裝配式框架結構設計方法及實例應用

裝配式框架結構設計方法及實例應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

北京構力科技有限公司,上海中森建築與工程設計顧問有限公司 著
圖書標籤:
  • 裝配式建築
  • 框架結構
  • 結構設計
  • 裝配式結構
  • 建築工程
  • 工程設計
  • 施工圖
  • 實例分析
  • 預製構件
  • 裝配式技術
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齣版社: 中國建築工業齣版社
ISBN:9787112217410
版次:1
商品編碼:12352846
包裝:平裝
開本:16
齣版時間:2018-04-01
用紙:膠版紙

具體描述

內容簡介

本叢書基於十三五國傢重點研發計劃項目《基於BIM的預製裝配建築體係應用技術》成果,重點介紹基於BIM技術的預製裝配式建築設計、生産和施工全産業鏈的集成應用體係,對推廣裝配式建築的正確設計流程具有重要意義。本冊主要介紹通過BIM技術如何完成裝配式框架結構全專業協同設計,並結閤國標規範和項目實例使讀者快速掌握設計要點和技巧,深入理解裝配式建築的設計特點和難點。本書適閤設計單位、EPC企業、構件生産廠、建築類高等院校相關專業人員閱讀。



裝配式框架結構設計方法及實例應用 引言:綠色建築浪潮下的結構革新 在全球日益關注可持續發展與環境保護的大背景下,建築行業正經曆著一場深刻的變革。傳統現澆混凝土結構因其施工周期長、環境汙染重、資源浪費大等弊端,正逐步被更為高效、環保的建築方式所取代。裝配式建築,作為綠色建築的重要組成部分,以其預製化生産、現場裝配的特點,成為推動建築行業轉型升級的關鍵力量。其中,裝配式框架結構以其結構性能優越、適用範圍廣、設計理念先進等優勢,逐漸成為住宅、公共建築等領域的主流選擇。 本書旨在係統梳理和深入探討裝配式框架結構的設計理念、關鍵技術、計算方法以及實際工程應用。我們將從宏觀的設計原則齣發,逐步深入到微觀的構件連接、節點設計,並結閤豐富的實例,為從事建築設計、工程施工、科研教學等領域的專業人士提供一套全麵、實用的指導。本書內容力求嚴謹、準確,理論與實踐相結閤,希望能為我國裝配式建築事業的發展貢獻一份力量。 第一章:裝配式框架結構的理論基礎與發展現狀 1.1 裝配式建築的定義、優勢與發展曆程 本章將首先對裝配式建築進行清晰的定義,闡述其核心特徵——構件的工廠化預製和現場的標準化安裝。隨後,我們將深入剖析裝配式建築相對於傳統現澆結構的突齣優勢,包括: 提高施工效率與縮短工期: 工廠化生産可以不受天氣等外部因素影響,流水綫作業大大提升生産效率,現場安裝則更為快捷。 保證工程質量與精度: 工廠內的專業化生産設備和嚴格的質量控製體係,能夠保證構件尺寸精度和內在質量,現場安裝則基於標準化連接,減少人為誤差。 降低環境汙染與資源消耗: 現場濕作業大幅減少,噪音、粉塵等汙染降低;精確的材料計算與預製,有效減少材料浪費;可迴收利用的材料比例增加。 改善施工環境與工人勞動條件: 減少現場高強度、重復性勞動,提高工作安全性與舒適度。 促進建築産業現代化: 推動設計、生産、施工一體化,實現建築業的工業化轉型。 接著,我們將迴顧裝配式建築在國內外的發展曆程,從早期簡單的砌塊建築,到現代化的鋼結構、混凝土結構預製技術,分析不同階段的技術特點與發展瓶頸,以及推動裝配式建築發展的關鍵政策和市場因素。 1.2 裝配式框架結構的特點與分類 裝配式框架結構是指由預製好的梁、柱、牆闆等構件,通過特定的連接節點在現場組裝而成的框架體係。本節將詳細介紹裝配式框架結構的獨特構成要素,包括: 預製梁: 梁的類型、截麵形式、配筋方式等預製設計要點。 預製柱: 柱的截麵形式、連接節點、底部支撐方式等關鍵考慮。 預製牆闆: 作為圍護或承重構件的牆闆,其連接方式、剛度貢獻等。 連接節點: 這是裝配式結構設計的靈魂所在。我們將重點闡述梁柱節點、柱牆節點、梁牆節點等各種典型連接節點的類型、構造要求、傳力機製與設計要點。 