【科技進(jìn)步類(lèi)】二等獎:裝配式預應力混凝土疊合樓蓋體系關(guān)鍵技術(shù)研究與應用
2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )
混凝土科學(xué)技術(shù)獎?科技進(jìn)步類(lèi)
項目展示


2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )混凝土科學(xué)技術(shù)獎工作于2021年5月啟動(dòng),至12月圓滿(mǎn)完成。報名期間共收到有效申報項目44項。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家評審委員會(huì )的初評及終評,共計33個(gè)項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎18項、三等獎14項,其中“科技進(jìn)步類(lèi)”16項、“技術(shù)發(fā)明類(lèi)”1項、“技術(shù)革新類(lèi)”16項。




主要完成單位:中建科技集團有限公司、中建科技(深汕特別合作區)有限公司
主要完成人:鐘志強、王洪欣、孫占琦、樊則森、馮偉東、周臻徽、張佳琳、唐偉、楊超、蔣杰、祝傳新

評審委員會(huì )評語(yǔ)
成果完成單位針對預制裝配式混凝土結構中常規樓蓋在大跨度結構使用中存在施工工藝復雜、工期長(cháng)、生產(chǎn)效率和標準化程度低等問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了《裝配式預應力混凝土疊合樓蓋體系關(guān)鍵技術(shù)研究與應用》科技成果。該成果創(chuàng )造性地研發(fā)了高性能預應力混凝土疊合樓蓋體系,完善了我國預制裝配式混凝土結構的結構體系。
該項目成果促進(jìn)了大跨度裝配式預應力混凝土疊合板樓蓋技術(shù)在國內的發(fā)展,對該類(lèi)疊合板樓蓋設計使用具有重要參考價(jià)值,在完善裝配式建筑結構體系方面起了重要作用。
為了推進(jìn)建筑業(yè)轉型升級,我國近年來(lái)積極推行新型建筑工業(yè)化,從設計標準化、生產(chǎn)工廠(chǎng)化、施工機械化和管理科學(xué)化入手,大力發(fā)展裝配式建筑和預制構件產(chǎn)業(yè)。在此基礎上,國內自主創(chuàng )新并引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),研制出很多樓蓋體系,常見(jiàn)的有普通桁架筋疊合板體系、疊合梁與現澆樓板體系、預應力鋼管桁架筋疊合板體系等。這些樓蓋體系雖然滿(mǎn)足了現階段各地裝配式建筑評價(jià)標準的要求,但未能充分發(fā)揮預制疊合結構在設計、生產(chǎn)、施工中的優(yōu)點(diǎn),尤其是預應力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),導致設計復雜,生產(chǎn)效率低,安裝效率低,成型質(zhì)量差,造價(jià)也大大高于傳統現澆樓蓋,不利于新型建筑工業(yè)化的推進(jìn)。
針對當前常見(jiàn)樓蓋體系存在的問(wèn)題,結合國家大力發(fā)展新型建筑工業(yè)化和裝配式建筑的政策背景,項目科研團隊深入研究了預應力帶肋混凝土疊合板、大跨度預應力混凝土空心板和重載大跨度預應力混凝土雙T板的應用技術(shù),形成了相應的設計、生產(chǎn)、施工成套關(guān)鍵技術(shù),為不同跨度、不同荷載、不同使用功能情況下對裝配式建筑預應力疊合樓蓋的設計及應用提供了技術(shù)支撐;通過(guò)有限元數值模擬分析、結構承載力試驗和相關(guān)構件的耐火性能檢測,驗證了先張法預制預應力疊合樓蓋在正常使用狀態(tài)下的性能和火災狀態(tài)下的安全性,開(kāi)拓了先張法預制預應力疊合樓蓋在高層建筑中的應用;優(yōu)化了適用于預應力帶肋混凝土疊合板和預應力混凝土空心板的長(cháng)線(xiàn)法生產(chǎn)的工藝技術(shù),設計了可移動(dòng)自持力模臺的預應力混凝土雙T板生產(chǎn)線(xiàn),提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本;發(fā)展了三種預應力混凝土疊合樓蓋的施工工法,取得了免支模、免支撐或少支撐、施工效率高的效果。
