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'重庆市工程建设标准装配式混凝土住宅建筑结构设计规程Designspecificationforstructuresofprecastconcretebuildings(征求意见稿)《重庆市装配式混凝土住宅建筑结构设计规程》二0一三年十二月
前言根据重庆市城乡建设委员会《关于下达重庆市住宅产业化系列工程建设标准制订项目计划的通知》(渝建【2013】305号的要求,由重庆市设计院和重庆大学负责,会同有关科研、设计、教学、制作和施工单位,共同制订了《装配式混凝土住宅建筑结构设计规程》。规程制订过程中,规程编制组开展了各项专题研究和相关的试验研究工作,进行了广泛的调查研究,认真总结了装配式混凝土结构在国内和我市工程实践中的经验及教训,对主要问题进行了反复讨论,参考有关国内外先进标准,经与相关标准进行了协调,在充分讨论的基础上,完成此征求意见稿。本规程主要技术内容包括:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.材料;5.建筑与节能设计;6.结构设计基本规定;7.框架设计;8.剪力墙设计;9.非承重外墙板设计;10.构件制作与施工。本规程修订的主要内容是:根据规程技术内容和适用范围,将规程命名为《装配式混凝土住宅建筑结构设计规程》;包括全装配与装配和现浇相结合;推荐了各种新型材料的使用;对预制构件之间钢筋的连接包含了套筒灌浆连接和间接搭接等方式;给出了设置连系钢筋的构造措施;提出等同现浇混凝土结构的概念;在建筑设计中,强调了模数协调的概念。本规程主编单位:重庆市设计院重庆大学本规程参编单位:重庆市公共住宅开发建设投资有限公司重庆市工程建设质量监督总站重庆市建筑安全监督总站重庆亲禾投资有限公司本规程主要起草人员:本规程主要审查人员:2
目录1总则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12术语和符号„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22.1术语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22.2符号„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43基本规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.1建筑设计原则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.2结构设计原则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.3节点和连接设计原则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„94材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„124.1混凝土与灌浆材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„124.2钢筋和钢材„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„134.3连接材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„144.4其它材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„165建筑与节能设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„195.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„195.2建筑模数协调„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„225.3平面设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„235.4外墙„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„255.5内墙、楼面设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„275.6内装修设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„285.7建筑节能设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„286结构设计基本规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„316.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„316.2作用及作用组合„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„346.3结构分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„356.4结构构件与节点设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„386.5连接构造„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„396.6整体稳定性设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„423
6.7楼盖设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„436.8预制构件设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„457框架设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„467.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„467.2叠合受弯构件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„477.3节点设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„497.4非节点设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„748剪力墙设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„918.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„918.2剪力墙构件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„938.3节点及接缝设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„949非承重外墙板设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„989.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„989.2墙板设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„989.3构造要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10310构件制作与施工„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10610.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10610.2构件制作„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10610.3安装与施工„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10710.4检验与验收„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1084
1总则1.0.1为了充分发挥装配式钢筋混凝土结构的优越性,促进建筑工业化的发展,在装配式钢筋混凝土住宅的设计、制作与施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用,技术先进,确保质量,经济合理,保护环境,制定本规程。1.0.2本规程适用于重庆市非特殊设防类的装配式混凝土住宅建筑的设计、制作与施工。【条文说明】:本规程是针对重庆市的装配式钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构及框架筒体结构设计制订的技术规程。本规程的内容包括装配式混凝土结构设计的成熟做法、一般原则以及基本要求,并不能解决装配整体式混凝土结构设计中的所有问题,更不能代替设计者创造性的思维。设计者应根据规范的要求,结合工程的实际情况具体应用,并努力实现技术创新和进步。鉴于特殊设防类装配式混凝土住宅在实际工程中很少应用,且相关的研究尚不充分,故此次未列入本规程。对于重庆市山地形成的吊层结构,由于其情况复杂多样,相关研究尚不充分,为保证吊层结构的整体性,故不建议在吊层楼层中采用装配式混凝土结构。对于住宅建筑中嵌固层以下的地下室结构,由于通常存在防水的问题,故不宜采用装配式混凝土结构。1.0.3按本规程进行抗震设计的建筑,其抗震设防目标应符合国家现行《建筑抗震设计规范》(GB50011)的要求。当需要达到更高的抗震设防目标要求或为超限高层建筑时,结构和构件可采用基于性能目标的抗震设计。【条文说明】:本规程所规定的抗震设防目标沿用了抗震规范的设防目标,但允许结构抗震性能根据设计师设定的性能目标控制结构的破坏状态,以提高结构的抗震能力。1.0.4预制装配整体式钢筋混凝土结构的设计、制作与施工除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。5
