綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架高層住宅設(shè)計與施工

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架高層住宅

設(shè)計與施工

編制：________________

審核：________________

批準(zhǔn)：________________

20xx年xx月

綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架高層住宅設(shè)計與施工

目錄

L項目概念策略.................................................................5

1.1概念構(gòu)思.................................................................5

1.2關(guān)鍵解讀.................................................................7

1.3建筑與結(jié)構(gòu)的相互適應(yīng).....................................................9

結(jié)構(gòu)特點....................................................................9

縱向隔斷橫向拉通空間交錯..................................................9

1.3建筑與結(jié)構(gòu)的相互適應(yīng)....................................................12

套型......................................................................12

交通體.....................................................................13

1.4技術(shù)策略................................................................15

管線綜合與樓板.............................................................15

內(nèi)外墻板...................................................................16

廚衛(wèi)系統(tǒng)...................................................................17

外挑與日照.................................................................18

問題：.....................................................................18

解決方式1：................................................................19

解決方式2：................................................................20

裝配式建筑評價.............................................................20

綠色建筑評價...............................................................21

2.建筑方案設(shè)計................................................................21

2.1效果圖................................................................22

2.2平面圖.................................................................22

2.3立面圖.................................................................24

2.4剖面圖.................................................................24

2.5桁架結(jié)構(gòu)示意...........................................................25

奇偶層建筑與桁架關(guān)系示意.................................................25

單體建筑與桁架關(guān)系.......................................................26

3結(jié)構(gòu)方案設(shè)計................................................................28

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3.1設(shè)計依據(jù)................................................................28

設(shè)計條件...................................................................28

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限：50年；................................................28

2）設(shè)防烈度8度，設(shè)計基本地震加速度0.2g,場地類別H類，設(shè)計地震分組為第二組；28

3）建筑抗震設(shè)防類別：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）；..................................28

4）大氣環(huán)境腐蝕程度等級C3；................................................28

5）地面粗糙度B類、基本風(fēng)壓0.35kN/m2,基本雪壓0.4kN/m2....................28

設(shè)計材料及強度.............................................................28

荷載取值...................................................................28

1）墻體荷載................................................................28

2）樓板荷載................................................................29

結(jié)構(gòu)體系...................................................................29

抗側(cè)力體系.................................................................29

典型桁架設(shè)置...............................................................29

3.3結(jié)構(gòu)布置圖..............................................................30

結(jié)構(gòu)平面布置圖.............................................................30

盈建科結(jié)構(gòu)模型.............................................................31

桁架立面圖.................................................................32

相鄰兩根（①軸、②軸）桁架立面布置圖.......................................32

3.4計算結(jié)果................................................................33

周期與振型.................................................................33

周期比：....................................................................34

第1扭轉(zhuǎn)周期⑵7630）/第1平動周期⑶8708）=0.71...........................34

3.5構(gòu)造說明................................................................34

樓屋面板選?。篜K預(yù)應(yīng)力疊合樓板.............................................34

弦桿下翼緣加寬，便于樓板搭接...............................................35

結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件截面尺寸表.....................................................35

3.6推覆分析................................................................36

計算結(jié)果...................................................................36

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X方向能力譜與需求譜曲線（Sa-Sd）...........................................36

Y方向能力譜與需求譜曲線（Sa-Sd）...........................................37

X方向樓層剪力和位移角曲線..................................................37

Y方向樓層剪力和位移角曲線..................................................38

X向推覆過程................................................................38

Y向推覆過程................................................................39

結(jié)論......................................................................40

4結(jié)構(gòu)典型節(jié)點設(shè)vt*40

4.1樓板與弦桿連接節(jié)點.....................................................40

降板節(jié)點優(yōu)勢...............................................................41

