[01357045]抗震节能工业化混凝土结构关键技术

1.课题来源与背景 我国于2013年提出《绿色建筑行动方案》,明确指出：大力推动建筑工业化,推广适合工业化生产的预制装配式混凝土等建筑体系,加快发展建设工程预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平;同时,加快发展防火隔热性能好的建筑保温体系。为推进工业化建筑进程,课题组近7年来申报了省、市级系列课题10余项,积极开展抗震节能工业化混凝土结构关键技术攻关,主要研究课题如下。 序号 项目名称 任务来源 专项资金（万元） 项目编号（或合同号） 1 新型3D板抗震节能农居研究 四川省科技支撑计划项目 10 2010SZ0094 2 建筑工业化科研项目 四川省住房和城乡建设厅 110 SCIT-ZG-20131103/06 3 建筑工业化节能保温外墙板构造和节点连接研究 成都市城乡建设委员会 22 成建委[2013]448号 2. 研究目的与意义 本课题紧扣目前工业化建筑发展的关键问题,开展抗震节能工业化混凝土结构的关键技术攻关,注重系列化、应用性,形成了规范、图集、标准、专利等研究成果和知识产权;可直接用于工业化混凝土结构设计、安装与施工,促进工业化建筑在国内特别是省内的应用,改进地震区工业化建筑的节能与安全性能,提高材料利用率和产品质量,加快建筑业升级换代,具有显著社会效益。 3. 主要论点与论据 （1）预制混凝土框架柱节点水平缝设计理论与方法 本课题进行了预制柱节点试件的抗剪性能试验、数值模拟分析,研究了影响预制柱节点破坏的主要因素,进行了国内外相关规范公式比较,提出需考虑剪跨比对预制柱底水平缝抗剪能力的影响,以及现有相关预制柱设计方法的不足。 （2）预制剪力墙干式节点连接方案 课题组开发了螺栓、焊接、榫卯等干法连接方案,并进行了力学性能试验与数值分析,研究了新型连接的传力机理,提出了相应设计公式,指出应推进国内剪力墙结构干式连接的应用,发挥工业化建筑优势。 （3）节能型钢丝网架夹芯墙板性能与构造 本课题对传统钢丝网架夹芯墙板进行改进,提高其结构力学性能,改变生产工艺及施工方式,加强结构构造措施,形成了一种新型的全预制钢丝网架节能复合墙板,用于建筑外维护墙与结构剪力墙。课题研究了墙板的节能性能,墙板的抗弯、抗剪、抗压性能,提出了抗弯承载力设计公式;通过墙板拟静力试验,模拟作为剪力墙的抗震性能,研究了墙板的滞回曲线、变形性能和受剪承载力;提出了墙板新型的预埋件设计方法、节点加强措施、新型的下承式全干式连接方案。该墙板集抗震与节能功能于一体,应在地震区推广应用。 （4）工业化住宅体系部品标准化 本课题打破工业化住宅现有”先整体设计后构件拆分“的设计理念,提出了用标准化建筑部品组合、”搭积木“式的工业化建筑设计新方法;应用模数化方法研究住宅部品标准化,设计出通用性强的部品部件产品目录以及标准化连接方式,并成功地运用于多个工业化住宅组合设计示范。 4. 创见与创新 （1）系统研究了预制柱底水平缝抗剪承载力影响因素,改进了国内相关设计方法,首次提出需要考虑剪跨比对预制柱底水平缝抗剪能力的影响,提出了考虑轴压比和剪跨比影响的预制柱底水平缝抗剪验算方法。 （2）研发了预制剪力墙干式连接的螺栓节点、焊接节点与榫卯节点,研究了其传力机理和抗震性能,提出了节点设计方法,填补了国内预制剪力墙干式连接节点的空白。 （3）通过改进现有钢丝网架夹芯墙板,形成了一种新型节能型复合墙板。系统研究了的该墙板节能性能,满足国家相关规范要求;分别针对该墙板作为外维护墙、结构剪力墙,研究了其力学与抗震性能,提出了相应的设计方法;研发了墙板与主体结构新型的下承式干式连接方法、新型吊装节点及加强措施,形成了系列成果。 （4）在国内率先制定了工业化预制住宅体系部品的分类、标准规格及连接方法,形成了标准化的产品目录,提出了部品组合式的工业化住宅设计方法,为国内建立工业化住宅标准体系打下了基础。 （5）该项目部分成果已被《装配整体式混凝土结构设计规程》（DBJ51/T024）及《四川省装配整体式住宅建筑设计规程》（DBJ51/T038）采纳。. （6）该项目成果已获得1项国家发明专利,10项国家实用新型专利,在报4项国家发明专利。 5. 社会经济效益 （1）经济效益 本课题成果已在华西绿色技术中心实验楼及展示用房、天府新区工业化展示中心等项目成功运用。据应用项目统计：工业化节能混凝土结构建筑较传统建筑可实现节能23%、节水79%、减少模板85%,减少脚手架50%,节约人工25%,垃圾排放量减少80%,节约工期30%,具有良好的经济效益。 （2）社会意义 本课题研究成果能促进工业化建筑在国内特别是省内的应用,改进地震区工业化建筑的节能与安全性能,提高材料利用率和产品质量,加快建筑业的升级换代。