点--施工技术研究与应用

Page 9

一、概述

第二类装配式“干式”连接节点--施工技术研究与应用


一、概述

预制预应力混凝土框架结构（大空间、新体系）技术研究与应用

集中了预制混凝土和预应力混凝土的优点(大跨度、大空间)，抗裂性能好，工业化程度高，现场湿作业少，预制外观好，尺寸准确，多功能

抗裂性能好，刚度大，节省材料，减轻自重，增加竖向稳定性，充分发挥高强材料的性能，多用于大跨、重(动)载结构

该工程由 DunningThornton咨询有限公司设计，该结构在一个方向采用的是后张预应力抗震框架，在另一方向采用的是耗能双肢后张拉预应力墙体系，采用即插即用耗能装置该设计由于采用了最先进的技术，获得了新西兰2009年度建筑最高奖项。

新西兰第一个多层的预制混凝土结构建筑惠灵顿维多利亚大学教育和研究大楼（Alan MacDiarmid Building）

11Beijing Building Construction Research Institute


21st Century Precast: the Detailing of NZ’s First Multi-storey PRESSS Building

Structural Floorplate

6 FRAMES 2 COUPLED WALLS

PRESSS Ltd.预制预应力混凝土框架结构（大空间、新体系）技术研究与应用

2016/5/26 北京市建筑工程研究院有限责 13



一、概述

预制混凝土结构施工相关技术资料

《建筑施工手册》（第五版）第12章吊装工程中国建筑工业出版社

《起重吊装计算及安全技术》卜一德中国建筑工业出版社

《建筑施工起重、吊装安全技术》谢亚力中国劳动社会保障出版社

《混凝土结构工程施工手册》杨嗣信第6章装配式结构工程中国建筑工业出版社

PCI

MNL-127 吊装作业人员手册：预制混凝土构件吊装标准和指南

MNL-132 预制及预应力混凝土吊装安全手册

MNL-135 预制及预应力混凝土施工偏差控制手册

报告提纲

15

一概述




六结语



二、装配式框架结构施工安装组织及准备


规范、标准对施工组织的要求

国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》

（JGJ 1-2014）第12.1.1条提出对施工组织设计和施工方案的要求。

北京市地方标准《装配式混凝土结构工程施工与质量验收规》

（DB11/T1030-2013）第3.0.1条提出编制装配式结构专项施工方

案的要求。




JGJ 1-2014条文说明

12.1.1 应制定装配式结构施工专项方案。施工方案应结合结构深

化设计、构件制作、运输和安装全过程各工况的验算，以及施工

吊装与支撑体系的验算等进行策划和制定，充分反映装配式结构

施工的特点和工艺流程的特殊要求。




DB11/T1030-2013条文说明

3.0.1 装配式结构工程专项施工方案包括模板与支撑专项方案、钢

筋专项方案、混凝土专项方案及预制构件安装专项方案等。装配

式结构专项方案主要包括但不限于下列内容：

整体进度计划、预制构件运输、施工场地布置、构件安装、施工

安全、质量管理、绿色施工与环境保护措施。


全产业链缺少专业化队伍，需要提高专业化水平、加强协同组织能力；普及专业化施工队伍及专业化工器具。向工业化管理模式努力。


组织管理的特点和难点



施工组织与管理部署

现场勘察

确定起重设备

施工流水段划分

标准层施工工序