根據構件的材質、連接方式以及承重體係的不同,裝配式框架結構可以分為多種類型。本章將對這些分類進行梳理,例如: 預製混凝土框架結構: 強調構件的整體性和連接的可靠性。 鋼-混凝土混閤框架結構: 結閤鋼結構的輕質高強與混凝土結構的防火性。 鋼框架結構(部分預製): 側重鋼構件的工廠製造與現場連接。 每種類型都將分析其各自的適用範圍、技術優勢和潛在挑戰。 1.3 裝配式框架結構的設計原則與發展趨勢 本書的設計理念將緊密圍繞“標準化、模數化、集成化”展開。我們將深入探討: 標準化與模數化設計: 如何通過統一構件尺寸、連接方式,實現構件的通用性和互換性,降低生産和施工成本。 集成化設計: 將結構、圍護、設備管綫等進行一體化設計,提高空間利用率和施工效率。 全壽命周期設計: 考慮建築從設計、建造、使用到拆除的整個過程,優化材料選擇和結構耐久性。 參數化設計與BIM技術應用: 介紹如何利用先進的設計工具,實現設計的自動化、精細化和可視化,提高設計效率和質量。 最後,本章將展望裝配式框架結構未來的發展趨勢,如智能化設計、高性能材料應用、與新能源技術融閤等,為讀者描繪行業未來的發展藍圖。 第二章:裝配式框架結構的關鍵設計技術 2.1 構件設計與製作要求 本章將聚焦於裝配式框架結構的核心——預製構件的設計與製作。 預製梁的設計: 詳細介紹預製梁的截麵形式選擇(如T型梁、箱型梁等)、配筋構造(如預留錨固筋、架立筋等)、抗裂、抗剪、抗彎等設計驗算要求。重點關注預製梁端部與節點連接處的構造要求,以保證力的有效傳遞。 預製柱的設計: 闡述預製柱的截麵形式(如方形、圓形、H型鋼等)、配筋構造(如縱筋、箍筋、錨固筋等)、與基礎、梁、牆的連接構造。特彆強調柱底與基礎的連接設計,以保證整體結構的穩定性。 預製牆闆的設計: 討論預製牆闆的類型(如內牆闆、外牆闆、剪力牆闆等)、結構形式、配筋要求、洞口處理等。強調牆闆邊緣的連接構造,以及其在抵抗水平力中的作用。 構件製作的精度要求: 明確構件尺寸、外觀、錶麵質量、鋼筋位置等方麵的製作精度標準,以及這些精度對後續安裝和結構整體性能的影響。 構件耐久性設計: 考慮構件在製作、運輸、安裝和使用過程中的耐久性,例如混凝土的抗凍融、抗腐蝕性能,鋼材的防銹處理等。 2.2 連接節點的設計與構造 連接節點是裝配式框架結構設計的重中之重,直接關係到結構的整體性、承載能力和延性。本節將對各類典型節點進行深入剖析: 梁柱連接節點: 預製混凝土梁柱節點: 介紹濕法連接(後澆混凝土)、半乾法連接(部分後澆)和乾法連接(金屬連接件)的構造形式,如套筒灌漿連接、榫卯連接、螺栓連接等。詳細闡述節點域的構造、配筋要求、受力分析與設計驗算。 鋼-混凝土混閤梁柱節點: 探討鋼梁與混凝土柱、鋼柱與混凝土梁等的連接方式,如錨栓連接、焊接連接、螺栓連接等,並關注其在傳力機製和延性方麵的特點。 柱牆連接節點: 分析預製柱與預製牆闆、預製柱與剪力牆闆的連接構造,如插接、搭接、螺栓連接、焊接連接等,並討論其在抵抗水平荷載中的作用。 梁牆連接節點: 介紹預製梁與預製牆闆、預製梁與剪力牆闆的連接構造,以確保樓闆荷載的有效傳遞。 基礎與柱的連接: 強調預製柱底部與基礎連接的重要性,介紹灌漿套筒連接、預埋螺栓連接等方式,並說明其對結構穩定性的影響。 節點構造細節: 重點講解構件伸齣長度、錨固方式、連接件的選用與布置、灌漿材料的選擇與施工工藝等細節,確保連接的可靠性與耐久性。 節點延性設計: 強調在地震等動力作用下,連接節點的延性性能對結構整體抗震能力的關鍵作用,介紹提高節點延性的設計方法。 2.3 整體結構分析與抗震設計 裝配式框架結構的整體結構分析與傳統現澆結構有所不同,需要充分考慮構件之間的連接特性。 計算模型的建立: 探討如何根據不同的連接方式,建立閤適的計算模型,例如采用集中質量法、廣義坐標法等。重點關注連接節點的剛度模擬,以及其對結構動力特性的影響。 荷載計算: 詳細介紹恒荷載、活荷載、風荷載、地震作用等各類荷載的計算方法,並考慮裝配式結構特有的構件自重、連接件自重等。 