2术语、符号2.1术语2.1.1装配式混凝土结构(建筑)precastreinforcedconcretestructurebuilding主体结构部分或全部采用预制混凝土构件装配而成的钢筋混凝土结构(建筑),简称装配式结构(建筑)。2.1.2装配整体式混凝土结构(建筑)structure(building)assembledprecastandcast-in-situreinforcedconcrete装配式钢筋混凝土结构的连接节点钢筋采用胶锚连接、浆锚连接、间接搭接、机械连接、焊接连接或其它连接方式,通过后浇混凝土或灌浆使预制构件具有可靠传力和承载要求的混凝土结构(建筑),简称装配整体式结构(建筑)。2.1.3装配整体式钢筋混凝土框架结构(建筑)precastreinforcedconcreteframestructure(building)混凝土结构全部或部分采用预制柱或叠合梁、叠合板等构件,通过节点部位的后浇混凝土或叠合方式形成的具有可靠传力机制,并满足承载力和变形要求的框架结构(建筑);简称装配整体式框架结构(建筑)。2.1.4装配整体式钢筋混凝土剪力墙结构(建筑)precastreinforcedconcreteshearwallstructure(building)混凝土结构的部分或全部采用承重预制墙板,通过节点部位的后浇混凝土形成的具有可靠传力机制,并满足承载力和变形要求的剪力墙结构(建筑);简称装配整体式剪力墙结构(建筑)。装配整体式剪力墙结构包括:内外墙均为预制、连接节点部分现浇的剪力墙结构,简称全预制剪力墙结构;以及内墙现浇、外墙全部或部分预制、连接节点部分现浇的剪力墙结构,简称部分预制剪力墙结构。2.1.5装配整体式钢筋混凝土框架-剪力墙结构(建筑)precastreinforcedconcreteframe-shearwallstructure(building)主体结构的框架或剪力墙部分采用预制构件形成的具有可靠传力机制,并满足承载力和变形要求的框架-剪力墙结构(建筑),简称装配整体式框架-剪力墙结构(建筑)。2.1.6等同现浇装配式混凝土结构Precastconcretestructureequivalentcast-in-situconcretestructure6
当采取可靠的构造措施及施工方法,保证装配整体式钢筋混凝土结构中,预制构件之间或者预制构件与现浇构件之间的节点或接缝的承载力、刚度和延性不低于现浇钢筋混凝土结构,使装配整体式钢筋混凝土结构的整体性能与现浇钢筋混凝土结构基本相同时,此类装配整体式结构称为等同现浇装配式混凝土结构,简称等同现浇装配式结构。2.1.7结构构件structuralcomponent指构成结构骨架的主要承重构件,如梁、柱、墙、楼板等。2.1.8预制构件precastcomponents在工厂或现场预制的混凝土构件,包括柱、墙板、飘窗板、叠合梁、叠合板、楼梯、阳台等。2.1.9预制夹心保温外墙板precastsandwichexternalwallpanel内外两层钢筋混凝土墙板和夹在其间的保温材料通过专用连接件组成的具有特定保温性能要求的外墙板;简称夹心保温外墙板。2.1.10叠合外墙板laminatedreinforcedconcreteexternalwallpanel仅作为剪力墙外侧模板的预制外墙板,与现浇混凝土结合在一起,形成预制叠合剪力墙。其外侧的饰面可根据需要在工厂一并生产制作,简称叠合外墙板。2.1.11混凝土叠合受弯构件laminatedreinforcedconcreteflexuralmember在预制混凝土构件上浇筑上部混凝土而形成整体的受弯构件,包括叠合式混凝土楼(屋)面板和叠合式混凝土梁等。2.1.12连续倒塌progressivecollapse装配式结构因为预制构件或接缝的局部破坏,造成整个结构的连续破坏或失效。2.1.13结构整体稳定性structurestability结构的整体工作能力,以及抵御抗倾覆、抗连续坍塌的能力。2.1.14抗剪粗糙面exposedaggregateconcrete为增强预制构件与后浇混凝土共同工作的能力,在预制构件抗剪连接的界面采用化学或机械方法处理而成的具有较好的传递剪力的粗糙表面,可以和键槽或抗剪钢筋组合使用,达到可靠传递剪力的目的,俗称水洗面,本规程简称粗糙面。2.1.15等效静力equivalentstaticforce结构设计中的可变荷载或偶然作用经过修正处理可作为静力荷载的等效值。2.1.16连系钢筋tiebar为提高装配式结构的整体性,防止装配式结构因个别预制构件或接缝的局部破坏,7
造成整个结构的连续破坏或失效,而在结构适当部位采取连接构造措施而采用的钢筋。2.1.17套筒灌浆连接pipecasingconnection预制构件接缝部位的钢筋通过套筒灌浆方式实现钢筋连续可靠传力的连接构造,其连接性能等同于钢筋的机械连接。2.1.18间接搭接indirectlap预制构件接缝部位的钢筋通过预留孔道灌浆方式实现钢筋连续可靠传力的连接构造,孔道璧采用螺旋筋或波纹管加强,被搭接的的两根钢筋之间保持一定间距的搭接连接方式。2.1.19连接件connector连接夹心保温外墙板内外两叶墙板用配件。2.2符号2.2.1材料性能Ec——混凝土弹性模量;Es——钢材、钢筋弹性模量;Gc——混凝土剪切模量;C20——表示立方体强度标准值为20N/mm2的混凝土强度等级;ffck、c——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;fftk、t——混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;fyk——普通钢筋强度标准值;"ffy、y——普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;fv——钢材的抗剪强度设计值;fce——钢材的端面承压强度设计值。2.2.2作用、作用效应及承载力S——结构或构件的作用效应组合设计值;N——轴向力设计值;M——弯矩设计值;8
Mk、Mq——按荷载效应的标准组合、准永久组合计算的弯矩值;Mcr——受弯构件的正截面开裂弯矩值;V——剪力设计值;wmax——按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度u——结构顶点位移;u——结构层间相对位移。2.2.3几何参数a——梁端反力作用点至构件边缘的水平距离;b——矩形截面宽度,T形、I形截面的腹板宽度;bb1——预制梁截面宽度;bc——柱截面宽度;d——钢筋直径,间距;e0——轴向力对截面重心的偏心距;h——截面高度;h0——截面有效高度;hb1——预制梁截面高度;hc——柱截面高度;l0——梁板的计算跨度或柱的计算长度;s——沿构件轴线方向上横向钢筋的间距,螺旋筋的间距或箍筋的间距;A——构件截面面积;Acor——混凝土核芯面积;An——构件净截面面积;Al——局部受压面积;B——受弯构件的截面刚度;W——截面受拉边缘的弹性抵抗矩;W0——换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩;9
I——截面惯性矩;I0——换算截面惯性矩。h——层高;H——房屋总高;t——墙厚。2.2.4计算系数及其它——齿槽受剪强度折减系数,支座弯矩调幅系数;E——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;l——局部受压时的混凝土强度提高系数;——纵向受力钢筋的配筋率;v——间接钢筋或箍筋的体积配筋率;——考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数;RE——承载力抗震调整系数;——裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数。、1max——水平地震作用影响系数及其最大值;——计算截面的剪跨比;——受压构件的稳定系数。10
3基本规定3.1建筑设计原则3.1.1在满足建筑使用功能的前提下,装配式建筑设计应采用标准化、系列化设计方法,满足体系化设计的要求,充分考虑构配件的标准化、模数化、多样化,并编制设计、制作和施工安装成套设计文件。3.1.2在前期规划与方案设计阶段,各专业即应充分配合,结合建筑功能与造型,规划好建筑各部位采用的工业化、标准化预制混凝土构配件,并因地制宜地积极采用新材料、新产品和新技术。在总体规划中应考虑构配件的制作和堆放以及起重运输设备服务半径所需空间。【条文说明】:建筑的工业化是一个系统工程,需要各专业从前期规划与方案设计阶段就介入工作,密切配合,并充分考虑工业化建筑设计的特点,才能在后续的工作中实现标准化与多样化的统一,建筑的美观与标准化高度协调与统一。运输设备能力,其服务半径和所需空间,也是总体规划中应考虑的重要因素。3.1.3装配式混凝土结构中的预制构件(柱、梁、墙、板)的划分,应遵循受力合理、连接简单、施工方便、少规格、多组合,并能组装成形式多样的结构系列的原则。【条文说明】:工业化建筑设计的一个重要的工作阶段,就是将整个建筑进行合理的划分。根据日本实现住宅工业化的经验:“住宅的工业化是将住宅分解为构件和部品,用工业化的手段进行生产,然后在现场进行组装的住宅建筑方式”。因此,要实现工业化生产,按照标准化与多样化统一的基本原则,实现少规格、多组合,将建筑分解为构件和部品是其中的一个重要步骤。3.1.4设计中应遵守模数协调的原则,做到建筑与部品模数协调,以及部品之间的模数协调和部品的集成化和工业化生产,实现土建与装修在模数协调原则下的一体化,并做到装修一次性到位。【条文说明】:建筑的工业化,离不开标准化,标准化离不开模数化,而模数化的核心内容离不开模数协调,其中包括建筑物与部品之间的模数协调,以及部品与部品之间的模数协调。3.2结构设计原则11