施工工期计划

专项施工方案

•建筑周边地貌地况•PC构件运输车辆进出工地交通情况•工业化现场布置：道路铺设、围挡安装

•PC构件重量统计•重机型号、作业半径、选择施工专用工器具•构件运输车辆停靠位置

•按照工程特性（沉降缝或单元）分流水段•PC构件吊装数量、现浇结构砼施工量•按照流水段组织模板、钢筋、砼、吊装等工种

•现浇工序梳理：钢筋、模板、砼•吊装作业穿插：柱、梁、叠合板、楼梯等•合理利用起重设备

•综合考虑分区流水作业•最大效率利用起重设备•考虑赶工加班措施

•PC构件吊装安装方案•固定埋件施工方案•外墙缝隙打胶施工方案

工业化项目施工方案

与传统项目区别：

以起重设备为主导因素进行整个施工现场布置；决定起重设备的因素为作业半径、构件重量、施工进度、场地行车道路；施工以构件安装为主线，其他现浇传统施工为辅。


1

2

3

专业化施工管理与专业化施工技术体系的配合。

工业化建造方式对总承包管理能力的要求。

设计施工一体化承包模式。

实施重点


项目实施参与各方的职责定位

现阶段的装配式住宅结构产业化项目的推行主要是以开发单位为主，

由业主牵头，总包单位协调设计单位、构件供应单位、施工深化单位、专

业施工队伍进行集成组织配合。

关键线路的形成与工期优化

装配整体式结构施工的关键线路，在主体标准层既要考虑装预制混凝

土结构的施工工序，又要考虑现浇混凝土结构部分的施工工序，其关键工

序与全现浇混凝土结构有较大不同。


装配整体式结构体系和现浇结构体系主要差别


关键工序的优化与专业施工班组配合

装配式结构与现浇连接部位很多关键工序是相关工序，如预制

墙体的灌浆作业，需要灌浆料的强度达到要求才能进行预制墙体间现

浇部位模板安装作业。

关键工序的优化和专业化施工队伍的技术培训方面，不仅需要通

过专业化施工作业缩短流水节拍、采用标准化工艺来提高工效，还需

要在装配工艺的设计、专业工具、专业人员等方面进行系统优化。



质量控制与施工质量验收

装配式结构施工体系的质量控制由构件生产和现场装配施工二

个阶段完成。

总包单位以包代管的管理方式已不能满足装配式结构施工体系的

质量体系控制要求。预制构件的制作质量与安装质量保证的标准化模

具和专业施工标准做法的成熟应用尤为重要。




建立协调管理机制，推行标准化管理

组织合理流水施工

进行关键施工技术攻关

建立工业化预制建筑经济核算标准

管理与措施




起重设备的选择

1、应根据平面图选择合适

吊装半径的塔吊；

2、对最重构件进行吊装分

析，确定吊装能力；

3、检验构件堆放区域是否

在吊装半径之内，且相对于

吊装位置正确，避免二次移

位。




1、塔式起重机

2、履带式起重机

3、汽车式起重机

4、非标准起重装置（拔杆、桅杆式起重机）

配套吊装索具及工具

构件吊装方法的选择




以某装配式混凝土框剪结构示范项目为例

该结构长50.4m、宽12.6m；

预制柱重约5.8t（首层）、4.4t（2~8层）；

预制梁最重约3.7t；

预制楼梯最重约2.7t；

预制外挂墙板最重约５t；

预制叠合板最重约0.5t；

选用H3/36B塔式起重机

最大工作幅度40m；

最大起重量

12t（幅度≤23.2m）；

最大幅度时起重量

6.8t。


特殊构件吊装




特殊构件吊装



施工组织管理特点

项目劳动队伍应具有专业化水平高，协同组织能力强的特点。

应做到从施工组织到构件吊装、支模绑筋、节点混凝体浇注均

为专业班组作业，接近于产业工人管理模式。