主要創(chuàng )新點(diǎn)
1.預應力疊合樓蓋結構設計關(guān)鍵技術(shù)的研究
通過(guò)理論分析、數值模擬,綜合考慮了施工過(guò)程短暫受力和使用過(guò)程中的永久受力情況,歸納總結結構設計關(guān)鍵技術(shù),將預應力帶肋混凝土疊合板、預應力混凝土空心板兩種樓蓋體系的設計方法編制成計算軟件,為這兩種板型提供了可靠合理、高效便捷的程序化、數字化的設計方式。經(jīng)過(guò)構件受彎承載力結構試驗驗證,并經(jīng)工程應用檢驗,該設計關(guān)鍵技術(shù)能夠滿(mǎn)足正常使用和承載能力極限狀態(tài)的要求,為預應力疊合板樓蓋結構在高層建筑中的應用提供了可靠依據。
2.預應力疊合樓蓋關(guān)鍵生產(chǎn)工藝技術(shù)和生產(chǎn)線(xiàn)的研究
將預應力技術(shù)和高強材料等應用于構件的生產(chǎn),引進(jìn)德國預應力生產(chǎn)線(xiàn),實(shí)現了混凝土構件成型、養護、切割、鉆孔等方面的技術(shù)升級,并通過(guò)技術(shù)改造及專(zhuān)項研發(fā),適應國內設計和規范的要求,實(shí)現了部分進(jìn)口設備的國產(chǎn)化;通過(guò)自主創(chuàng )新完成預應力帶肋疊合板生產(chǎn)線(xiàn)的設計、使用,實(shí)現帶肋疊合板的高效高質(zhì)量生產(chǎn);通過(guò)創(chuàng )新研發(fā)自持力模臺,實(shí)現雙T板的可移動(dòng)、可變款、可組合式高效生產(chǎn)。
3.預應力疊合樓蓋施工關(guān)鍵技術(shù)
通過(guò)合理設計構件尺寸和配筋、合理制定吊裝和支座方案、科學(xué)設計臨時(shí)支撐,解決了鋼筋桁架混凝土疊合板、現澆樓板施工過(guò)程支模過(guò)多、工業(yè)化程度低、施工環(huán)境差的痛點(diǎn),發(fā)展了三種預應力混凝土疊合樓蓋的施工工法,取得了免支模、免支撐或少支撐、施工效率高的效果。
應用效果
本項目成果已獲授權發(fā)明專(zhuān)利1項,實(shí)用新型專(zhuān)利10項、外觀(guān)專(zhuān)利4項、軟件著(zhù)作權2項,制訂團體標準2項、企業(yè)產(chǎn)品標準1項、制訂施工工法5項,形成了具有自主知識產(chǎn)權的相關(guān)技術(shù)體系。項目成果經(jīng)鐵科院(深圳)檢測工程有限公司等第三方檢測機構進(jìn)行荷載能力及耐火性能檢測,符合國家相關(guān)結構設計及產(chǎn)品標準。
該技術(shù)成果在長(cháng)圳公共住房及其附屬工程、深圳市坪山實(shí)驗中學(xué)、竹坑學(xué)校、中建綠色產(chǎn)業(yè)園、坪山新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)園等8項工程中得到應用,取得了良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。該項目成果促進(jìn)了大跨度裝配式預應力混凝土疊合板樓蓋在國內的發(fā)展,對該類(lèi)疊合板樓蓋設計具有重要參考價(jià)值,應用前景廣闊。該項目成果總體上達到國際先進(jìn)水平。
▲預應力帶肋混凝土疊合板在深圳市長(cháng)圳公共住房及其附屬工程中的應用
▲預應力混凝土空心板在坪山新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)園工程中的應用
▲預應力混凝土雙T板在中國建筑綠色產(chǎn)業(yè)園綜合樓項目中的應用
中建科技集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中建科技)是世界500強企業(yè)中國建筑集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中建集團”)開(kāi)展科技創(chuàng )新與實(shí)踐的“技術(shù)平臺、投資平臺、產(chǎn)業(yè)平臺”,深度聚焦智能建造方式、綠色建筑產(chǎn)品、未來(lái)城市發(fā)展,致力于以智能建造推動(dòng)生產(chǎn)方式變革,以科技創(chuàng )新孵化戰略新興業(yè)務(wù),打造建筑科技產(chǎn)業(yè)集團,服務(wù)未來(lái)城市建設發(fā)展。公司組建于2015年4月,注冊資本20億元,由中國建筑股份有限公司100%持股并直接管理。