L弦桿免防火：弦桿可完全包在樓板厚度內(nèi)（預(yù)制+疊合）...........................41

2.空間平直：樓板與弦桿下翼緣齊平，房間清爽無梁................................41

疊合板優(yōu)勢.................................................................42

1.施工速度快：無模板系統(tǒng)以及支撐系統(tǒng)，可多層樓板連續(xù)施工.....................43

2.現(xiàn)場濕作業(yè)量?。簻p少約一半現(xiàn)場混凝土濕作業(yè).................................43

3.平整的預(yù)制板底面：避免現(xiàn)場板底抹灰.........................................43

4.品質(zhì)有保證：工廠自動化，精準(zhǔn)保障樓板品質(zhì)...................................43

4.2柱與桁架連接節(jié)點........................................................45

全螺栓連接優(yōu)勢.............................................................45

1.節(jié)點全螺栓連接，現(xiàn)場無需焊接，快速施工.....................................45

2.節(jié)點構(gòu)造簡潔、傳力明確.....................................................45

4.3節(jié)點處理...............................................................48

節(jié)點連接...................................................................48

4.4施工技術(shù)措施............................................................53

施工技術(shù)...................................................................53

1.工程量減少，施工速度更快...................................................53

2.構(gòu)件工廠預(yù)制，統(tǒng)籌安排，工期縮短...........................................53

3.現(xiàn)場裝配率高，安裝更快捷...................................................53

5圍隔體系選型與施工..........................................................57

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5.1住宅圍隔墻體的設(shè)計策略..................................................57

設(shè)計原則...................................................................57

隔墻布置...................................................................58

5.2ALC條板作圍護墻體的設(shè)計與施工...........................................58

ALC條板的優(yōu)勢..............................................................58

ALC條板的設(shè)計要點..........................................................59

1.選板：200厚ALC條板和型號；...............................................59

2.方案：節(jié)點（鉤頭螺栓）、安裝方式（外平）、縫隙處理、留設(shè)變形縫等；........59

3.洞口加固；.................................................................59

4.裝飾處理。.................................................................59

ALC條板的施工要點..........................................................60

1.施工前準(zhǔn)備.............................................................60

2.施工注意事項...........................................................61

ALC條板隔墻的優(yōu)勢..........................................................62

1.干法裝配施工...............................................................62

2.梁柱防開裂構(gòu)造設(shè)計.........................................................62

3.裝飾裝修便捷性提升.........................................................62

4.隔聲防火性能優(yōu)越...........................................................62

ALC條板隔墻的設(shè)計要點......................................................63

L選板：200厚ALC條板和型號；................................................63

2.方案：節(jié)點（管板/U型槽）、安裝方式（外平）、縫隙處理、留設(shè)變形縫等；....63

3.洞口加固；.................................................................63

4.裝飾處理；.................................................................63

5.交錯桁架兩側(cè)內(nèi)墻采用75厚ALC條板。........................................63

施工注意事項...............................................................63

ALC條板隔墻的節(jié)點..........................................................64

管卡.......................................................................64

U形卡槽....................................................................65

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1.項目概念策略

1.1概念構(gòu)思

以傳統(tǒng)模式解決當(dāng)下的城市問題

借用傳統(tǒng)北方院落的形式與空間特征，以現(xiàn)代建筑語言將院落單元作解讀，一脈相承而又

變化的院落形式體現(xiàn)建筑空間在時間維度的迭代。

在豎向上層疊錯落，并與交錯桁架的空間特征結(jié)合，生成符合空間特點的空中花園群落。

利用奇偶層的平面差異布置兩層高的露臺，使外挑的空間有規(guī)律的相互錯落，形成錯動的

景觀觀感。

1.2關(guān)鍵解讀

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居住

1.3建筑與結(jié)構(gòu)的相互適應(yīng)

結(jié)構(gòu)特點

交錯桁架結(jié)構(gòu)體系由柱子、平面桁架和樓板組成。兩列柱子沿建筑縱向外側(cè)布置，中間無

柱。桁架支承在縱向柱列上，平面上間隔布置，豎向上交錯布置；桁架高度與層高相同，跨度

與建筑進深相近。樓板一端擱置在桁架的上弦，另一端擱置在相鄰桁架的下弦。

縱向隔斷橫向拉通空間交錯

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柱與桁架組成的主體結(jié)構(gòu)

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樓板擱置在相鄰桁架上下弦桿

空間交錯

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1.3建筑與結(jié)構(gòu)的相互適應(yīng)

套型

采用方正的套型平面。公共空間置于套型中部，作為外挑空間與室內(nèi)空間的聯(lián)結(jié)部分；外

挑部分不在結(jié)構(gòu)主體中，利用桁架保證其穩(wěn)定性和空間開放性，在一定程度上形式多變，實現(xiàn)

居住空間多樣性。

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通過奇偶層桁架配置，保證桁架不分割完整的建筑空間，且利用桁架的節(jié)間孔洞聯(lián)系桁架

