预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系

24∣ 建设科技研究探讨建设科技CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY2021年1月下总第423期改革开放40多年来，我国建筑业持续快速发展，成为了国民经济中重要的支柱产业之一，对国民经济的拉动作用显著。

但长久以来，建筑业也存在着一些问题：建造方式主要以现浇混凝土结构为主，现场湿作业多，工业化程度不高，依赖低廉劳动力价格，建造效率低下，资源和能源消耗高，施工现场和周围环境污染严重等。

为了解决建筑行业的弊病，国务院发起了“积极推进建筑工业化”，鼓励地方和企业发展装配式建筑的号召[1]。

1 国内装配式结构体系研发现状我国的建筑工业化是与新中国的工业化建设同时起装配式预应力结构体系的研发与应用顾刘勇1 苏梦华1 谢超1 满建政1 倪路瑶2 夏烨楠2（1.中亿丰建设集团股份有限公司，苏州215131；2.东南大学，南京210009）[摘要]我国建筑业持续快速发展多年，但建造过程中仍然存在建造效率低下，资源和能源消耗高，工业化程度较低等弊病，因此发展装配式建筑已然迫在眉睫。

基于此现状，本文提出一种新型装配式结构体系。

该结构体系着重开发新型梁柱节点及大跨预应力叠合板，并在工程项目中对该结构体系进行了首次应用。

[关键词]装配式建筑；结构体系；梁柱节点；大跨叠合板；工程应用；Development and Application of Fabricated Prestressed StructureSystemGu Liuyong 1, Su Menghua 1 , Xie Chao 1, Man Jianzheng 1, Ni Luyao 2, Xia Yenan 2（1.Zhongyifeng Construction Group Co., Ltd.，Suzhou ，215131；2.Southeast University ，Nanjing ，210009）Abstract : The construction industry has continued to develop rapidly for many years in China, while there are still disadvantages in the construction process, such as low construction efficiency, high resource and energy consumption, and low industrialization. Therefore, the development of prefabricated buildings is imminent. Based on this situation, this article proposes a new type of fabricated structural system, which focuses on the development of new beam-column joints and large-span pre-stressed composite slabs, which has been firstly applied in engineering projects.Keywords : prefabricated building, structural system, beam-column joints, long-span laminated slab, engineering application步的，从20世纪50年代开始就在住宅建设中注重标准化、工业化和机械化。

装配整体式混凝土结构的定义
装配整体式混凝土结构是一种在工厂或施工现场预先制作混凝土构件，然后通过可靠的连接方式在现场组装并形成整体结构的建筑方式。

这种结构形式结合了预制和现浇的优点，既能提高施工效率，又能保证结构的整体性能。

装配整体式混凝土结构的基本特点是将结构体分解为一系列标准化的构件，这些构件在工厂中采用工业化生产方式进行预制。

通过精确的设计和制造，可以确保构件的质量和尺寸精度，从而提高施工质量和效率。

在现场，这些预制构件通过适当的连接技术（如螺栓连接、焊接、预应力等）进行组装，形成一个完整的结构体。

与传统的现浇混凝土结构相比，装配整体式混凝土结构具有以下优势：
1. 提高施工效率：由于构件在工厂中预制，可以实现大规模生产和标准化施工，从而减少现场施工时间和劳动强度。

2. 提高质量：预制构件的生产过程在受控环境下进行，可以保证构件的质量和精度，减少施工中的误差和缺陷。

3. 环境友好：现场施工量减少，可以降低噪音、粉尘和废水等对环境的污染。

4. 可持续性：通过标准化设计和生产，可以实现构件的重复利用和资源的有效利用，符合可持续发展的理念。

总之，装配整体式混凝土结构是一种创新的建筑方式，它将预制和现浇相结合，提高了施工效率和质量，同时减少了对环境的影响，具有广阔的应用前景。

大跨度结构其结构体系有很多种，如网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等，常用于展览馆、体育馆、飞机机库等。

一.网架结构网架结构为大跨度结构最常见的结构形式，因其为空间结构，故一般称为空间网架。

其杆件多采用钢管或型钢，现场安装。

常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成，其节点形式可分为焊接钢板节点和焊接空心球节点两种。