中建科技始終秉承“科技引領(lǐng)、創(chuàng )新共贏(yíng)”的經(jīng)營(yíng)理念,以“智力+資本”賦能合作發(fā)展、以“產(chǎn)品+服務(wù)”實(shí)現價(jià)值創(chuàng )造,通過(guò)充分發(fā)揮在智能建造、綠色建筑、未來(lái)城市等領(lǐng)域“規劃-研發(fā)-投資”優(yōu)勢,以智力為牽引、以資本為紐帶,與客戶(hù)建立同盟伙伴關(guān)系,整合全要素產(chǎn)業(yè)鏈,聚焦政府、部隊、大型企業(yè)事業(yè)單位三大戰略客戶(hù)群體,為城市建設提供解決方案,推動(dòng)未來(lái)城市迭代升級;通過(guò)著(zhù)力塑強“工業(yè)化、數字化、一體化”生產(chǎn)方式融合的建造模式,以新材料、新工藝、新設備的持續創(chuàng )新能力,實(shí)現“設計+制造+施工+運營(yíng)”全過(guò)程貫通,為客戶(hù)提供高品質(zhì)建筑產(chǎn)品和高附加值的城市建設發(fā)展服務(wù),實(shí)現價(jià)值共創(chuàng )共享共贏(yíng);通過(guò)全面做強規劃設計、投資建設、工程建設和運營(yíng)服務(wù)等業(yè)務(wù)板塊、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng )新鏈和價(jià)值鏈高效鬲合發(fā)展。
中建科技堅持產(chǎn)品化思維,形成了“技術(shù)、設計、制造、工法”于一體的“十項技術(shù)體系”,和“裝配式綠色+智慧+健康”的“十類(lèi)產(chǎn)品系列”,并成功在一系列PC工程總承包標桿示范項目中取得了有效應用,先后打造了山東建筑大學(xué)教學(xué)實(shí)驗樓、深圳坪山三所學(xué)校、南京一中新校區、深圳坪山綜合服務(wù)中心、深圳長(cháng)圳公共住房、深圳生物醫藥產(chǎn)業(yè)加速器、長(cháng)春臺北陽(yáng)光新區、綿陽(yáng)科技城裝配式綜合管廊、徐州淮??萍汲?、海南白沙縣生態(tài)移民搬遷、深圳建筑工程質(zhì)檢中心綠色改造、堿市智慧環(huán)衛設施、模塊化消防站等40余項建筑工業(yè)化示范項目,引領(lǐng)了行業(yè)生產(chǎn)方式變革。中建科技已成為我國裝配式建筑領(lǐng)域的“國家高新技術(shù)企業(yè)”和首批“全國裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地”,成功當選中國建筑學(xué)會(huì )產(chǎn)業(yè)現代會(huì )委員會(huì )理事長(cháng)單位、國家裝配式創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟副理事長(cháng)單位,被住房和城鄉建設部列為裝配式建筑的龍頭企業(yè)。
中建科技(深汕特別合作區)有限公司是全球最大的投資建設集團——中國建筑集團的全資三級子公司,由中建科技按照中國建筑的統一戰略部署實(shí)施管理,是中國建筑實(shí)施“藍海戰略”的重要成員之一。
公司位于廣東省深圳市深汕特別合作區鵝埠鎮中國建筑綠色產(chǎn)業(yè)園內,占地面積約200畝,總投資超過(guò)3億元,引進(jìn)了國內外最先進(jìn)的各類(lèi)預制混凝土構件生產(chǎn)線(xiàn),可生產(chǎn)預應力帶肋混凝土疊合板、四面不出筋開(kāi)槽疊合板、預應力混凝土空心板、 預應力混凝土雙T板、雙面疊合墻等特色構件,及墻板、樓板、樓梯、陽(yáng)臺等常規構件。生產(chǎn)線(xiàn)設計產(chǎn)能可達22萬(wàn)立方米/年,能夠滿(mǎn)足200萬(wàn)平方米/年的裝配式建筑需求,是國內產(chǎn)品類(lèi)型齊全,生產(chǎn)工藝先進(jìn)的綜合性PC工廠(chǎng)。
依托控股股東中建科技集團有限公司的綜合實(shí)力,公司聚焦裝配式建筑預制混凝土構件的創(chuàng )新研發(fā)與智能制造,通過(guò)構件供應、創(chuàng )新研發(fā)、信息化建設、標準輸出、人才培養,為中國建筑在珠三角區域發(fā)展綠色智慧裝配式建筑提供有力支撐。
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