結構整體分析方法: 介紹采用有限元分析軟件進行結構整體分析的流程,包括模型的建立、荷載施加、求解與結果後處理。 抗震設計原則: 闡述裝配式框架結構在抗震設計中的基本原則,如“強連接、弱構件”的理念,確保結構在地震作用下的整體安全性。 抗震驗算: 詳細介紹靜力彈塑性分析(Pushover)、動力彈塑性分析(Time History)等抗震驗算方法,以及在設計中需要關注的抗震性能指標,如層間位移角、構件屈服順序等。 考慮構件滑移和轉動的效應: 分析預製結構連接節點在受力時可能齣現的滑移和轉動,以及這些效應對結構整體剛度和承載能力的影響,並提齣相應的設計對策。 整體穩定設計: 強調裝配式框架結構在風荷載、地震作用下以及不同使用階段的整體穩定性驗算。 第三章:裝配式框架結構實例應用 本章將通過一係列具有代錶性的工程實例,生動展示裝配式框架結構的設計、施工與應用。每個實例都將從項目的背景、設計理念、結構體係選擇、關鍵技術應用、施工難點與解決措施、最終效果等方麵進行詳細介紹。 3.1 住宅項目實例 高層住宅樓: 介紹采用預製混凝土框架結構或鋼-混凝土混閤框架結構在高層住宅中的應用。重點展示梁柱節點、樓闆與牆闆連接等細節,以及其在標準化、工業化生産方麵的優勢。 多層住宅小區: 針對多層住宅,展示采用不同連接方式的預製框架結構,如乾法連接在施工便捷性上的體現。 3.2 公共建築項目實例 辦公樓: 探討裝配式框架結構在辦公樓中的設計與應用,包括大跨度梁的設計、靈活的隔牆布置等。 商業綜閤體: 介紹在大型商業建築中,如何通過裝配式框架結構實現快速建造和空間的可變性。 學校、醫院等: 分析在對結構性能、使用功能有特殊要求的公共建築中,裝配式框架結構的適用性與設計要點。 3.3 特殊結構類型實例 帶轉換層的裝配式框架結構: 介紹在結構層數、荷載傳遞方式發生變化的特殊情況下的設計處理。 大跨度裝配式框架結構: 探討如何通過優化構件截麵、采用組閤結構等方式,實現大跨度空間的設計。 3.4 施工安裝過程中的技術要點與經驗分享 在每個實例的介紹中,都將結閤實際施工情況,重點突齣以下內容: 構件的運輸、堆放與吊裝: 介紹裝配式構件在運輸、堆放過程中的注意事項,以及各種吊裝設備和方法的選擇。 現場連接與灌漿施工: 詳細闡述現場連接的工藝流程、質量控製要點,特彆是後澆混凝土的配閤比、養護等,以及灌漿材料的選用和施工技術。 測量與校正: 強調現場安裝過程中的測量精度控製,以及齣現偏差時的校正方法。 質量控製與安全管理: 介紹裝配式施工過程中,針對連接節點、構件安裝等環節的質量控製措施,以及現場安全生産管理要點。 施工技術創新與難點解決: 分享在項目實施過程中遇到的技術難題,以及通過創新方法解決的經驗。 第四章:裝配式框架結構設計規範與標準解讀 本章將對當前我國裝配式框架結構設計相關的國傢標準、行業標準和地方標準進行係統解讀,幫助讀者理解和掌握相關法規要求。 國傢相關設計規範: 重點解讀《裝配式混凝土結構技術規範》(GB 50981)、《鋼結構設計標準》(GB 50017)等在裝配式設計中的應用,以及其他相關規範。 行業標準與圖集: 介紹行業內常用的裝配式構件、連接節點等相關的技術標準和標準圖集,為設計提供參考。 地方性規定與政策導嚮: 簡要介紹各地區在裝配式建築發展方麵的政策支持和相關規定。 標準條文解讀與應用示例: 對規範中的關鍵條文進行詳細解釋,並結閤實際工程案例,說明其在設計中的具體應用方法。 未來標準發展趨勢: 探討我國裝配式建築設計標準的未來發展方嚮,例如與國際標準的接軌、新技術的納入等。 結論 裝配式框架結構代錶著建築行業未來的發展方嚮。本書通過係統介紹其理論基礎、關鍵設計技術、豐富的實例應用以及相關的設計規範,旨在為廣大從業人員提供一套全麵、深入的學習資源。我們希望本書能夠幫助讀者掌握裝配式框架結構的設計精髓,提高設計水平,應對實際工程中的挑戰,並最終推動我國綠色建築和建築産業現代化進程邁上新颱階。 緻謝 感謝所有為本書的編寫提供支持和幫助的專傢、學者和工程師。 參考文獻 (此處列齣本書引用的相關文獻、標準、圖集等。)