二.索结构索结构是将桥梁中的悬索“移植”到房屋建筑中，可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。

三.薄壳结构薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。

圆形圆顶结构是轴对称结构，在轴对称荷载作用下，将只产生两种力：径向力和环向力。

径向力为沿经线方向的力，因其要平衡垂直向下荷载，所以必定为压力。

环向力为沿纬线方向的力。

圆形屋顶在垂直荷载作用下，上部的圆顶部分将受压收缩，其直径将变小，而下部近支承部分直径将增大，即上部将产生环向压力，而下部将产生环向拉力，中间将有一截面，为环向压力向环向拉力转变的交界线，该处的环向力为0，该截面称为“过渡缝”。

悉尼歌剧院格拉加尼亚修道院教堂上页下页四.混凝土拱形桁架混凝土拱形桁架在以前的工程中应用较多，但因其自重较大，施工复杂，现已很少采用。

目前最大跨度的拱形桁架为贝尔格莱德的机库，为预应力混凝土桁架结构，跨度为135.8m。

日本姬路市中心体育馆五.充气结构充气结构又称充气薄膜结构，是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部充气形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。

对角跨长200m,由室内地面至顶高6.07m的东京穹顶，是不用柱子，只依靠室内外气压差来制成的膜屋盖结构，也是在日本最初用于多功能全天候的体育场，约30,000平方米超大椭圆形屋顶，采用悬索加强的充气膜结构。

其双向各配置14根共28根钢索，在其上张拉着涂有特富龙的玻璃纤维布。

请看充气膜的充气过程：六.应力膜皮结构应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。

装配式混凝土结构4.1 装配式混凝土结构的结构体系与应用范围目前常见的结构体系是装配整体式混凝土结构。

它由预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接,并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。

装配整体式混凝土结构的安全性、适应性、耐久性应该基本达到与现浇混凝土结构等同的效果。

其结构体系与应用范围主要有以下5个方面。

4.1.1 外挂墙板体系外墙、叠合楼板、阳台、楼梯、叠合梁为预制部件。

该结构体系的特点:竖向受力结构采用现浇,外墙挂板不参与受力,预制比例一般为10%～50%,施工难度较低,成本较低,常配合大钢模施工。

该结构体系适用于高层和超高层的保障房、商品房、办公建筑。

外挂墙板体系的分解图如图4.1所示,外挂墙板体系房屋如图4.2所示。

图4.1 外挂墙板体系的分解图图4.2 外挂墙板体系房屋4.1.2 装配式框架体系装配式框架体系是指柱、叠合梁、外墙、叠合楼板、阳台等均为预制部件。

该结构体系的特点:工业化程度高,预制比例可达80%,内部空间自由度好,室内梁柱外露,施工难度较高,成本较高。

该结构体系适用于高度为50 m以下（地震烈度7度）的公寓、办公楼、酒店、学校、工业厂房建筑等。

装配式框架体系的分解图如图4.3所示,装配式框架体系施工如图4.4所示。

图4.3 装配式框架体系的分解图图4.4 装配式框架体系施工4.1.3 装配式剪力墙体系剪力墙、叠合楼板、楼梯、内隔墙等为预制部件。

该结构体系的特点:工业化程度高,房间空间完整,无梁柱外露,施工难度大,成本较高,可选择局部或全部预制,空间灵活度一般。

该结构体系适用于高层、超高层的商品房、保障房等。

装配式剪力墙体系的剖切图如图4.5所示,装配式剪力墙房屋如图4.6所示。

装配式剪力墙体系是目前研究最多、应用最多的结构体系,其结构节点是关注的重点,L形边缘构件节点（带外保温层）构造如图4.7所示,L形边缘构件节点（无保温层）构造如图4.8所示。

图4.5 装配式剪力墙体系的剖切图图4.6 装配式剪力墙房屋图4.7 L形边缘构件节点（带外保温层）图4.8 L形边缘构件节点（无保温层）4.1.4 装配式框架剪力墙体系柱（柱模板）、剪力墙、叠合楼板、阳台、楼梯、内隔墙等为预制部件。