项目的实施需要整套的装配构件施工组织经验和专业队伍协同

作业管理体系。



施工安装专用工器具

预制构件施工安装过程中应用到了大量的预制构件专用安装工器具，如下：

通用吊装梁；

预制构件水平、竖向支撑；

套筒灌浆及搅拌设备；

预制外挂板插放架、预制梁夹具等。

提高了施工安装效率、保证了安装质量。




预制构件施工安装过程中应用到了大量的预制构件专用安装工器具，提高了安装

效率、保证了安装质量。




通用吊装平衡梁

解决构件种类多；吊点、吊挂方式不同；起吊钢丝倾斜度、长度要求等问题。




模数化通用吊装平衡梁

解决构件种类多；吊点、吊挂方式不同；起吊钢丝倾斜度、长度要求等问题。

Page 36












预制构

件安装

用水平、

竖向支

撑体系




钢筋套筒灌

浆连接施工

灌浆及搅拌

设备

直螺纹剥肋机灌浆料搅拌器

注浆桶注浆器通用试件架




预制外挂板插放架、预制梁夹具等

报告提纲

42

一概述




六结语



三、装配式框架结构施工安装关键技术


标准层施工安装主要流程

施工准备

预制柱安装

预制梁安装

梁柱节点后浇区模板支设

叠合板安装

预制楼梯安装

预制阳台安装

后浇混凝土施工

预制外挂墙板安装



施工准备

在预制构件厂，应对典型梁柱节点进行预拼装，以提高施

工现场安装效率。

对整个吊装过程进行施工组织设计，防止由于吊装过程设

计不合理而导致的工期延误。

对预制构件进行有效编号，并保证预制构件的加工制作及

运输与施工现场吊装计划相对应。



预制柱安装

安装流程

找平→柱吊装就位→柱支撑安装→柱纵筋套筒灌浆→预制柱上侧节点核心区浇

筑前安装柱头钢筋定位板

预制柱吊装预制柱吊装就位预制柱支撑安装预制柱套筒灌浆



预制梁安装

安装流程

梁支撑安装→梁吊装就位→调节梁水平与垂直度→梁钢筋连接→梁灌浆

套筒灌浆


后浇区工具式模板






对于梁柱节点后浇区域及现浇剪力墙区域使用的模板宜采用定型钢

模，也可采用周转次数较少的木模板或其他类型的复合板，但应防

止在混凝土浇筑时产生较大变形。



叠合板安装

安装流程

叠合板支撑安装→叠

合板吊装就位→叠合

板位置校正→绑扎叠

合板负弯矩钢筋，支

设叠合板拼缝处等后

浇区域模板三角架支撑

（层高低于3.5m时，可用）

盘扣式支撑

（层高较大时用）

2016/5/26 50

叠合梁板钢筋铺设、后浇筑混凝土



预应力安装与施工


钢筋套筒

预制柱预制梁

叠合层

套筒连接预制中节点示意图

预制板

预制梁示意图

三、装配式框架结构施工安装关键技术节点预应力施工

节点试件制作——构件浇筑

钢筋套筒示意


节点预应力施工

节点试件制作——节点拼装三、装配式框架结构施工安装关键技术


节点试件制作三、装配式框架结构施工安装关键技术


节点试件制作三、装配式框架结构施工安装关键技术


报告提纲

57

一概述




六结语



施工工法主要内容1 前言

2 特点

3 适用范围

4 工艺原理

5 工艺流程及操作要点

6 材料与设备

7 质量控制

8 安全措施

9 环保措施

10 效益分析

11 应用实例


四、装配式框架结构相关施工工法


基于“装配整体式混凝土框架设计施工及节点抗震性能研究”（采用新型高效大直径钢筋灌浆套筒）、“预制型钢混凝土框架结构抗震性能研究”及“装配整体式预应力混凝土框架节点的抗震性能研究”课题研究形成：