3.2.1装配式混凝土结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性。结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。【条文说明】:装配式结构的布置具体按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3相关条文执行。厨房、卫生间等考虑防水和设备管线的要求,宜采用现浇楼板。3.2.2装配式混凝土结构的分析应根据装配式结构体系的受力性能、节点和连接的特点采取合理准确的计算模型,应考虑连接和节点刚度对结构内力分布和整体刚度的影响。3.2.3装配式混凝土结构采用以概率理论为基础的极限状态设计法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用以分项系数的设计表达式,分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。有关承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求。3.2.4装配式混凝土结构的设计应包括下列内容:1结构方案,包括结构选型、传力途径、预制构件的拆分与布置;2作用及作用效应分析,其中包括各类接缝的承载力计算,必要时尚应进行结构的倾覆验算;3预制构件及一般构件截面配筋计算及验算;4结构的构造及连接措施;5预制构件及一般构件的构造及连接措施;6施工阶段的验算和对施工的要求;7必要时应进行耐久性设计和防连续倒塌设计;8满足特殊要求的结构构件的专门性能设计。3.2.5装配式结构的验算应包括以下内容:1结构和构件承载力和变形;2结构和构件的稳定性;3预制构件与接合面应对其在施工阶段和使用阶段各种不利荷载组合作用下的承载力、裂缝宽度及挠度。3.2.6装配式混凝土结构的安全等级应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的规定。各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同,对其中部分结构构件的安全等级,可根据其重要程度适当调整,对于结构中重要的关键传力部位和构件,宜适当提高其安全等级。12
3.2.7装配式混凝土结构的设计应考虑便于预制、吊装、就位和调整,结合部钢筋及预埋件不宜过多,且连接部位能较早承受荷载,以便于上部结构的继续施工。3.2.8装配式混凝土结构的结构方案、耐久性设计和防连续倒塌设计,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求。【条文说明】:基本上沿用《混凝土结构设计规范》GB50100的条文,由于其重要性,在此重复说明。只是在设计内容中强调了对各类接缝的承载力计算、施工阶段的验算,以及对预制构件的设计要求。3.2.9装配式混凝土住宅建筑结构的预制外墙板及其接缝构造设计应满足结构、热工、防水、防火、防火及建筑装饰的要求,并结合地方材料、制作及施工条件进行综合考虑。3.3节点和连接设计原则3.3.1装配式结构宜通过节点和连接构造的合理设计,使装配式结构成为等同现浇结构,并具有与现浇混凝土结构相同的承载能力、刚性和延性。1节点和连接的设计应满足“强剪弱弯,更强节点”的设计原则。2宜采取可靠的构造措施及施工方法,使装配式结构中预制构件之间或者预制构件与现浇构件之间的节点或接缝的承载力、刚度和延性不低于现浇结构。3当节点和连接构造不能使装配式结构成为等同现浇结构时,应根据结构体系的受力性能、节点和连接的特点采取合理准确的计算模型,并应考虑连接和节点刚度对结构内力分布和整体刚度的影响。【条文说明】:根据日本的经验及目前的研究成果,等同现浇的装配式结构中,在节点及接缝处,主筋和横向补强筋要和现浇混凝土结构一样要保持连续性。节点区应采用现浇混凝土或者砂浆将预制构件连成整体,干式连接很难达到等同现浇的要求。等同现浇混凝土结构应该满足以下要求:1在竖向使用荷载下,装配整体式结构的骨架构件,如:柱、主梁、剪力墙以及构件的交叉节点,必须满足正常使用极限状态的有关裂缝宽度和挠度的要求;其它预制构件,如:次梁、板等应满足正常使用极限状态的有关裂缝宽度和挠度的要求;装配整体式结构中的节点,不产生由于竖向使用荷载作用而造成的有害残余变形。2预制构件与叠合构件的强度、刚度、破坏模式、恢复力特性应与现场浇注的混凝土构件无明显差异。13
3节点及接缝强度、刚度、破坏模式、恢复力特性应与现场浇注的混凝土节点及接缝无明显差异。节点及接缝在往复荷载作用下,不应发生由于拼缝破坏而产生的不可恢复的有害残余变形。4在罕遇地震作用下,不发生叠合构件斜截面剪切破坏、接合面的剪切破坏和构件坠落。5预制构件的耐久性、耐火性等不低于现浇构件。预制装配式框架结构、框架剪力墙结构中的框架部分应满足以上要求,高层预制装配式剪力墙结构应尽量满足以上要求。3.3.2装配式结构节点和连接的选型和设计应满足下列要求:1注重概念设计,在保证结构整体受力性能的前提下,应力求连接构造简单,传力直接,受力明确;所有构件承受的荷载和作用,应有可靠的传向基础的连续的传递路径。2通过合理的连接节点与构造,保证构件的连续性和结构的整体稳定性,使整个结构具有必要的承载能力、刚性和延性,以及良好的抗风、抗震和抗偶然荷载的能力,并避免结构体系出现连续倒塌。3应满足使用和施工阶段的承载力、稳定性和变形的要求。4应采取措施满足耐久性要求。【条文说明】:构件间节点和连接构造的合理设计是保证装配式结构安全可靠的关键。构件间连接构造的原则是连接节点的性能不低于被连接构件;与其它材料(钢、砌体等)构件的连接应选择合理的连接方式以保证可靠传力;连接节点尚应考虑被连接构件的变形相容条件。装配式结构的节点和连接设计,应力求传力直接。在施工阶段,由于装配式结构的节点和连接处的混凝土尚未达到设计强度等级要求或结构体系尚未形成,因此,对装配式结构的设计,除考虑正常使用阶段的受力性能外,尚应考虑施工阶段的承载力、稳定性和变形的要求。当意外荷载作用在装配式结构中的承重构件上,应有措施防止装配式结构产生意外破坏。3.3.3应根据建筑高度及抗震等级选择适当的节点连接方式和构造措施。重要且复杂的节点与连接的受力性能应通过试验确定,试验方法应符合相应规定。【条文说明】:装配式结构的节点连接方式可以有多种选择,所选用的各种连接节点方14
式,当没有相关标准时,应经过试验研究,证实其各种性能的安全可靠。3.3.4预制构件的连接部位应满足建筑物理性能的功能要求。预制外墙及其连接部位的保温、隔热和防潮等性能应符合国家现行相关标准的规定。【条文说明】:预制构件的连接部位应满足耐久性和防火、防水的要求。对装配式结构的节点和连接应综合考虑各种问题。除抗震、防灾、耐久、节材、降耗、环保等各方面的要求外,满足建筑物的物理性能也是十分重要的。预制构件的连接部位会对接缝处的建筑功能,如装修观感、止水防渗、保温隔声等造成影响,特别是预制外墙板。必要时,应通过相关的试验研究。15
4材料4.1混凝土与灌浆材料4.1.1装配式结构所采用混凝土用的水泥、砂石骨料、外加剂及掺合料等的各项性能、计算指标及有关结构混凝土耐久性能的要求,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。【条文说明】:本规程混凝土的各项指标,以及耐久性的要求均按现行国家标准《混凝土结构设计规范》中的相应规定执行。根据大量的计算,原有装配式大板所采用的销键,对于水平缝的抗剪能力远比钢筋和轴压力产生的摩擦力对于水平缝的抗剪能力的贡献要小。新一代的装配式结构已经不再设置剪力销键。因此,本次取消了混凝土的抗剪强度指标。4.1.2装配式结构混凝土强度等级应符合下列要求:1预制构件不宜低于C30。2现浇混凝土构件不宜低于C25,且不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时,不应低于C25。3预制预应力构件不宜低于C40,且不应低于C30。4预制构件后浇节点或连接带部分应比预制部分提高一级,且不应低于C35。【条文说明】:为提高材料的利用效率(包括提高耐久性以及延长使用年限),现行国家标准《混凝土结构设计规范》已将工程中应用的混凝土强度等级适当进行了提高。本规程,特别是对预制构件,建议主要采用400MPa及以上级钢筋,因此要求其混凝土强度等级不应低于C25。预制构件与后浇混凝土之间,经常由于两者收缩率的不同而产生裂缝。预制构件后浇节点处的混凝土采用无收缩快硬普通硅酸盐水泥配制,是避免此种裂缝产生的有效地措施。4.1.3预制构件连接部位座浆用砂浆宜采用干硬性细石混凝土(水灰比不大于0.3),其强度等级应高于构件强度等级,座浆应密实饱满,厚度不应小于15mm。【条文说明】:保证预制构件连接部位座浆用砂浆的质量是十分重要的。它对于保证预制构件之间正常传递压力和剪力起着重要作用。当座浆用砂浆水灰比过大时,由于其施工工艺而不易保证其必要的强度。4.1.4钢筋套筒灌浆连接用灌浆料性能应符合表4.1.4的规定。16
表4.1.4钢筋套筒灌浆连接用灌浆料性能要求项目性能指标初始≥300mm流动度30min≥260mm1d≥45MPa抗压强度7d≥60MPa28d≥85MPa24h0.06%~0.5%竖向自由膨胀率24h与3h差值0.02%~0.5%氯离子含量0.03%泌水率(%)0对钢筋锈蚀作用无锈蚀【条文说明】:钢筋套筒灌浆连接的技术在美国和日本已经有二十年的应用历史,是一项十分成熟的技术。由于这项技术引入我国的历史还比较短暂,在我国尚无相应的产品标准。本规程参考相应的企业标准和国外标准,提出可以控制钢筋套筒灌浆连接用灌浆料质量的主要性能要求,随着此种材料的应用的扩大,相关技术指标还将不断得到改进和完善。4.1.5间接搭接用预留孔孔道灌浆料的性能应满足现行国家标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50488的规定。【条文说明】:以往钢筋的搭接,强调将需搭接的钢筋绑扎在一起,以便钢筋之间的传力。间接搭接,是一种将需搭接的钢筋拉开一定距离的搭接方式。这种搭接技术在国外,如美国和欧洲也有多年的应用历史。早在我国1989年版的《混凝土结构设计规范》的条文说明中,已经对欧洲标准对间接搭接的要求进行了说明。由于我国已经有数个单位对间接搭接的技术进行了一定数量的研究工作,本次修编纳入此项技术。现行国家标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50488可以适用于间接搭接用预留孔孔道灌浆料的性能要求。4.2钢筋与钢材17