世构体系随着科学的进步，建筑产业化和房屋产业化已经形成发展潮流，人们不断探索省时省能耗省资金又安全的产业模式，住宅产业化则是对这种原始建房方式的革命，通过工厂生产出标准化的部件，直接运到施工现场进行组装。

由于大部件已经生产好了，直接像盖房子一样装配，一方面大大缩短盖房子的建造速度，一方面也能实现节能、环保，还能拥有稳定、标准化的质量。

在工厂的流水线上生产出梁、柱、楼板等主要构件，运到施工现场，再像搭积木一样将所有的构件拼装起来。

全国第一条“世构体系”（ＳＣＯＰＥ）生产线在南京建成投产。

这条由南京大地建设集团和法国ＰＰＢ预制预应力房屋构件国际公司合资建成的生产线，总投资近３０００万元。

流水线的生产效率很高，通常在施工现场浇筑预制件，至少需要７天的凝固期才能达到一定的强度，而流水线上采用了高压蒸汽养护的先进技术，２４小时内就可生产出强度合格的预制构件。

世构体系一种旨在大大提高房屋工厂化程度、建筑框架结构体系应运而生。

世构体系（ＳＣＯＰＥ）全称为键槽式预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系，其原理是采用预制或现浇钢筋混凝土柱，预制预应力混凝土叠合梁、板，通过钢筋混凝土后浇部分将梁、板、柱及键槽式梁柱节点联成整体，形成框架结构体系。

世构体系在国外已有50多年的历史，其在建筑领域的应用已相当成熟，目前，世构体系的主要应用形式包括：一、采用预制钢筋混凝土柱，预制预应力混凝土叠合粱叠合板的全装配框架结构。

二、采用现浇钢筋混凝土柱，预制预应力混凝土叠合粱叠合板的半装配框架结构。

三、采用预制预应力混凝土叠合板，适用于框架剪力墙，砖混等多种类型的结构。

大地与东南大学、江苏省建筑设计研究院等联合成立课题组，经过两年的技术攻关，取得了突破性的研究成果，编号为苏JG/T006-2002《世构体系技术规程》被江苏省建设厅正式批准为工程建设推荐性技术规程，编号为苏G11-2003的《预应力混凝土叠合板图集》被批准为省级标准图集，《世构体系施工工法》被批准为省级标准图集。

建筑工程一.单项选择题1.灌注桩后注浆技术在优化工艺参数的条件下，可使单桩承载力提高：（C）。

A.30%~100%B.20%~80%C.40%~120%D.40%~100%2.灌注桩后注浆技术在优化工艺参数的条件下，可使桩基沉降减小（B）左右。

A.20%B.30%C.40%D.50%3.灌注桩后注浆技术桩底后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置，对于d≤1000mm的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置（B）根。

A.1B.2C.3D.44.灌注桩后注浆技术的注浆作业宜于成桩（B）后开始。

A.1dB.2dC.3dD.4d5.灌注桩后注浆技术对于饱和土中的复式注浆顺序宜（A）。

A.先桩侧后桩底B.先桩底后桩侧C.桩底桩侧同时D.先桩侧后桩底或先桩底后桩侧1.长螺旋水下成桩的施工效率是泥浆护壁钻孔灌注桩施工效率的（D）。

A.1~2倍B.2~3倍C.3~4倍D.4~5倍2.长螺旋水下成桩的施工效率是长螺旋钻孔无砂混凝土桩施工效率的（C）。

A.1.1~1.2倍B.1.2~1.4倍C.1.2~1.5倍D.1.3~1.6倍页脚内容13.长螺旋水下成桩工艺中要求混凝土中粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒径不宜大于（B）。