1 装配式混凝土框架结构施工工法

3 钢筋套筒灌浆连接施工工法


2 装配式型钢混凝土框架结构施工工法




工法概况

该施工工法主要包括预制梁、预制柱、预制楼梯、预

制混凝土叠合板、预制阳台、预制外挂夹心墙板等预制构

件施工安装技术。

预制主梁梁底主筋采用灌浆套筒和直螺纹套筒连接；

上下预制柱间纵筋通过灌浆套筒连接；现浇剪力墙与预制

柱之间采用直螺纹套筒连接。




工法主要特点

（1）该工法中预制梁、预制柱、预制楼梯、预制混凝土叠合

板、预制外挂墙板等预制构件均可实现工业化生产且施工安

装方便。

（2）该工法中采用的梁柱节点、主次梁、柱与墙等接缝处的

连接构造工艺简便、施工效率高，可有效保证该结构连接处

的连接质量。




工法适用范围

该工法适用于多高层装

配式混凝土框架结构及框架-

剪力墙结构体系施工。

目前已在装配式混凝土

框剪结构示范工程、长阳天

地产业化住宅装配式框架结

构等项目中进行了应用。工法典型梁柱节点




工法概况

装配式型钢混凝土框架结构施工工法主要包括预制型

钢混凝土梁柱构件间、预制型钢混凝土柱构件间采用型钢

连接的施工安装方法等装配式型钢混凝土施工安装技术。

预制主梁梁底主筋采用焊接连接，梁柱间及上下柱间

型钢采用焊接及高强螺栓连接，上下预制柱间纵筋通过灌

浆套筒连接。

64






工法主要特点

（1）预制梁、柱构件接头处均预埋型钢，预制构件间通过

型钢及钢筋连接完成施工过程，预制梁、柱构件节点连接

质量较高。

（2）有效节约了模板、支撑等材料用量，减少了现场湿作

业量，降低了粉尘和噪音污染，减少了污水排放和建筑垃

圾，具有良好的环保效益。




工法适用范围

该工法适用于多高层装配

式型钢混凝土框架结构的标准

层施工。

在公建工程、新建厂房及

住宅楼等项目中进行了初步应

用。工法典型梁柱节点

1—现浇混凝土；2—预制梁；3—预制柱；4—预制板；

5—套筒连接或焊接；6—高强螺栓连接或焊接

12 3

4

5

5

6

6




工法概况

钢筋套筒灌浆连接接头，解决了预制混凝土装

配式构件钢筋连接的难题，该接头形式的单向

拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压等指

标全部满足行业标准《钢筋机械连接技术规程》

JGJ107对接头的要求。

钢筋套筒灌浆连接施工的灌浆套筒的安装及灌

浆工艺是装配式混凝土结构施工的关键工序。

全灌浆套筒

半灌浆套筒




工法特点

（1）可达到快速高效施工的目的，节约预制构件装配时间，有

效缩短工期。

（2）采用该工法灌浆套筒连接方式的接头质量可靠，接头满足

Ⅰ级接头性能要求。

（3）丝头加工及现场灌浆连接操作简便，安全可靠；且丝头加

工设备及灌浆设备机功率小，不需专用配电，无明火作业，可

全天候施工，环保节能。




工法适用范围

可应用于装配式混凝土

结构中预制柱、预制剪

力墙及预制梁等预制构

件钢筋连接节点。

已在北京、河北、辽宁、

福建、新疆等地区的装

配式混凝土剪力墙结构、

框架结构中进行了应用。

直螺纹剥肋机灌浆料搅拌器

注浆桶注浆器通用试件架




报告提纲

71

一概述




六结语



五、工程应用案例


1 北京市装配式预应力混凝土框剪结构示范项目

该项目地下1层，

地上8层，面积约

8000m2，主体结构

正负零以下采用现

浇，首层及以上标

准层均采用装配式

预应力混凝土框架

-剪力墙结构。

五、工程应用案例


2 北京市长阳天地产业化住宅项目

本工程为预制混凝

土框架结构，地上8

层，其中首层为现

浇结构，2层~8层采

用装配式混凝土框

架结构，梁柱节点

核心区及梁板叠合

层采用后浇混凝土

浇筑完成。

报告提纲

74

一概述




六结语



六、结语


1、装配式混凝土框架结构适用于大跨度、大开间工业建筑、写字

楼、住宅及停车库等，随着建筑工业化技术日益成熟，此类结构的

应用可带来显著的技术和经济效益。

2、装配式混凝土框架结构施工安装技术，包括装配式混凝土框架

结构施工组织特点及预制梁、柱、板及楼梯等预制构件在施工现场

的施工安装等。

3、基于研究与应用已形成装配式混凝土框架结构施工工法、装配

式型钢混凝土框架结构施工工法和钢筋套筒灌浆连接施工工法等，

可为装配式混凝土框架结构施工安装提供参考。

掌握预制混凝土之精髓

释放预应力技术之力量

创造建筑工业化之未来


谢谢!

第六届中国（国际）预制混凝土技术论坛2016年5月21日

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