兩側(cè)空間，靈活運用縱向連續(xù)、隔層交錯的空間特征。

交通體

交通體參與桁架交錯

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交通體不參與桁架交錯

交通體參與桁架交錯。交通體空間在豎向上應(yīng)連續(xù)貫通、在水平方向上交通體應(yīng)位于交錯

桁架的經(jīng)濟柱距之內(nèi)，故桁架交錯的位置（即柱設(shè)置的位置）應(yīng)在交通體的兩側(cè)外部，避免交

錯桁架在平面上橫斷交通體。

交通體增加支撐。采用支撐鋼框架體系，保證交通體部分的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時避讓建筑孔

洞，達到結(jié)構(gòu)加強與建筑空間適應(yīng)的目的。

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1.4技術(shù)策略

管線綜合與樓板

預(yù)制疊合樓板

工字鋼下翼緣一

技術(shù)夾層圖示

200

951095

寸

9

藉

14510145

300

下翼緣加寬工字鋼圖示

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穿梁管線區(qū)域圖示

為減少管線模塊對層高的占用，采用工字型鋼作梁，與管線系統(tǒng)的關(guān)系如圖所示，腹板部

分的區(qū)域作為管道區(qū)，使管線模塊層減少對空間凈高的影響，保持其經(jīng)濟性。

內(nèi)外墻板

ALC板外墻

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ALC板內(nèi)墻

外墻采用200厚ALC條板外墻。ALC條板外墻施工速度快，不需過多輔助結(jié)構(gòu)和裝飾抹灰,

抗震性能優(yōu)。

內(nèi)墻采用200厚ALC條板，干法裝配施工、梁柱防開裂構(gòu)造設(shè)計、裝飾裝修便捷性提升、

隔聲防火性能優(yōu)越。

內(nèi)外墻均有施工快、性能優(yōu)的優(yōu)勢，符合裝配式建筑對圍隔結(jié)構(gòu)的要求。

廚衛(wèi)系統(tǒng)

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廚衛(wèi)系統(tǒng)采用集成廚房、集成衛(wèi)生間，保證設(shè)計精細化的同時，提高建筑的裝配率，符合

綠色裝配式建筑的設(shè)計要求。

外挑與日照

問題：

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露臺下的套型內(nèi)，在南向無法滿足至少一居室滿窗日照大寒日2小時的要求。

解決方式1：

中間單元露臺挖洞，使中部居室滿足日照要求。

在外挑5m的露臺上沿建筑外墻向外挖出3.9m的洞口，以保證下層窗口滿足日照要求。

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解決方式2：

端部單元山墻開窗，使端部居室通過側(cè)向采光滿足日照要求。

裝配式建筑評價

參考《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51129-2017中關(guān)于裝配式建筑評價的規(guī)則，保守預(yù)估,

本項目評分82,能滿足AA級裝配式建筑要求。

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評價項本設(shè)計比例評價分值

主體柱、535、承里至、延性巷板等豎向構(gòu)件80%30

儂

梁、板、樓悌、陽臺、空謔板等構(gòu)件80%20

匡護趨和內(nèi)落非神"華戰(zhàn)策之80%5

塔

匡護展與，吳溫、隔熱、裝加一體化—0

內(nèi)扁范李蹴250%5

內(nèi)隙者與管愛、裝修一林化—0

裝修鋁S備管6

境

干式工法摟面、地面“0%6

第戌囪孱270%3

集成衛(wèi)生商270%3

管愛分語謝％4

綠色建筑評價

參考《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》GBT50378-2014,本項目單體建筑在節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材

方面采用了各項綠色建筑技術(shù)策略。

評價項技術(shù)策略

U她與室外環(huán)垂直易化、滿足E照甌隹、臺理開發(fā)利用地下空間

境

節(jié)能與能源利良好通風(fēng)、地曖系統(tǒng)、合理選用電悌

用

節(jié)水與水資源節(jié)水器具

利用

芍材與材料資建筑形像規(guī)則、墳工程與裝修工程F化設(shè)計、

源利用第成畫衛(wèi)、合理采用鍬曲料

2.建筑方案設(shè)計

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2.1效果圖

2.2平面圖

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2.3立面圖

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2.4剖面圖

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2.5桁架結(jié)構(gòu)示意

奇偶層建筑與桁架關(guān)系示意

偶數(shù)層

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單體建筑與桁架關(guān)系

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3結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

3.1設(shè)計依據(jù)

設(shè)計條件

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限：50年；

2）設(shè)防烈度8度，設(shè)計基本地震加速度0.2g,場地類別H類，設(shè)計地震分組為第二組；

3）建筑抗震設(shè)防類別：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）；

4）大氣環(huán)境腐蝕程度等級C3；

5）地面粗糙度B類、基本風(fēng)壓0.35kN/m2,基本雪壓0.4kN/m2.