用戶評價

評分

對於這本書,我最深的感受是它在材料選擇與性能分析這一塊,可以做得更加深入和多元。書中雖然提到瞭幾種常用的裝配式框架結構構件材料,比如鋼筋混凝土、預製混凝土構件等,但對於這些材料在不同環境條件下的長期耐久性、抗腐蝕性、防火性能等方麵,缺乏係統性的分析。我尤其期望能看到更多關於高性能混凝土、新型復閤材料,或者綠色環保型材料在裝配式框架結構中的應用探討,以及它們在性能、成本、施工便利性等方麵的優劣勢對比。例如,書中對一些高性能混凝土的抗裂性、抗滲性、高強度的具體錶現,以及如何在實際工程中閤理應用這些材料來提升結構的整體性能,幾乎沒有提及。此外,對於預製構件在生産、運輸、存儲過程中可能遇到的質量控製問題,以及如何通過先進的檢測手段來保證預製構件的質量,書中也顯得有些泛泛而談。我希望能夠看到更多關於材料性能試驗方法、質量評價標準,以及不同材料組閤下的結構性能模擬分析的內容,這對於指導實際工程設計和施工具有非常重要的意義。

評分

在結構智能化設計與BIM技術融閤方麵,這本書的闡述是比較初步的。我本以為會看到更多關於如何利用BIM技術進行裝配式框架結構的三維建模、碰撞檢測、信息集成,以及如何將結構設計與智能化控製係統相結閤的內容。書中對BIM技術的提及,更多地停留在概念層麵,並沒有深入介紹具體的應用流程和技術細節。例如,如何利用BIM模型進行裝配式構件的深化設計、預製構件的加工圖生成、施工模擬與優化;如何通過BIM技術來實現結構健康監測、智能運維等功能。我希望能夠看到更多關於BIM在裝配式結構設計、施工、運維全過程的應用案例,以及如何通過智能化設計來提升結構的性能和使用效率。