4.2.1装配式结构采用的钢材的各项计算指标及性能应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定,其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。当装配式结构构件处于外露情况和低温环境时,所使用的钢材性能尚应符合耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。【条文说明】:装配式结构的钢材选用标准,主要依据现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017、《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定提出。4.2.2装配式结构采用的钢筋和预应力钢筋的各项计算指标及性能应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。4.2.3有抗震设防要求的装配式结构各类构件的受力钢筋应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。4.2.4当预制构件中采用钢筋焊接网片配筋时,应符合现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114及《冷拔低碳钢丝应用技术规程》JGJ19的规定。【条文说明】:随着建筑产业化的进程,混凝土构件中的配筋应推广钢筋专业化加工配送的方式。采用钢筋焊接网片的形式有利于节省材料、方便施工、提高工程质量。有关要求应符合现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ114的规定。4.2.5预制构件吊环应采用HPB300钢筋制作,严禁使用冷加工钢筋。预制构件吊装用内埋式螺母或内埋式吊杆及配套的吊具,应根据相应的产品标准和应用技术规定选用。4.3连接材料4.3.1装配式结构节点处的钢筋的连接可采用钢筋套筒灌浆连接、间接搭接连接、机械连接或焊接等。套筒灌浆连接宜用于直径不大于25mm受力钢筋的连接;间接搭接宜用于直径不大于28mm受力钢筋的连接;机械连接宜用于直径不小于16mm受力钢筋的连接;焊接宜用于直径不大于28mm受力钢筋的连接。【条文说明】:现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010对现浇混凝土结构钢筋的连接规定可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。原装配式大板居住建筑技术规程中推荐的主要还是焊接连接。但是钢筋之间的焊接质量受人为的因素的影响较大,质量不易得到保证。近年来,中国建筑科学研究院、万科企业有限公司、清华大学、哈尔滨工业大学、黑龙江宇辉集团等许多单位都对钢筋套筒灌浆连接和间接搭接进行了许多研究,目前已经取得许多研究成果,可以做出一些定量的结论。随着技术的发展,并借鉴美国和18
日本的经验的成熟技术,在装配式结构中,钢筋套筒灌浆连接和间接搭接得到越来越多的应用。因此,本规程根据技术成熟和可靠程度,以及施工的方便程度,对装配式结构中钢筋的连接方式依次推荐了钢筋套筒灌浆连接、间接搭接、机械连接和焊接。不同的钢筋连接方式各自适用于不同直径的钢筋,本条对此进行了规定。4.3.2套筒灌浆连接用套筒性能应符合下列规定:1屈服强度不应小于355Mpa;抗拉强度不应小于600Mpa;2连接套筒长度允许偏差0-4mm;3套筒一端采用钢筋螺纹连接部分的精度应符合GB/T197规定的6级精度要求。【条文说明】:由于钢筋套筒灌浆连接这项技术引入我国的历史还比较短暂,在我国尚无钢筋套筒灌浆连接用钢筋套筒相应的产品标准。本规程参考相应的企业标准和国外标准,提出可以控制钢筋套筒质量的主要性能要求,随着此种材料的应用的扩大,相关技术指标还将不断得到改进和完善。套管连接参考了《构架式预制钢筋混凝土结构设计与施工指南》制定,如果采用HRB500级和高于HRB500级的高强钢筋,套管的抗拉强度宜不低于钢筋主材,同时应根据套管厂家提供的技术参数确定。4.3.3机械连接接头及焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。。4.3.4预埋件锚板用钢材应采用Q235、Q345级钢,钢材等级不应低于Q235-B;钢材应符合《碳素结构钢》GB/T700的规定;预埋件的锚筋应采用未经冷加工的热扎钢筋制作。【条文说明】:装配式结构中对连接预制构件的连接材料的质量控制是十分重要的。有关预埋件、焊接材料、螺栓连接的材料要求在相关标准中都有相应的规定,本规范集中了这些要求,目的在于强调其重要性。由于装配式结构采用预埋件进行连接应用比较广泛,预埋件中的锚板和锚筋间需要焊接连接,此时,对锚板所用钢材最低级别的要求应是Q235-B级,这样钢材中的含碳量才足以保证焊接质量。4.3.5钢材与钢材以及钢材与钢筋之间的焊接材料应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017和国家现行有关标准的规定。【条文说明】:本条为钢材连接材料要求,沿用现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定:1手工焊接用焊条的质量,应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定,选用的焊条型号应与主体金属相匹配;19
2自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与主体金属强度相适应,焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957或《气体保护焊用钢丝》GB/T14958的规定;3锚筋(HRB400级钢筋)与锚板(Q235-B级钢)之间的焊接,可采用T50X型;Q235-B级钢之间的焊接可采用T42型;4钢筋焊接采用的焊条、焊剂应符合《碳钢焊条》GB/T5117的规定,选择的焊条型号应与所焊钢筋的力学性能相适应。4.3.6钢材螺栓连接的材料应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017和国家现行有关标准的规定。【条文说明】:沿用现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定:1普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓—A和B级》GB5782和《六角头螺栓—C级》GB5780的规定;2锚栓可采用现行国家标准《碳素结构钢》GB700规定的Q235钢或《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345钢;3高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》GB/T1228~1231或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB3632~3633的规定;4螺栓连接的强度设计值、高强度螺栓的设计预拉力值及高强度螺栓连接的钢材摩擦面抗滑移系数值,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。4.4其它材料4.4.1外墙板接缝所用的防水密封材料应选用耐候性密封胶,密封胶应与混凝土具有相容性,并具有低温柔性、防霉性及耐水性等性能。其最大伸缩变形量、剪切变形性等均应满足设计要求。其性能应满足《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881的规定。当选用硅酮类密封胶时,应满足现行国家标准《硅酮建筑密封胶》GB/T14683的要求。接缝中的背衬应采用发泡氯丁橡胶,或聚乙烯塑料棒。【条文说明】:装配式结构中外墙板接缝处的防水密封材料的选择,对于保证建筑的物理性能,防止出现外墙接缝出现渗漏现象起着重要的作用。目前市场上有多种防水密封20
材料可以选用,其中以硅酮类和丙烯酸类防水密封材料的性能比较优良,特别是硅酮类防水密封材料,这些材料都已经形成产品标准,可供遵照执行。4.4.2夹心外墙板夹心层中的保温材料,宜采用挤塑聚苯乙烯板(XPS)、硬泡聚氨酯(PUR)等轻质高效保温材料。保温材料应符合相关现行国家及行业标准的规定。【条文说明】:夹心外墙板夹心层中的保温材料,在美国大多数采用高质量的挤塑聚苯乙烯板(以下简称XPS板)。目前在我国,各地各企业所生产的XPS板的质量相差很远,这主要是生产XPS板所采用的原料的差异所引起的。质量好的XPS板采用原生的聚苯乙烯颗粒生产,只掺加少量本厂的回收料;而质量差的XPS板只采用少量的原生聚苯乙烯颗粒,而大量掺加市场回收的XPS,少数企业甚至掺加市场回收的普通塑料。不同的原料生产的XPS板性能会有和大的不同,主要表现在材料的稳定性能和耐久性能。差的XPS板遇水会变形,燃烧性能等级低,尺寸稳定性差等,这些都会给夹心外墙板的使用带来危害。目前,有关采用XPS板的薄抹灰外墙外保温系统的标准尚在编制之中。本规程推荐采用的XPS板应符合未来出版的产品标准《挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》的相关规定。XPS适用的温度约在−53.9℃~+73.9℃。若夹心外墙板夹心层在生产过程中需要进行养护时,应控制养护温度。此外,从理论上讲,硬泡聚氨酯板(PU)、岩棉等轻质高效保温材料都可以作为夹心外墙板夹心层中的保温材料使用。但是由于目前尚未有一定数量的工程实践经验,本次修编暂不推荐。夹心外墙板夹心层中的保温材料没有推荐模塑聚苯乙烯板(以下简称EPS板),是因为与其它几种轻质高效保温材料相比,其压缩强度偏低。4.4.3夹心外墙板中内外叶墙体的连接件宜采用通过系统验证的非金属连接件,其性能指标应满足表4.4.3的要求。表4.4.3连接件材料性能指标项目拉伸强度拉伸弹模泊松比层间剪切剪切模量强度GB/T1447-GB/T1447GB/T1447-JC/T77.测试规范JC/T77.32005-200520053设计指标要求>600MPa>42GPa——>30MPa>40.6GPa【条文说明】:目前市场上的XPS板,主要有以下四种形式:光面板、光面带槽板、压21
