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取消现场湿作业 图解首个纯干法预应力PC建筑的设计与建造

时间:2015/7/27 10:43:01 来源: 点击次数:3676

“像搭积木一样盖房子”是人们长久以来的梦想。纯干法施工的预应力PC技术将“像”这个字抹去,真正意义上实现了混凝土建筑纯拼接建造,取消一切湿作业,完美实现了积木式拼房。


什么是PC建筑

PC建筑是指预制混凝土(Precast Concrete)建筑。预制混凝土在PC工厂中加工成型,按照图纸需要生产各种各样强度高、密实度好、精密度高的钢筋混凝土构件。通过不同构件之间的搭配组合,形成各种类型的建筑形态,独自实现建筑功能、表现设计创意、满足使用需求。


工业化生产的PC建筑可以提供大量优质稳定的产品,制造出熟练工人都无法制造的精美建筑产品,像著名的悉尼歌剧院双曲面屋面就是用PC结构建造的杰出代表。



纯干法预应力PC

预应力PC建筑在设计中将预先可能发生的拉应力转化为压应力,通过预应力将零散的PC构件牢固地紧压在一起,构件之间为压应力,受力面为整个接触面。这种结构体系改变了现有用湿法现浇方式连接各处节点的构造做法,在地面以上的结构中,可以完全取消所有的节点现浇、楼板叠合现浇等湿法作业,成为名符其实的全干法施工。



由于混凝土本身抗压能力强,抗拉能力很弱,因此预应力特别适用于PC结构。在预应力PC结构中,混凝土在预应力作用下始终保持最佳的受压状态,避免了构件的细微开裂。同时,由于PC构件通过导入预应力,构件承载能力也明显增大,塑造大跨度空间也具有得天独厚优势。


预应力PC建筑拥有天然的抵震能力,地震过程中结构构件之间允许发生轻微错动变形耗散能量,并可通过预应力自动恢复震前状态。

预应力PC实验楼项目是对纯干法预应力PC结构设计与建造体系的首次实践。

预应力PC实验楼原型

1、结构体系:采用核心筒-壁柱结构,适用于100米高层建筑。所有地面以上构配件,如竖向构件(核心筒、PC壁柱)、水平向构件楼板等,均采用PC工厂预制,现场吊装拼接。

2、PC构件连接:竖向壁柱、核心筒构件采用PC钢棒预应力拉接紧固。水平楼板件采用纵横两个方向的钢绞线预应力拉接紧固。


结构预应力张拉示意

3、PC构件基本安装工序:
步骤一,连接竖向PC钢棒。步骤二,安装壁柱,穿套PC钢棒。步骤三,安装上一层楼板,施加竖向预应力,套筒灌浆。


4、PC构件缝隙:所有构件接触面均采用平缝连接,依靠摩擦力紧固。缝隙使用粘接剂防水封堵。

PC壁柱之间拼接处理



PC梁柱之间拼缝处理

5、施工特点:
(1)现场安装速度快。结构构件在现场直接吊装安装,没有支模浇注流程,因此施工进度主要取决于构件吊装转运速度。施工效率远远超过一般混凝土结构建筑,基本等同于一般钢结构的施工速度。


(2)无噪音施工。由于所有建筑构件均在工厂内生产加工完成,现场仅有平板货车、吊车、小型液压机、灌浆机等辅助机械,操作噪音非常低。可以在密集居民区内安静的施工,没有扰民问题。


(3)施工作业干净整洁、精细化。完全取消了湿法操作,几乎所有的施工误差都可以避免。由于设计及现场管理工作的前置,施工现场可以实现像制造车间一样的干净、整洁、精细。


剪力墙安装

楼板安装

预应力张拉


楼板安装完成


未来应用
纯干法预应力PC结构具有类似钢结构的工业化生产、强度高、品质稳定、加工性能好等特点,同时减少了现浇钢筋混凝土因结构工作机理导致的裂缝、干缩等问题,具有高耐久度,长达300年的结构寿命。施工现场干净整洁、无噪音、施工速度快,适用于对施工噪音及施工现场要求度高的环境,并且拥有天然抗震能力,是一种应用前景的崭新结构。


(来源:万科建筑研究中心)

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