近期,住房和城乡建设部发布了《装配式建筑可复制可推广技术体系和产品目录》(第一批),我市“隐式框架钢结构住宅技术体系”“桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙技术”和“波形钢板组合剪力墙结构体系”3项创新技术被列入推广目录。
近年来,市建委持续在提升建筑工业化质量上发力,积极鼓励科研院所、企业开展装配式建筑科技攻关,加强装配式建筑新型结构体系的研发与应用,先后编制印发了《杭州市装配式建筑适用技术推广目录名单》《杭州市装配式建筑适宜施工工法汇编集》等技术推广文件。本期介绍我市入选的装配式钢框架结构住宅体系—隐式框架钢结构住宅技术体系。
1.技术内容
装配式钢框架结构住宅体系由结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统构成。结构系统一般采用钢框架、钢框架-支撑、钢框架-核心筒,框架柱采用型钢或钢管混凝土柱,梁采用型钢梁,楼盖采用叠合楼板或钢筋桁架楼承板,并采用预制楼梯等;外围护系统外墙采用蒸压加气混凝土条板、一体化复合墙板等;内装系统采用装配式装修,内隔墙采用条板类、轻钢龙骨类墙体。该技术体系通过建筑引领的各专业协同设计,全过程采用信息化技术,实现主要部品标准化;通过采用大柱网结构布置实现户内空间灵活可变;外墙采用多道防水构造,解决渗漏问题;内隔墙与主体结构采用柔性连接,并填充隔声材料,提升抗裂、隔声性能。
杭州铁木辛柯工程设计有限公司研发的隐式框架钢结构技术体系属于装配式钢框架结构住宅体系。主要受力框架由宽钢管混凝土柱、H型钢梁、抗侧力钢支撑或钢板剪力墙组成,楼(屋)面板采用钢筋桁架楼承板或可拆底膜装配式钢筋桁架楼承板,解决了传统钢结构凸梁凸柱的问题。内隔墙采用装配式轻质墙板,外墙采用装配式轻质墙板、保温装饰一体板,结合装配式装修成套技术,实现住宅建筑各组成部分的全装配化。
▲ 隐式框架钢结构住宅技术体系
2.技术优势与创新性
与传统钢结构住宅项目相比,隐式框架钢结构住宅体系在建筑适应性、标准化生产、产品质量、综合成本等方面具有优势,并在宽钢管混凝土柱构件的理论体系、新型无隔板梁柱连接节点、隐式框架钢结构住宅体系的主要构成、钢构件和钢结构连接节点的标准化、结构设计软件开发、智能化生产设备与软件等方面进行了一定的创新。
建筑适应性强
隐式框架钢结构住宅技术体系通过梁柱节点创新,不采用隔板连接的方式,从而减小柱截面宽度,加大柱截面长度,便于将柱隐藏在建筑墙体内。钢柱可以根据空间分割进行灵活布置,实现小尺寸构件与结构整体承载能力的平衡,适用于住宅建筑开间进深小、户型灵动的布局特点。
▲ 宽钢管混凝土柱隐藏构造
▲ 无隔板梁柱节点
标准化工业化程度高
通过部品构件和节点的标准化,5-8种截面可以涵盖常规住宅建筑中85%以上构件选用需求,便于采购、制作和加工。铁木辛柯公司研发了一系列钢结构智能化生产设备并与BIM、工业互联网、物联网紧密连接,建立数字工厂,通过全方位、全要素、全过程管理和自动化、智能化生产,实现装配式构件工业化生产。
▲ 钢柱、钢梁智能生产线
产品质量稳定
构件原材料采用标准化型材,相比人工制作构件,在构件精度、残余变形和应力等方面有较大的改善。构件采用智能化设备进行二次加工,在部件切割下料、边缘加工、开孔、零件装配、焊接等环节应用机器人操作,装配精度、焊缝质量、涂装质量等有明显的提升。
综合成本低
隐式框架钢结构住宅技术体系在设计阶段采用最优材料用量设计,制作阶段实行标准化型材采购,同时实施智能化设备加工。与传统钢结构相比,其用钢量可节约10%,综合制作成本可节约15%~20%,具有较强的综合成本优势。
在隐式框架钢结构技术体系方面,铁木辛柯共获得相关发明专利授权32项,获得实用新型专利授权60项。主编了《隐式钢管混凝土结构技术规程》《隐式框架钢结构住宅常用工程做法与建筑构造图集》和《可拆底模钢筋桁架楼承板组合楼板技术规程》等标准。
3.应用场景与典型案例
该体系适用于居住型建筑,如多高层民用住宅、公寓、宿舍、酒店等,以及规则布置的公建项目,如多高层办公楼、学校教学楼等建筑。
杭政储出(2017)5号地块 商业商务用房(杭州紫荆港天街)项目
杭政储出(2017)5号地块商业商务用房(杭州紫荆港天街)项目:该项目位于杭州市西湖区三墩板块,用地总面积4.77万平方米,总建筑面积18万平方米。由5幢公寓和2幢商业楼组成,结构采用铁木辛柯隐式框架结构体系,该项目荣获2021年第十四届第一批“中国钢结构金奖”。
海南绿城蓝湾小镇香樟苑住宅项目
海南绿城蓝湾小镇香樟苑住宅项目:该项目位于海南省陵水黎族自治县,总建筑面积9万平方米,由19幢6~10层住宅单体组成。主体结构选用隐式钢框架+钢板剪力墙结构体系,采用装配式钢筋桁架组合楼承板、装配式钢楼梯,非承重围护墙和内隔墙非砌筑,实行全装修交付。项目被评为海南省装配式建筑示范项目,并荣获2023年第十五届“中国钢结构金奖”。
来源:浙江建设