設(shè)計材料及強度

本結(jié)構(gòu)設(shè)計以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計為主，采用鋼管混凝土柱。

鋼材強度：Q345B；混凝土強度：C50o

荷載取值

1）墻體荷載

結(jié)構(gòu)初步設(shè)計時，墻體統(tǒng)一按外墻（300nlm厚加氣混凝土砌塊）考慮，折算線荷載：5kN/m

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2）樓板荷載

3.2結(jié)構(gòu)布置

結(jié)構(gòu)體系

本設(shè)計為裝配式高層住宅，采用交錯桁架體系，具有抗側(cè)剛度大的優(yōu)點，另外由于桁架、

鋼框梁均可以在工廠預(yù)制，大大節(jié)省了施工時間，提高了裝配率。

主體結(jié)構(gòu)采用交錯桁架體系；局部交通體采用支撐鋼框架體系；特別地，通過懸挑桁架實

現(xiàn)“迭院疊墅”理念。

抗側(cè)力體系

橫向：交錯桁架體系

縱向：框架梁將各框架柱連接起來，框架梁與框架柱剛接形成鋼框架；在電梯框架結(jié)構(gòu)內(nèi)

設(shè)置十字型側(cè)向支撐，以加強結(jié)構(gòu)縱向的抗側(cè)剛度。

典型桁架設(shè)置

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1)節(jié)間不等距布置(1.9m+2.8m+2.6m+2.8m+l.9m),滿足內(nèi)部建筑布置要求;

2)特定位置取消斜腹桿：廚房設(shè)門處、懸挑陽臺通道處。

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21D019OT1900.2800..23IW19W.2500.?網(wǎng)

廚房門修

3.3結(jié)構(gòu)布置圖

結(jié)構(gòu)平面布置圖

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盈建科結(jié)構(gòu)模型

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桁架立面圖

相鄰兩根（①軸、②軸）桁架立面布置圖

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①輔她確的②林集謙圖i?

3.4計算結(jié)果

周期與振型

考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期（秒）、X,Y方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)（強制剛性樓板模型）

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娠型號周期轉(zhuǎn)角平動系數(shù)(X+Y)扭轉(zhuǎn)系數(shù)(Z)

138708003100(100+000)000

Z280279076061(000+061)039

3276308887039(000+039)061

412055004100(100*000)000

b089949201030(000*030)070

b088598920070(000-H)70)030

f06424007100(100*000)000

050269435015(000*015)085

049238933085(000+085)015

1004100018100(100*000)000

11034759820016(000*016)084

12034098864084(000*084)016

1302900049098(098*000)002

140262610373023(001^)21)077

15025858682079(000*079)021

周期比：

第1扭轉(zhuǎn)周期(2.7630)/第1平動周期⑶8708)=0.71

止匕外，剪重比、層間位移角等整體指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

3.5構(gòu)造說明

樓屋面板選取：PK預(yù)應(yīng)力疊合樓板

1)質(zhì)量輕、剛度大、承載力高、抗裂性能好；

2)整體性好，帶肋及穿孔構(gòu)造增大新老混凝土粘結(jié)面積、增加機械咬合力，保證疊合結(jié)

構(gòu)的共同工作性能；

3)板肋底部預(yù)留方形孔，可根據(jù)設(shè)計需要穿置橫向鋼筋，實現(xiàn)樓板雙向受力，傳力更合

理;

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綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)交錯桁架高層住宅設(shè)計與施工

4）綜合經(jīng)濟效益高。施工方便快捷，工期短，效率高。

橫截面寬度表

弦桿下翼緣加寬，便于樓板搭接

考慮下翼緣搭接樓板，對弦桿下翼緣進行加寬加厚處理

GKLkGKL3：山墻根桁架弦桿；GKL2：其他根桁架弦桿

結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件截面尺寸表

構(gòu)件類型構(gòu)件編巖截面尺寸郵凝

GKL1

初GKL2見弦桿詳圖

GKL3Q345B

縱向框架梁GKL4HN450X200

GKZ1□650X650X25X25

GKZ2□600X600X20X20

鋼管混凝土柱C50/Q345B

GKZ3□500X500X18X1