評分

這本書在結構經濟性分析和成本控製方麵,我認為還有很大的提升空間。雖然書中在介紹設計方法時,會涉及到一些成本的考量,但並沒有專門的章節來深入探討裝配式框架結構在全生命周期內的經濟性分析,以及如何通過優化設計來降低工程造價。我期望能夠看到更多關於材料成本、生産成本、運輸成本、安裝成本、以及後期維護成本等方麵的詳細分析,並給齣一些具體的節約成本的策略和方法。例如,如何通過閤理的構件尺寸和連接節點設計,來減少鋼筋和混凝土的用量;如何通過優化預製構件的生産和運輸方案,來降低生産和運輸成本;如何通過提高施工效率,來縮短施工周期,減少人工費用。此外,書中對於綠色建材的使用、廢棄物處理等環保措施在經濟性上的考量,也應該有所涉及。

評分

對於書中提供的案例研究,我注意到其在參數選取和場景設定上,似乎過於理想化,未能充分反映真實工程中可能麵臨的各種復雜性和不確定性。我期望能夠看到更多具有代錶性的、涵蓋不同地區、不同建築類型、以及不同設計標準下的裝配式框架結構案例。例如,一些在復雜地質條件下的應用,或者在極端氣候條件下的設計,亦或是與現有建築體係相結閤的改造項目。此外,案例研究中對於荷載的設定、材料性能的取值,以及計算模型的選擇,如果能夠更貼近實際工程中的變異性和偶然性,並給齣不同情景下的分析結果,將更有助於讀者理解裝配式框架結構設計的魯棒性和可靠性。我希望書中能夠更詳盡地說明案例研究背後的設計邏輯和決策過程,以及在實際實施過程中可能遇到的技術難題和解決方案。

評分

這本書在耐久性與維護管理方麵,我覺得內容有些欠缺。裝配式框架結構作為一種新型的建築體係,其長期耐久性和維護管理的策略,對於保障建築物的安全和延長使用壽命至關重要。我期望能夠看到更多關於裝配式框架結構在不同環境條件下的耐久性評估,比如材料的老化、構件的腐蝕、接縫的滲漏等問題,以及如何通過設計和材料選擇來提高其耐久性。同時,對於裝配式結構的日常維護、定期檢測、以及常見故障的預防和修復,書中也應該有更詳細的指導。例如,如何對預製構件的接縫進行檢查和維護,如何對鋼筋連接件進行防腐處理,以及如何對結構進行健康監測和評估,這些都是實際應用中不可或缺的內容。

評分

關於裝配式框架結構在不同工程類型中的應用實例,這本書所提供的範例,在我看來,還是略顯單一。雖然書中列舉瞭幾個住宅、公共建築等類型的項目,但對於一些更具挑戰性的工程,比如工業廠房、橋梁、或者一些特殊功能性建築,裝配式框架結構的適用性和設計方法,書中並沒有深入涉及。我非常希望能看到更多關於裝配式框架結構在這些特殊工程領域中的應用案例,以及針對不同工程需求,如何進行結構形式的優化和設計方法的調整。例如,對於需要承受較大荷載的工業廠房,如何采用裝配式框架結構來實現大跨度、大空間的布置,以及如何保證結構的承載能力和穩定性;對於橋梁工程,裝配式預製梁、預製橋墩的設計和連接技術,以及如何確保橋梁的整體性和耐久性。書中對於這些方麵的探討,顯得比較薄弱,未能充分展現裝配式框架結構在廣泛工程領域的潛力。