花板和毛面去皮板。但是无论哪种XPS板,从理论上讲,均与混凝土没有直接的粘接能力,必须通过胶粘剂进行粘结。一般来说,在起吊脱模阶段,由于模板与墙板之间的吸附力,夹心外墙板夹心层中的XPS板,就已经与两叶混凝土墙板脱离,外叶墙板完全依靠内外叶墙体之间的连接件挂在内叶墙体上,因此连接件会受到拉力和剪力的共同作用,需要对其进行力学分析。目前,对内外叶墙体之间的连接件尚无产品标准可依。本规程借鉴国外标准,对其提出基本要求。它的主要要求除了上述力学性能外,还要求不要在内外叶墙体之间传递热量,形成热桥。因此制作连接件的材料应具有低的导热系数。4.4.4预制外墙板可采用涂料饰面,也可采用面砖或石材饰面。当采用石材饰面时,厚度25mm以上的石材应对石材背面进行处理,并安装不锈钢卡勾;卡勾应采用不锈钢制作,直径不应小于4mm。【条文说明】:卡勾开口处填充的背面处理剂材料,是为了保证石材的水密性。4.4.5所选用材料的性能尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。22
5建筑与节能设计5.1一般规定5.1.1装配式混凝土住宅建筑设计必须执行国家的方针政策和法规,满足住宅使用功能,体现以人为本、可持续发展和节能、节地、节材、节水的指导思想,考虑环境保护要求,并满足老年人、残疾人等居住者的特殊使用要求。【条文说明】本条强调装配式混凝土住宅建筑设计必须执行国家和重庆市现行的政策和法规,全面体现以人为本,可持续发展和节能、节地、节水、节材的设计指导思想。安全、适用、美观是国家对住宅建设提出的一贯的方针政策,建筑设计过程中应全面理解和贯彻安全、适用、经济、美观的方针,确保住宅建筑工程质量,并符合环保的要求,以体现装配整体式工业化建筑的优越性,促进住宅产业化的发展。装配式混凝土住宅建筑设计除了满足一般居住都的使用要求外,还应满足老年人和残疾人的特殊使用要求,增强对老年人、残疾人的关怀是社会文明程度提高的表现,也是建筑师的社会责任。5.1.2装配式混凝土住宅建筑设计应符合城市规划的要求,并与周围环境相协调。在标准化系列设计的同时,结合总体布局和立面色彩、细部处理等方面丰富建筑造型及空间。同时,在装配式混凝土住宅建筑设计中应符合国家颁布的有关住宅性能评定技术标准,以此改善和提高装配式混凝土住宅的功能和质量。【条文说明】在住宅小区规划布局方面,装配式混凝土住宅设计应满足城市规划的要求,在标准化系列设计的同时,结合总体布局和立面色彩、细部处理等方面丰富造型及空间。并应符合有关的技术规定,如重庆市2012年1月起施行的《重庆市城市规划管理技术规定》及其他相关规定。同时,针对装配式混凝土住宅建筑的特点,建筑设计还应符合国家颁布的有关住宅性能评定技术标准,分别满足住宅的适用性能、环境性能、安全性能及耐久性能等方面的技术标准与要求,以此改善和提高装配式混凝土住宅的功能与质量,推动和提高我国住宅产业化的前导作用。5.1.3装配式混凝土住宅宜采用大开间形式,平面布置可灵活分隔,能满足多样化使用功能要求;建筑装修、饰面,应采用耐久、不易污染的材料做法,并体现装配式混凝土住宅建筑立面造型的特色。23
【条文说明】装配式混凝土住宅宜采用大开间形式,平面布局可灵活分隔,满足多样化使用功能,立面造型与细部饰面装修简洁大方,充分体现装配式混凝土住宅建筑立面造型与特色。5.1.4装配式混凝土住宅设计应采用建筑标准化、系列化设计方法,土建与装修一体化设计,并编制设计、制作和施工安装成套设计文件。【条文说明】在装配式混凝土住宅建筑设计中,房屋由传统的现场“建造”模式改为:工厂“制造”,以此取代传统建筑业中分散的、低水平、低效率的手工生产方式,提高装配式混凝土住宅建筑的功效,安全质量有保障。为适应建筑工业化的发展模式,针对装配式混凝土住宅建筑设计精细化的特点,强调建筑设计应采用模数化、标准化、系列化的设计方法,对所设计的装配式混凝土住宅工程项目应详细编制建筑设计、构配件制作和施工安装的成套设计文件,全面提高建筑工业化和标准化的整体水平。装配式混凝土住宅建筑的施工图设计文件应完整,预制构件的加工图纸应全面准确反映预制构件的规格、类型、加工尺寸、连接形式、预埋设备管线种类与定位尺寸。5.1.5装配式混凝土住宅设计应选用工厂化生产的预制构配件,因地制宜积极采用新材料、新产品和新技术。装配式混凝土住宅建筑设计所选用的各类预制构配件的规格与类型、室内装修系统与设备管线系统等,应符合建造标准和建筑功能的需求,并适应住宅建筑主要功能空间的灵活可变性。【条文说明】装配式混凝土住宅建筑是建造房屋用的各类构配件制品,如同工厂制造的产品一样,用工业化方法生产,然后运到现场进行安装。装配式混凝土住宅建筑的主要优点是生产效率高,构件质量好,施工速度快,自重轻,抗震性能好,到场湿作业少,受季节性影响小和减少环境污染。采用工厂化预制生产的方式,可以取得较好的工程质量和效果。装配式混凝土住宅建筑的建造是实现建筑工业化的主要途径。工业化的建筑体系以建筑的建造生产为基础,不仅是建筑部品的集成,也是集其综合设计系统、部品生产系统、集成技术系统于一体的优化集成产品。大力推广工业化的装配整体式建筑,使建筑生产从手工现场作业向工业化生产方式转变,以标准化构建部品化;以部品化推动工业化,以工业化促进产业化,从而促进建筑的可持续发展。随着住宅的商品化、市场化,住宅设计越来越多样化,作为装配式混凝土住宅建筑,应积极采用工厂化生产的各类预制构配件,注意加强标准化和多样化的工作,允分发挥24
装配式混凝土住宅建筑的优势。同时,因地制宜地积极采用各种新材料、新结构和新技术,并通过新技术集成与优化,提升工业化住宅建筑整体设计水平和建造质量。5.1.6装配式混凝土住宅设计应全面考虑住宅结构体系特点、设计所选用的各类预制构配件的规格与类型、室内外装修及设备安装系统等内容,应适应居住标准和房型需求的变化及改造的可能性。装配式混凝土住宅的层高宜为2.8米。对有抗震设计要求的装配式混凝土住宅建筑,其建筑的体型、平面布置及构造应符合抗震设计的原则。【条文说明】在设计和选用装配式混凝土住宅结构体系时,宜注意柱网(和剪力墙)的合理布置;构配件制品的规格、类型、尺寸要求统一灵活,方便生产,有利于运输和装配,又要能适应建筑设计中多种功能和多样化的要求,以及为今后改造创造条件。在选用材料时力求高效、轻质、环保与节能,尽可能地利用当地的工农业废料,有利于环境保护。针对装配整体式住宅体系的特点,层高宜采用2.80m,以有利于空间的有效利用和构件标准化及降低造价。5.1.7装配式混凝土住宅应严格按照建筑模数制进行设计,为工业化部品构建尺寸协调、互换通用创造条件,便于工厂统一加工。装配式混凝土住宅建筑设计应做到基本单元、连接构造、构件、配件及设备管线的标准化与系列化,采用少规格、多组合的原则,组合多样化的住宅建筑形式。【条文说明】装配式混凝土住宅应严格按照建筑模数制要求进行设计。设计强调建筑模数制的目的,在于使工业化住宅的各类部品、构件能做到标准化、系列化,尺寸协调,互换通用,便于工厂统一加工,从而降低建造成本。5.1.8装配式混凝土住宅建筑设计应符合国家现行各类建筑设计标准规范的要求及相关防火、防水、节能、隔声、抗震及安全防范等标准规范的要求,同时应符合建筑工业化及绿色建筑的要求。装配式混凝土住宅设计除应执行本规程外,尚应符合《住宅建筑规范》(GB50368)、《住宅设计规范》(GB50096)、《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222)、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325)等标准条文的规定。【条文说明】装配式混凝土住宅设计除应执行本标准外,尚应符合国家和本市现行有关强制性标准的规定。2000年4月,国家颁布了《中华人民共和国工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)》;2005年11月,国家颁布了《住宅建筑规范》(GB50368)全文强制性规范,对这些规定以及《住宅设计规范》(GB50096)中的强制性条文,装配整体式25
住宅设计时均应严格执行。此外,2005年11月,中华人民共和国建设部颁布了《关于发布(全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇建筑)的通知》(建质[2006]277号文),重在指导全国建筑设计单位进行建筑节能设计,以及《居住建筑节能设计标准》(DG/TJ08—205)等强制性设计条文的规定。重庆市相关工程建设标准如:《居住建筑节能65%设计标准》(DBJ50-071-2010)等。5.2建筑模数协调5.2.1装配式混凝土住宅设计应符合《建筑模数统一协调标准》(GB/T50002-2013)的规定;设计应严格按照建筑模数制要求,采用基本模数和苦熬大模数的设计方法实现尺寸协调。【条文说明】根据住房城乡建设部,2013年8月8日,中华人民共和国住房和城乡建设部公告第114号的通知:《建筑模数协调标准》为国家标准,编号为GB/T50002-2013,自2014年3月1日起实施。原《建筑模数协调统一标准》GBJ2-86和《住宅建筑模数协调标准》GB/T50100-2001同时废止。我国目前提出的住宅产业化,实际上就是以提高生产交通、提升住宅产品的品质性能为目标,促进设计标准化、产品定型化,进而形成工厂化预制、现场装配的住宅建造模式。实现住宅产业化必须走工业化、标准化和集体化的道路。没有标准化,就没有真正意义上的建筑工业化;而建筑设计缺失了建筑模式化的系统应认真贯彻建筑统一模数制,定出合理的设计参数,以保证装配式混凝土住宅建设过程中,在功能、质量和经济效益方面获得优化,提升我国工业化住宅的整体建造水平。模数协调的目的在于减少预制构配件的规格和尺寸,为设计人员提供较多的自由度。针对装配式混凝土住宅的特点,建筑设计应符合《建筑模数统一协调标准》(GB/T50002-2013),宜采用基本模数或扩大模数的设计方法,以实现构配件尺寸的协调。5.2.2模数协调的内容,应符合下列要求:1应用模数数列调整装配整体式住宅建筑设计与不见的尺寸关系,优化部件的尺寸和种类。26