A.20mmB.30mmC.40mmD.50mm4.长螺旋水下成桩与泥浆护壁钻孔灌注桩相比，施工费用可节约约（A）。

A.28%B.32%C.40%D.49%5.长螺旋水下成桩与长螺旋钻孔无砂混凝土桩相比，施工费用可节约约（D）。

A.28%B.32%C.40%D.49%1.水泥粉煤灰碎石桩的桩距应根据基础形式、设计要求的复合地基承载力和复合地基变形、土性、施工工艺等确定，宜取（D）桩径。

A.1~2倍B.2~4倍C3~4倍 D.3~5倍2.水泥粉煤灰碎石桩复合地基褥垫层厚度宜取（C）的桩径。

A.0.3~0.5倍B.0.2~0.5倍C.0.4~0.6倍D.0.5~0.6倍3.水泥粉煤灰碎石桩复合地基褥垫层材料可用中砂、粗砂、碎石、级配砂石等，最大粒径不超过（B）。

预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程一、前言预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术的出现，对于解决传统建筑结构中存在的一些问题具有重要意义。

这种技术在结构安全性、使用寿命、施工进度等方面都有着明显的优势，能够满足建筑市场日益增长的需求，是我国建筑行业发展的一个重要方向。

为了保证这种技术的有效应用，本规程在前沿技术研究的基础上，对该技术在设计、制造、施工等方面进行了详细规范，以期在保证质量的前提下，为工程项目的顺利进展提供技术支持。

三、术语和定义1、预制构件：指在工厂内进行制造，然后运输到现场进行安装的构件。

2、预制混凝土构件：指采用混凝土为原料，在工厂内模具成型，经过一定时间的养护后达到预定的强度等级的构件。

3、预制预应力混凝土构件：指预制混凝土构件中预先设置了预应力钢筋，以提高结构的强度、刚度和稳定性。

4、装配整体式框架结构：指通过预制构件在现场进行拼装而成的建筑结构。

5、预应力混凝土材料：指通过预应力处理提高混凝土材料的抗拉强度和变形能力的材料。

6、预应力钢筋：指通过预应力处理处理而成的钢筋，主要用于提高混凝土构件的抗拉强度和变形能力。

7、抗震：指建筑结构在地震作用下保持稳定的能力。

四、设计要求1、设计应满足国家和地方建筑、结构抗震等规范的要求。

2、设计应结合实际情况，合理确定预制构件的大小、形状、数量和制造工艺，保证结构的可行性和性能。

3、预制构件应尽可能地简化制造工艺，并在施工现场可以方便地拼装。

4、预制构件应考虑到运输、卸载和安装等情况，应具有足够的强度和稳定性。

5、预制构件的生产应符合国家建筑标准GB/T 11968《混凝土预制构件--强度检验方法》等有关标准的规定。

6、预制构件生产厂家应提供相应的质量证明文件和试验数据。

五、制造要求1、制造应按照设计要求进行，保证预制构件的尺寸、强度和稳定性。

2、预制构件中的预应力钢筋应按照设计要求设置，并在生产过程中保证预应力的均匀和稳定。

预制混凝土装配整体式结构施工主要技术内容及框架结构中国的住宅产业经历了一个快速的发展过程，现在正处在一个重要的上升阶段。

如何摆脱现有的土地本位和规模型的单一开发模式，使住宅产业更加理性和有序发展，更加注重效率、品质和质量，这是关系到中国住宅产业可持续发展的问题。

各国的经验表明，根本的出路是实现建筑工业化，使住宅产业形成一个完整、配套的工业生产系统。

预制混凝土装配整体式结构施工，指采用工业化生产方式，将工厂生产的主体构配件(梁、板、柱、墙以及楼梯、阳台等)运到现场，使用起重机械将构配件吊装到设计指定的位置，再用预留插筋孔压力注浆、键槽后浇混凝土或后浇叠合层混凝土等方式将构配件及节点连成整体的施工方法。

具有建造速度快、质量易于控制、节省材料、降低工程造价、构件外观质量好、耐久性好以及减少现场湿作业，低碳环保等诸多优点。

尤其预应力叠合梁、叠合板组成的楼盖结构，更具有承载力大、整体性好、抗裂度高、减少构件截面、减轻结构自重和节省钢筋等特点，完全符合“四节一环保”的绿色施工标准。

其主要结构形式有：预制预应力混凝土装配整体式框架结构;预制预应力混凝土装配整体式剪力墙结构;预制预应力混凝土叠合梁、板、楼盖结构;预制钢筋混凝土框架结构;预制钢筋混凝土剪力墙结构等。