評分

這本書的內容,我從頭到尾都仔細研讀瞭一遍,但說實話,它在某些方麵並沒有完全達到我最初的期待,或者說,它所涵蓋的範圍比我預設的要窄一些。例如,在關於裝配式框架結構連接節點的詳細設計方麵,我本以為會看到更多針對不同連接類型,比如梁柱連接、梁梁連接、柱柱連接等,在不同荷載工況下的詳細計算過程和理論推導。書中雖然給瞭一些實例,但這些實例在復雜性上顯得有些過於簡化,未能充分展現真實工程中可能遇到的各種復雜連接節點形式,以及如何通過精細化設計來應對這些挑戰。特彆是在抗震設計方麵,對於延性設計、耗能機製的討論,以及如何通過節點設計來優化結構的整體抗震性能,我覺得還有很大的提升空間。我希望能夠看到更多關於節點域受力分析的深入探討,以及不同節點構造措施在實際應用中的優缺點對比,而不是僅僅停留在通用性的介紹上。同時,書中對於不同連接節點的構造細節,例如鋼筋的錨固、搭接長度的選取,以及節點域混凝土的配筋形式,也缺乏更具體、更詳盡的指導。在這一點上,我感覺書中提供的指導性相對較弱,對於初學者來說,可能還需要查閱更多的相關規範和文獻纔能完全理解。

評分

這本書在結構整體穩定性分析方麵,雖然有提及,但並沒有深入探討。我期望能夠看到更多關於裝配式框架結構在承受風荷載、地震作用以及其他不利因素時,其整體穩定性的詳細分析方法。特彆是對於高層或超高層裝配式框架結構,如何進行整體傾覆穩定、滑移穩定、以及構件連接處的整體性驗算,書中並沒有給齣足夠詳盡的指導。我希望書中能夠包含更多關於結構動力學分析、風緻振動分析、以及地震響應分析的理論和方法,並結閤裝配式框架結構的特點,給齣具體的計算實例和控製要點。例如,對於框架結構中的剪力牆、核心筒等穩定構件,在裝配式設計中的作用和構造要求,以及如何通過閤理的結構布置來提高整體穩定性,這些都是我非常關注的內容。同時,書中對於結構變形控製,比如側嚮位移、層間位移角的控製,以及如何通過設計來減小結構的變形,也應該有更詳盡的論述。

評分

關於裝配式框架結構在抗風性能和抗震性能的對比分析,這本書並沒有專門展開。我期望能夠看到更詳細的對比研究,來分析這兩種極端荷載作用下,裝配式框架結構可能齣現的不同反應和失效模式。例如,在強風作用下,框架結構可能齣現的風緻振動、整體傾覆等問題,以及如何通過結構設計和構件連接來提高其抗風能力;在地震作用下,框架結構可能齣現的塑性鉸形成、節點破壞、甚至整體倒塌等風險,以及如何通過延性設計、耗能減震等措施來提高其抗震性能。書中對於這兩種荷載作用下,裝配式框架結構的設計原則、驗算方法、以及相關的構造要求,應該有更清晰的界定和對比,這對於工程實踐具有重要的指導意義。

評分

在關於裝配式框架結構的施工技術方麵,這本書給我的感覺是,它更側重於理論性的介紹,而在實際操作層麵的細節和難點探討上,則顯得不夠充分。書中描述瞭一些裝配式結構的施工流程,但對於一些關鍵工序,比如構件的吊裝、就位、連接、以及接縫的處理等,並沒有詳細闡述其技術要點和質量控製措施。我期望能夠看到更多關於不同類型預製構件(如預製梁、預製柱、預製牆闆)的安裝技術,以及在復雜場地條件下的施工難點和解決方案。比如,在狹小空間內如何進行大型預製構件的精準吊裝,如何有效控製構件的安裝精度,以及如何保證預製構件之間連接的牢固性和密封性,這些都是實際施工中非常關鍵的問題。此外,書中對於施工過程中可能齣現的各種質量問題,例如構件變形、裂縫、錯位等,以及如何采取預防和糾正措施,也缺乏深入的討論。我希望能夠看到更多關於施工現場質量檢測、安全管理、環境保護等方麵的具體指導,這對於保障裝配式框架結構的施工質量和工程進度至關重要。

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