2部件组合时,能明确各部件的尺寸与位置,是设计、制造与安装等各个部门配合简单,达到装配整体式住宅设计精细化、高效率和经济性。【条文说明】通过模数数列可以高速配件整体式住宅与构配件的尺寸关系,达到优化构配件的尺寸与种类的目的;预制构配件在组合时,能明确各类构配件的实际尺寸与位置,使装配式混凝土住宅建筑在设计、制造与安装等各个环节配趋于更加合理和简单化,以此真正体现装配式混凝土住宅设计的精细化、高效率和经济性。5.2.3装配式混凝土住宅宜采用2M+3M(或1M、2M、3M)灵活的模数网格进行设计,以适应墙体改革,满足住宅建筑平面功能的灵活性,达到模数网格的协调。【条文说明】本条是根据国内墙体改革的实际情况,普遍推广各类砌块墙体,墙厚一般为200mm,钢筋混凝土墙厚一般也都用200mm;以及国内在住宅设计中也常有使用2m的参数;并借鉴荷兰SAR住宅体系使用1m+2m的模数网格做法。因此。结合装配整体式住宅建筑的特点,建议设计采用2m+3m(或1m、2m、3m)灵活组合的模数网格。这样在满足住宅建筑平面功能布局灵活性组合的模数网格。这样在满足住宅建筑平面功能布局灵活性的同时,也能达到模数网格协调。5.2.4装配式混凝土住宅采用以基准面定位的主体结构,其平面布局中所涉及的卧室、起居室、厨房、卫生间及公共部位的楼梯间等宜采用模数网格来表示。模数网格与主题结构构件尺寸之间可灵活叠加设置。【条文说明】装配式混凝土住宅建筑的平面布局可以通过模数网格来表示,其主体结构可通过基准面定位,在横数网格与主体结构构件尺寸之间可采取灵活叠加的方式设置。5.2.5框架结构柱子间设置的分户墙和分室隔墙,一般宜采用中心线定位法。当隔墙的一侧或两侧要求模数空间时宜采用界面定位法。【条文说明】装配式混凝土住宅建筑一般也可采用中心线定位法,包括框架结构柱子间设置的分户或分室隔墙的定位。当隔墙的一侧或两侧需要以模数空间形式时,宜采用界面定位法。5.3平面设计27
5.3.1装配式混凝土住宅的平面布局应根据使用性质、功能要求合理布局等。【条文说明】装配式混凝土住宅应按套型设计,应有卧室、起居室、厨房、卫生间、阳台等基本空间。套内各房间大小,应符合国家及重庆地方有关住宅设计规范的要求。5.3.2单元房间平面形状应简洁规整,采用少规格、多组合的原则,利用少量的基本单元组合多样化的建筑形式。【条文说明】装配式混凝土住宅的套型设计宜纳入标准化和系列化体系范围,以较少的设计基本类型,通过组合的方式,满足住宅多样化的需求。同时便于工厂集约化生产加工,提供工厂质量,并降低工程造价。5.3.3装配式混凝土住宅的平面布置应考虑承重墙体、柱上下对应贯通,突出与挑出部分不宜过大,具体满足结构计算要求。平面体型除应符合建筑功能及结构设计要求外,尚应符合建筑节能体形系数的要求。5.3.4柱网开间、进深等定位轴线尺寸应符合现行国家标准《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)等相关标准的规定。应遵循模数化原则,以标准化、系列化的模板进行整合设计。5.3.5厨房,卫生间平面功能分区应合理,符合建筑模数要求,优先采用标准化整体卫浴及标准化厨房的整体橱柜,厨卫等用水房间应上下对位或相邻布置,并靠近有竖向管井的空间。【条文说明】对于厨房、卫生间不仅要求功能合理,且应符合建筑模数要求,同时还应考虑厨房、卫生间内配套设备以及管线的合理布置,设计宜采用预制卫生间盒子和工厂一体化加工的橱柜成品。5.3.6建筑的竖向管井宜布置在公共空间,建筑的竖向管井应整合集中布置。5.3.7建筑应考虑使用的灵活性,以便用户分隔和改造。5.3.8对有抗震设计要求的装配整体式住宅,其建筑的体型、平面布置及构造应符合抗震设计的原则。28
5.4外墙5.4.1预制混凝土外墙板及内隔墙与主体结构应有可靠连接,并宜采用柔性连接。5.4.2外围护结构的外保温体系和面层材料宜选用高耐久性、耐候性和防火性的建筑材料,在建筑保温材料全寿命周期内保持外观完整统一。5.4.3建筑外墙的设计应结合装配整体式建筑的特点,通过基本单元装饰构件的组合、装饰构件色彩变化等方法,满足建筑外立面美观的要求。【条文说明】装配式建筑中预制外墙板是装配式整体建筑中功能和技术最复杂的部件。外墙应满足结构、保温、隔热、隔音、防火、防水、及建筑造型设计的要求。预制装配式外墙板的各类细部构造设计宜构造简单、受力明确、施工方便、坚固耐久,结合本地材料制作及施工条件综合考虑。5.4.4预制混凝土外墙装饰构件应结合外墙板整体设计。【条文说明】建筑设计应格外重视外墙接缝防排水细部设计,除外墙板本身的水平缝、竖缝、十字缝外,还包括女儿墙、阳台、空调板、勒脚等处的防水构造以及外墙门窗洞口的防水构造。预制外墙板应采用构造防水为主,材料防水为辅的的做法。水平缝宜采用企口缝或高低缝,竖缝宜采用双直槽缝。采用材料防水时,必须采用防水性能、耐候性能、耐老化性能优良的防水密封胶作嵌缝材料,板缝宽度不宜大于20mm,材料防水嵌缝深度不宜小于20mm。外墙板采用两者结合的防排水系统时,其接缝材料和构造应满足接缝防排水要求。5.4.5外墙板的立面颜色分格和质感等细部设计应考虑到专业生产厂家拆分设计和批量生产的可行性,并应符合下列规定:1面砖和涂料等外饰面(含保温层)应与外墙板合为整体在构件厂完成;现场拼装的接缝部位,门窗洞口等构配件组装部位的构造设计及材料的选用应满足物理力学耐久、耐候、防排水及装饰性能的要求;2外墙板拼装接缝部位的防水节点应根据不同部位的接缝特点,采用构造防水、材料防水或二者结合的防排水系统;29
3水平缝、垂直缝及十字缝等接缝部位、门窗洞口等构配件组装部位的构造设计及材料的选用应满足各类建筑的物理性能、力学性能、耐久性能及装饰性能的要求。4选用厚度大于等于20mm的石材以及大面积玻璃做外墙饰面时,宜首选幕墙系统的构造方案现场施工,或在构件厂完成幕墙单元之后现场拼装。其主龙骨应与结构受力构件牢固连接。5外墙板的构件、配件及其接缝应表面平整。6挑出外墙的阳台、雨棚等构件的周边在板底应设置滴水线。a.高低缝b.企口缝5.4.5-1水平缝防水大样5.4.5-2垂直缝防水大样30
5.4.6空调室外机位宜结合住宅平面整合设计,并预留空调管道出口。独立的装饰构件和空调器室外机组等与预制混凝土外墙板应有可靠连接,自重较大者应连接在结构受力构件上。5.4.7外墙板的燃烧性能和耐火等级应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006以及《高层民用建筑设计防火设计规范》GB50045-95的相关要求。5.4.8外墙板的传热系数应符合《居住建筑节能65%设计标准》GB5J50-071-2010的相关要求。5.5内墙、楼面设计5.5.1装配整体式建筑内隔墙板内隔墙系统应分别满足保温、隔热、隔声、防水和防火安全等技术性能及室内装修的要求,并减轻自重,有利于建筑工业化的发展。【条文说明】装配式建筑的内墙设计包括承重与非承重的内墙设计,一般将非承重内墙称为内隔墙或内填充墙。楼面设计包括楼板与楼面面层设计。承重内墙(剪力墙)、楼面设计应符合结构设计要求,同时应满足建筑物理性能要求。内隔墙主要满足物理性能要求和连接构造的要求。5.5.2装配整体式建筑内隔墙板与配件的连接(如热水器、脱排油烟机附墙管道、管线支架、卫生设备等)应牢固可靠。5.5.3非承重内隔墙应采用自重轻的材料,同时应满足不同使用功能房间的隔声要求。用作厨房及卫生间等潮湿房间的内墙应满足防水要求。用作地震区的内墙应加强与主体结构的连接。【条文说明】自重轻的材料如预制装配式轻质条板、轻钢龙骨复合轻质条板。5.5.4非承重内墙板的接缝处理宜根据板材端部形式、工程实际需要采用不同的合适的连接方法,同时应处理好内隔墙板材的侧面与柱或其他结构墙体、顶端与底部与主体结构的可靠连接。【条文说明】如加气内隔墙板材的接缝处理,板材为无槽口平板时,应在板接缝间涂抹粘结剂。缝宽不应大于3mm。内隔墙板为T型板时,直接拼装,不用粘结剂。内隔墙板为C型板时,板间槽口中应浇灌水泥砂浆。5.5.5装配整体式建筑的楼板与楼板、楼板与墙体之间接缝应采取防水措施。31
5.5.6装配整体式建筑楼板的隔声与保温应结合结构楼板叠合层统一考虑。【条文说明】如可在叠合层中铺设保温隔声材料,以达隔声与保温的要求。5.5.7需要降板的房间(包括卫生间、厨房)的位置及降板范围,应结合结构的板跨、设备管线等因素进行设计,并为房间的可改留有余地。5.5.8装配整体式住宅的厨房、卫生间宜采用现浇钢筋混凝土楼板;卧室、起居室宜采用装配整体式钢筋混凝土叠合楼板形式。住宅底层厨房的地面遇有室外燃气管接入时,应采用实铺地面。5.5.9设备管道穿楼板时,必须采取防水、隔声密封措施。5.6内装修设计5.6.1装配整体式建筑的室内装修宜采用工业化构配件(部品)来组装,实现室内装修(填充体)和管道设备与主体结构(支撑体)的分离,以延长建筑的使用寿命。5.6.2装配整体式建筑室内装修的主要标准构配件宜以工厂化加工为主,部分非标准或特殊的构配件可由现场安装时统一处理。5.6.3室内装修所采用的构配件、饰面材料,应结合本地条件及房间使用功能要求采用耐久、防水、防火、防腐及不易污染的材料与做法,体现装配整体式建筑的特色。5.6.4建筑装修材料和设备的固定,宜采用膨胀螺栓固接或钉接、粘接等固定法。5.6.5装配整体式建筑应选用符合《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325)和《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222)的规定的室内装修材料。5.6.7预制结构构件中宜预埋管线,或预留沟、槽、孔、洞的位置,不应在围护结构安装后凿剔沟、槽、孔、洞。5.6.8对采用地面辐射供暖的装配整体式住宅,地面和楼板的做法应满足《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)的规定。5.7建筑节能设计32