各种结构类型的适用范围按照相应的标准、规程执行，其中：预制预应力混凝土装配整体式框架结构主要应用于抗震设防烈度7度及以下地区一般工业与民用建筑;预制预应力混凝土叠合板可用于抗震设防烈度不超过8度的一般工业与民用建筑楼盖和屋盖。

“新型的装配整体式框架结构综合了框架结构和装配式结构的优点，克服了传统装配式房屋的所有缺点”，沈阳卫德住工科技专家介绍，“由于采用了梁墙整体预制的方式，梁和墙可以采用不同的混凝土强度等级生产，或者在墙体材料中混入陶粒、珍珠岩、聚苯颗粒等材料，提高墙体的保温隔热性能，甚至采用筛选过的建筑废墟破碎材料作为骨料，节约资源，降低能耗，真正的做到节能环保，适宜批量工业化生产，值得大范围推广，意义非凡。

建筑工程一.单项选择题1.灌注桩后注浆技术在优化工艺参数的条件下，可使单桩承载力提高：（C）。

A.30%~100%B.20%~80%C.40%~120%D.40%~100%2.灌注桩后注浆技术在优化工艺参数的条件下，可使桩基沉降减小（B）左右。

A.20%B.30%C.40%D.50%3.灌注桩后注浆技术桩底后注浆导管及注浆阀数量宜依据桩径大小设置，对于d≤1000mm 的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置（B）根。

A.1B.2C.3D.44.灌注桩后注浆技术的注浆作业宜于成桩（B）后起先。

A.1dB.2dC.3dD.4d5.灌注桩后注浆技术对于饱和土中的复式注浆依次宜（A）。

A.先桩侧后桩底B.先桩底后桩侧C.桩底桩侧同时D.先桩侧后桩底或先桩底后桩侧1.长螺旋水下成桩的施工效率是泥浆护壁钻孔灌注桩施工效率的（D）。

A.1~2倍B.2~3倍C.3~4倍D.4~5倍2.长螺旋水下成桩的施工效率是长螺旋钻孔无砂混凝土桩施工效率的（C）。

~1.2倍 B.1.2~1.4倍 C.1.2~1.5倍 D.1.3~1.6倍3.长螺旋水下成桩工艺中要求混凝土中粗骨料可采纳卵石或碎石，最大粒径不宜大于（B）。

A.20mmB.30mmC.40mmD.50mm4.长螺旋水下成桩与泥浆护壁钻孔灌注桩相比，施工费用可节约约（A）。

A.28%B.32%C.40%D.49%5.长螺旋水下成桩与长螺旋钻孔无砂混凝土桩相比，施工费用可节约约（D）。

A.28%B.32%C.40%D.49%1.水泥粉煤灰碎石桩的桩距应依据基础形式、设计要求的复合地基承载力和复合地基变形、土性、施工工艺等确定，宜取（D）桩径。

A.1~2倍B.2~4倍C3~4倍 D.3~5倍2.水泥粉煤灰碎石桩复合地基褥垫层厚度宜取（C）的桩径。

~0.5倍 B.0.2~0.5倍 C.0.4~0.6倍 D.0.5~0.6倍3.水泥粉煤灰碎石桩复合地基褥垫层材料可用中砂、粗砂、碎石、级配砂石等，最大粒径不超过（B）。

同学们，本节我们来学习预制装配式钢筋混凝土楼板和装配整体式钢筋混凝土楼板。

预制装配式钢筋混凝土楼板是在预制构件厂或者施工现场外完成构件的制作，然后运到施工现场进行装配而成的楼板（图1.2.3）。

图1 预制工厂图2 预制构件成品图3施工现场安装预制装配式钢筋混凝土楼板可以大大节约模板的用量，提高劳动生产率，提高施工的速度，同时施工不受季节限制，有利于实现建筑的工业化，缺点是楼板的整体性较差，不宜用于抗震设防要求较高的地区和建筑。