5.7.1装配整体式建筑的外围护结构应按建筑围护结构热工设计要求确定保温隔热措施和建筑体形系数。外墙、屋顶、门窗、楼板、分户墙、底层地面等围护结构传热系数、窗墙面积比、遮阳系数以及外墙外饰面材料的色彩等要求应符合现行的建筑节能设计规范、标准。5.7.2预制外墙板的保温材料及其厚度应按工程项目所在地的气候条件和建筑围护结构热工设计要求确定,并应符合下列要求:1选用轻骨料混凝土可有效提高预制混凝土外墙板的保温隔热性能。2采暖居住建筑采用复合外墙板时,除门窗洞口周边允许有贯通的混凝土肋外,宜采用连续式保温层,保温层厚度应满足所在地区建筑围护结构节能设计要求。3宜采用轻质高效的保温材料,安装时保温材料重量含水率不应大于10%。预制外墙板内采用的高效的保温材料可为:阻燃型容重大于18㎏/m3的膨胀聚苯乙烯(EPS)、阻燃型容重大于25㎏/m3的挤塑聚苯乙烯(XPS)、岩棉、玻璃棉等。4无肋复合板中,穿过保温层的连接件,应采取与结构耐久性相当的防腐蚀措施,如采用铁件连接时宜优先选用不锈钢材料并考虑连接铁件对保温性能的影响。5预制混凝土外墙板有产生结露倾向的部位,应采取提高保温性能或在板内设置排除湿气的孔槽。6装配式混凝土构件的热工参数与其生产和养护过程有关,生产企业应提供不同构建件材料的导热系数,带有门窗的装配式混凝土外墙板,应分别提供墙板和玻璃的传热系数,选用装配式混凝土构件用于建筑外围护结构时,应按照相关节能标准验算复合保温层厚度及相关热工参数。无复合保温层的装饰外挂板除外。【条文说明】:应因地制宜地选用预制外墙板的保温材料,并根据当地气候和节能要求计算确定保温层厚度;对围护结构中局部设置的现浇剪力墙有保温要求时,可现场敷设保温板;预制外墙板拼缝、墙角、屋顶檐口、门窗洞口等易产生的热桥部位,应采取减少或阻断热量传递的措施,加强这些部位的保温。5.7.3带混凝土边肋或窗肋的装配式混凝土外墙板,其平均热阻应分别计算主断面和混凝土边肋热阻,可按面积加权平均。33
5.7.4采用夹心外墙板时应充分考虑连接钢筋所产生的热桥对复合外墙板传热系数的影响,应根据节能设计要求选择带肋或无肋构造。穿透保温材料的连接件,宜采用非金属材料。当采用钢筋(丝)桁架来连接内外两层混凝土板时,其计算平均传热系数应乘以1.2~1.3的修正系数。5.7.5结构性热桥部位的传热阻可采用基本传热计算方法,其结果不应小于《民用建筑热工设计规范(GB50176-93)》规定的最小传热阻(Ro,min)。5.7.6装配式混凝土外墙板与梁、板、柱相连时,其连结处宜采取措施保持墙体保温的连续性,连接处的保温材料应选用不燃材料。5.7.7带有门窗的装配式混凝土外墙板,其门窗洞口与门窗框间的密闭性不应低于门窗的密闭性。5.7.8预制筑外墙板接缝处(包括勒脚、檐口等处的竖缝及水平缝)做法应满足《民用建筑热工设计规范(GB50176-93)》中最小热阻的要求。34
6结构设计基本规定6.1一般规定6.1.1装配式结构可采用装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式框架-剪力墙结构、装配整体式框架-筒体和筒中筒结构体系。其中,装配整体式剪力墙结构又可分为全预制剪力墙结构、部分预制剪力墙结构。各种结构体系适用的最大高度见表6.1.1。表6.1.1装配式混凝土结构的最大适用高度(m)结构类型6度乙、丙类建筑框架60框架—剪力墙130全预制110剪力墙部分预制140框架—核心筒150筒中筒180注:1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不考虑局部突出屋顶部分);2.装配整体式框架结构及装配整体式框架-剪力墙结构中的框架部分,均应满足等同现浇框架结构或装配整体式框架-剪力墙结构中框架部分的要求。3.装配整体式剪力墙结构宜基本等同现浇结构。当低于现浇结构时,应在整体结构分析中考虑接缝对整体刚度的影响。4.当结构中仅采用叠合梁、板构件,而竖向构件全部现浇时,其设计方法及构造要求等同现浇结构;水平预制叠合构件的设计可参考本规范中相应规定。5.装配式混凝土结构高度超过31m时,宜进行弹塑性时程分析。【条文说明】:参照高规最大适用高度适当降低。装配整体式框架结构和装配整体式框架-剪力墙结构中的框架部分保证节点及接缝按照等同现浇结构要求,梁柱宜全部预制,整体分析方法可与现浇结构相同。装配整体式剪力墙结构中,重庆地区缺少使用经验,规程尚需研究结果及实践经验积累。装配整体式剪力墙结构尽量做到等同现浇结构;尚不能保证等同现浇时,在整体分析中需要考虑接缝对结构刚度、承载力的降低。装配式剪力墙结构可采取对刚度进行折减的方法,来考虑连接和节点刚度对结构内35
力分布和整体刚度的影响。按日本建筑学会《建筑工程标准技术说明书》JASS5中钢筋混凝土工程中规定装配式混凝土结构高度超过31m时,宜进行弹塑性分析。6.1.2装配整体式混凝土结构适用的高宽比见表6.1.2。表6.1.2装配整体式混凝土结构适用的高宽比结构类型6度乙、丙类建筑框架普通框架4全预制4剪力墙部分预制5框架-剪力墙5框架—核心筒6筒中筒66.1.3装配式混凝土结构抗震设计应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,结构的抗震等级应符合表6.1.3的规定。表6.1.3装配整体式混凝土结构抗震等级抗震设防分类结构类型丙类乙类高度(m)≤24>24≤24>24框架结构框架四三三二大跨度框架三二高度≤60m>60m≤60m>60m框架-核心筒框架四三三二核心筒三二二高度≤80m>80m≤24m24~80m>80m剪力墙结构剪力墙四三四三二内筒三二筒中筒外筒三二注:1.建筑场地为I0类时,乙类建筑可按丙类建筑所对应的抗震等级采取抗震构造措施.2.接近或等于高度分界时,应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级.36
3.大跨度框架指的是跨度大于18m的框架。【条文说明】:目前由于装配式建筑结构抗震研究相关较少,抗震设防分类中的甲类建筑,宜为整体现浇。装配式混凝土结构最大适用高度、高宽比和结构抗震等级按我国《建筑抗震设计规范确定》GB50011。6.1.4装配式混凝土结构抗震等级的确定,尚应符合下列要求:1裙房与主楼相连,除应按裙房本身确定外,应不低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级。2当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分,可根据具体情况采用三级或更低等级。6.1.5高层装配式混凝土结构房屋设置防震缝时,防震缝应符合下列要求:1框架结构房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时可采用70mm;超过15m时,每增加高度5m,宜加宽20mm。2防震缝两侧结构类型不同时,宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房高度确定缝宽。3装配整体式结构当不满足等同现浇结构时,结构单元抗震缝宽度应根据结构整体抗侧刚度降低程度按《建筑抗震设计规范》GB50011的规定取放大系数1.2~1.5倍。6.1.6高层装配式混凝土结构宜设置地下室,地下室宜采用现浇混凝土结构。6.1.7吊层和吊脚剪力墙结构、异型柱框架结构、异型柱框架-剪力墙结构不宜采用预制装配整体式结构体系;部分框支剪力墙结构(含局部转换)、板柱—剪力墙结构采用装配整体式时,需组织专项论证。6.1.8高层装配式混凝土结构房屋不宜采用《建筑抗震设计规范》GB50011规定的不规则建筑结构方案。超限高层建筑工程如采用预制装配整体式结构,应经过专项论证。【条文说明】:装配整体式结构竖向布置应规则、均匀,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料应自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力竖向突变,承重构件应上下对正,结构侧向刚度应下大上小。考虑塑性区延性对结构整体性能的影响,以及考虑到底部加强区建筑变化较多,装配整体式剪力墙的底部加强区宜采用现浇结构,屋面层因防水的需要,宜采用现浇结构。37
6.1.12结构方案布置构件宜遵循平直交汇,构件形状应简单规整,竖向构件可两层层高拆分、水平构件可两跨折分、但单个构件拆分重量不宜大于5吨,运输或吊装不利时不宜超过2吨,超重的楼板、剪力墙墙身可水平或竖向拆分后拼缝连接。【条文说明】:推荐多层或多跨折分主要是减少构节点的数量。构件重量的限制因为重庆多为山地,吊装及运输不便,尤其是坡地建筑,其构件限重不超过2吨。6.1.13装配整体式结构伸缩缝的最大间距宜符合表6.1.13的规定。表6.1.13装配整体式结构伸缩缝的最大间距装配整体式装配整体式装配整体式结构体系框架结构框架-剪力墙结构剪力墙结构最大间距(m)555045注:1.装配式混凝土结构设置伸缩缝的最大间距不应大于70m。6.2作用及作用组合6.2.1装配式结构的荷载应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定计算,地震作用应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011有关规定计算。高层装配式结构的竖向荷载、地震作用及风荷载,应按照现行行业标准《高层建筑混凝土结构设计规程》JGJ3确定。6.2.2对装配式结构进行承载力极限状态和正常使用极限状态验算时,荷载和地震作用的组合应符合国家现行有关标准的规定。【条文说明】:荷载效应组合应按下列规定取值:1承载力(包括失稳)计算及倾覆验算,应采用荷载的基本组合;2变形、混凝土的裂缝宽度验算,均采用荷载的标准组合或准永久组合;3预制构件施工阶段验算,应采用脱模、起吊和运输安装时的荷载设计值。6.2.3预制构件从浇筑模或浇筑台起吊时的吸附力,以及预制构件吊装、运输及安装过程所产生的动力,可用等效荷载系数乘以构件自重确定。吸附力等效荷载系数可按表6.2.3-1规定采用,吊装运输动力等效荷载系数可按表6.2.3-2规定采用。有试验依据时,等效荷载系数可适当调整。表6.2.3-1脱模吸附力等效荷载系数预制构件型式模具表面光洁度38