1.预制板的类型预制板可分为预应力和非预应力两种。

预应力(图4)是指在结构构件受外荷载作用之前，预先对由外荷载作用下产生拉应力部位的混凝土施加压力，从而使结构构件在使用时的拉应力不大甚至处于受压状态。

这样的结构构件在外荷载作用下裂缝不致发生，即使发生，裂缝宽度也不致过大。

普通钢筋混凝土结构混凝土开裂前钢筋的强度只发挥1/10左右。

预应力构件可节省钢材约30〜50%，节省混凝土10〜30%。

预应力板的优点是抗裂度提高；刚度提高；充分利用高强材料；扩展了材料的使用领域。

图4 预应力预制板示意图预制板按形式一般可分为实心板、槽形板和空心板三种类型。

(1)实心板实心板制作简单，跨度一般在 2.4m以内，厚度一般为60～80mm，宽度一般为600～900mm，隔声效果相对较差，通常用于走廊、楼梯平台、阳台或者小开间房间的楼板。

实心板的两端支承在梁或者墙上（图5）。

图5（2）槽形板：槽形板是一种梁板结合的构件，由板（图6）和肋（图7）组成，在实心板的两侧设置纵肋。

图6 图7为了提高楼板的刚度和方便板的放置，通常在板的端部设端肋封闭。

板的跨度大于6m 时，每500～700mm 设置一道横肋。

预应力槽形板的荷载主要由板的纵肋来承担，因此板的厚度较小,跨度较大，厚度通常为30～50mm，宽度为600～1200mm，跨度可以达到6m 以上，非预应力槽形板的跨度通常在4m 以内。

槽形板的自重轻，材料省，可以在板上临时开洞，但隔声能力比空心板要差。

现浇结构、装配式结构、装配式整体结构和预应力钢筋混凝土结构的介绍导言：在建筑领域，不同的结构类型可以根据施工方法的不同进行分类。

本文将介绍现浇结构、装配式结构、装配式整体结构和预应力钢筋混凝土结构这四种常见的结构类型，包括其定义、特点以及在建筑领域的应用。

一、现浇结构：现浇结构是指在现场进行混凝土浇筑和施工的结构体系。

现浇结构具有以下特点：1. 施工方法：现浇结构采用分段浇筑的方式，通过模板和支撑体系来固定混凝土的形状。

2. 灵活性：现浇结构适应性强，可以根据具体需求进行灵活设计和施工。

3. 应用范围：现浇结构广泛应用于住宅、商业建筑和桥梁等领域。

二、装配式结构：装配式结构是指在工厂进行预制构件制作，然后在现场进行组装的结构体系。

装配式结构具有以下特点：1. 施工方法：装配式结构采用工厂化生产，通过组装构件来形成整体结构。

2. 节约时间：装配式结构施工速度快，可以节约施工时间和人力成本。

3. 应用范围：装配式结构广泛应用于住宅、办公楼和公共设施等领域。

三、装配式整体结构：装配式整体结构是指在工厂进行整体构件制作，然后在现场进行整体安装的结构体系。

装配式整体结构具有以下特点：1. 施工方法：装配式整体结构采用整体构件的制作和安装，减少了现场施工工序。

2. 质量控制：装配式整体结构在工厂进行制作，可以更好地控制施工质量。

3. 应用范围：装配式整体结构广泛应用于高层建筑、体育馆和机场等领域。

四、预应力钢筋混凝土结构：预应力钢筋混凝土结构是指通过施加预应力力量使混凝土结构产生预压应力的结构体系。

预应力钢筋混凝土结构具有以下特点：1. 施工方法：预应力钢筋混凝土结构采用预应力钢筋的施工方式，通过张拉预应力钢筋来提高结构的承载能力。

2. 抗震性能：预应力钢筋混凝土结构具有较好的抗震性能，适用于地震活跃区域的建筑。

3. 应用范围：预应力钢筋混凝土结构广泛应用于大跨度建筑、桥梁和水利工程等领域。

结语：现浇结构、装配式结构、装配式整体结构和预应力钢筋混凝土结构是常见的结构类型，它们在施工方法、应用范围和特点上各有差异。