涂阻滞剂外露骨料涂油光滑模板带活动侧模的平板,无槽口或槽边1.21.3带活动侧模的平板,有槽口或槽边1.31.4凹槽板1.41.6雕塑面板1.51.7表6.2.3-2吊装、运输及安装动力等效荷载系数阶段荷载系数制作场吊装1.2运输1.5安装1.2注:当遇有不良道路情况时,宜适当提高等效荷载系数。【条文说明】:预制构件从浇筑模或浇筑台起吊时的吸力或附着力,以及预制构件吊装、运输及安装过程所产生的动力,均可用等效静力的方法进行验算。等效静力=等效荷载系数乘以构件自重。等效荷载系数参照香港屋宇署2003年颁布的《预制混凝土结构实用规范》,并结合我国具体国情进行了规定。6.3结构分析6.3.1装配式结构在承载力极限状态及正常使用极限状态的作用效应分析可采用线弹性方法。【条文说明】:竖向荷载、小震及中震弹性分析、风荷载、温度作用等的分析用线弹性方法。6.3.2满足等同现浇混凝土结构的装配式结构,整体计算可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行。【条文说明】:根据日本的研究成果,当预制构件及其连接的承载力与变形及构造符合本规范第6章的要求时,其整体计算可按现浇钢筋混凝土结构同样的方法进行。6.3.3不能满足等同现浇结构要求的装配式结构,结构分析中可采用降低系数考虑节点、接缝对刚度的影响。刚度降低系数可根据节点、接缝类型和受力性质,按试验结果确定。当无试验数据时,也可按表6.3.3采用。39
表6.3.3装配式结构节点、接缝刚度降低系数节点、接缝类型销键或齿槽或销仅有受力筋的直无筋直缝筋+受力钢筋缝受力性质0.8(仅适于小偏压、弯、剪1.00.9压)大偏拉+剪0.9/0.80.7/0.50轴拉及小偏拉+剪0.8/0.70.3/0.20注:表中数值分子为抗弯刚度降低系数,分母为抗剪刚度降低系数。【条文说明】:剪力墙结构中墙体拼缝要求基本等同现浇,但应适当考虑其对刚度的降低影响。低层剪力墙结构中预制墙体间的拼缝不按等同现浇要求,应该考虑其对刚度的降低影响。具体的折减算法在剪力墙结构设计中规定。6.3.4结构内力与位移计算时,梁的刚度应按下列要求进行调整:1采用装配式叠合楼板的楼面,可采用增大系数考虑叠合板梁对梁刚度的增大作用。增大系数可根据翼缘情况取值,中梁取1.3~2.0,边梁取1.0~1.5。【条文说明】:增大系数与叠合楼板中预制部分的方向、预制部分的接缝方式、楼板厚度等有关。如叠合楼板中预制部分之间拼缝采用钢筋连接且现浇混凝土浇灌,则楼板对楼面梁刚度的贡献与现浇楼板相同。如叠合楼板中预制部分之间拼缝不连接,仅考虑现浇部分对楼面梁刚度的贡献。2宜根据外挂墙板开洞情况和与边框架的连接方式,考虑其对梁刚度的影响。【条文说明】:对于满跨无洞外挂墙板,当墙板与梁全长连接时,梁的刚度增大系数可取1.5,当墙板与梁两端脱开长度不小于梁高时,梁的刚度增大系数可取1.2;对于满跨大开洞外挂墙板,当墙板与梁全长连接时,梁的刚度增大系数可取1.3,当墙板与梁两端脱开长度不小于梁高时,梁的刚度增大系数可取1.0;对于半跨无洞外挂墙板,当墙板与梁全长连接时,梁的刚度增大系数可取1.4,当墙板与梁端脱开长度不小于梁高时,梁的刚度增大系数可取1.1;当同时考虑楼板与外挂墙板对梁刚度的影响时,梁刚度增大系数的增大部分取两者之和。针对目前在装配式结构中较多应用的满跨无洞外挂墙、满跨大开洞外挂墙、半跨无洞外挂墙等几种外挂预制外墙形式,采用有限元方法分析了外挂预制外墙对边梁在竖向40
和水平荷载作用下的影响,提出了不同情况下的边梁刚度放大系数。有限元分析结果表明,采用这些系数进行结构整体计算得到的结构整体性能指标以及构件内力计算结果与同时考虑梁、外挂预制外墙的结构的计算结果基本一致,这样处理简化了设计计算,同时也考虑了外挂预制外墙对结构的影响作用。当楼板与外挂墙同时考虑时,梁刚度放大系数增大部分宜取两者之和,如仅考虑楼板时梁刚度放大系数为1.4,仅考虑外挂墙板时梁刚度放大系数为1.2,则楼板与外挂墙同时考虑时梁刚度放大系数为1.6(1.6=1.4+0.2或1.2+0.4)。图5.1.3为外挂预制外墙与边梁的位置关系示意图。外挂预制外墙与梁全部连接、外挂预制外墙与梁之间的隔离距离不小于梁高的连接,两种情况对边梁刚度的影响作用不同。图6.3.4外挂预制外墙与边梁的位置关系示意图6.3.5超限高层装配式结构应进行罕遇地震作用下的弹塑性分析。分析中应考虑结构的材料非线性及几何非线性行为,以及预制拼装节点或拼缝的非线性行为。材料的非线性行为以及节点或拼缝的非线性行为可根据试验结果或相关规范中的规定确定。6.3.6对于构造复杂或受力情况特殊的装配式结构,必要时可采用试验方法对结构整体或局部构件的正常使用极限状态和承载能力极限状态进行复核。【条文说明】:分析方法、时程波的选择、分析参数等均参照高规中的规定。预制拼装节点及拼缝的非线性行为可以根据试验或者理论研究结果确定。6.3.7叠合板可按同等厚度的现浇板进行计算,楼板内力和挠度应考虑预制板拼缝的影响进行调整。【条文说明】:采用实体有限元分析装配式楼板和同厚度的整体板在竖向和水平荷载作用下的受力性能的结果表明,当按弹性楼板进行结构分析时,装配式混凝土楼板可以按同等厚度的整体板进行计算。楼板板缝处内力与同等厚度板的计算结果有一定差别,因此板缝处内力还应考虑板缝的影响进行调整。41
6.3.8填充墙等非结构构件与主体结构柔性连接时,结构整体计算时可不考虑非结构构件对结构刚度的影响。【条文说明】:刚性外围护墙和内隔墙与主体结构柔性连接时,结构整体计算时周期不折减。6.4结构构件及节点设计6.4.1装配整体式结构中现浇部分构件设计与全现浇结构相同。预制结构构件应根据结构整体分析的结果,进行构件承载能力极限状态及正常使用极限状态的计算,包括承载力、变形和裂缝宽度的验算,并应对结构构件的节点及接缝进行承载力计算。6.4.2预制结构构件的设计和构造措施应充分考虑生产、运输、施工各个环节的受力状态,并应按脱模、起吊、运输、及安装时相应的荷载值,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定,进行各个阶段的承载力、变形及裂缝控制验算。应考虑施工过程中的焊接应力以及温差和混凝土收缩等不利影响。6.4.3应合理选择吊装机具的数量和位置,使预制结构构件在脱模、吊装、运输及安装阶段,保持构件最大受拉纤维的应力值小于混凝土的抗拉强度设计值。预制构件设计对制作、运输、吊装、施工等有特别要求时,应在设计文件上注明。6.4.4抗震设计时,装配整体式结构中预制构件及节点的承载力抗震调整系数应按表6.4.4采用。当仅考虑竖向地震作用组合时,抗震调整系数均应取为1.0。表6.4.4装配整体式结构构件承载力抗震调整系数结构类型及受力性质RE梁及大型墙板受弯、受扭0.75轴压比小于0.750.15柱偏心受压轴压比不小于0.800.15偏心受压0.85剪力墙结构局部承压1.0各类构件受剪、偏心受拉0.8542
受弯、受拉0.85节点及接缝受压、受剪0.9~1.06.4.5装配式结构节点、接缝连接的传力元件应可靠,构造应简单。节点、接缝压力可通过后浇混凝土、灌浆或座浆直接传递;拉力应由各种连接筋、预埋件传递;节点、接缝剪力由结合面的粘结强度、混凝土键槽或者粗糙面、钢筋的抗剪作用等承担,受压、受弯时,可考虑静力摩擦承担一部分剪力。6.4.6装配整体式混凝土结构节点、接缝应进行受剪承载力的计算。当节点、接缝灌缝材料(如结构胶)的抗压强度、粘结抗拉强度、粘结抗剪强度均高于预制构件本身混凝土的抗压、抗拉及抗剪强度时,节点、接缝配筋又高于构件配筋时,可不进行节点、接缝连接受剪承载力计算,仅按常规要求验算构件本身斜截面受剪承载力。6.4.7装配式结构节点、接缝受压、受拉及受弯承载力,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010构件的相应规定计算,其中节点、接缝混凝土等效抗压强度,可取实际参与工作的构件和后浇混凝土中的较低值。当节点、接缝所配钢筋及后浇混凝土强度高于构件,且构造符合本规程规定时,可不必进行节点、接缝的受压、受拉及受弯承载力计算。6.5连接构造6.5.1装配整体式结构中,节点及接缝处的钢筋连接宜采用机械连接、套筒灌浆连接及焊接连接,也可采用间接搭接。剪力墙竖缝处,钢筋宜锚入现浇混凝土中;剪力墙边缘构件内水平接缝及框架柱接头,钢筋宜采用套筒灌浆连接或者间接搭接;框架梁接头与框架梁柱节点处,水平钢筋宜采用机械连接或者焊接。6.5.2采用套筒灌浆连接时,应满足以下要求:1套筒抗拉承载力应不小于连接筋实际抗拉承载力,且不小于连接筋1.1倍抗拉强度标准值;套筒长度由砂浆与连接筋的握裹能力而定,要求握裹承载力不小于1.05倍连接筋实际抗拉承载力。2套筒浆锚连接钢筋可不另设,由下柱或者剪力墙边缘构件内的纵向受力筋直接43
外伸形成。连接筋间距不宜小于5d,套筒净距不应小于20mm。连接筋与套筒位置应完全对应,误差不得大于2mm。3连接筋插入套筒后压力灌浆,待浆液充满全部套筒后,停止灌浆,静养1~2天。6.5.3采用间接搭接,应满足以下要求:1连接筋的有效搭接长度不小于40d,d为连接筋直筋;锚浆孔的边距C≥5d,净距C0≥30+d,孔深应比锚固长度长50mm。连接筋位置与锚孔中心对齐,误差不大于2mm。2预制构件中预留锚孔宜采用镀锌金属波纹浆锚管,波纹浆锚管内径宜满足第一款的要求,波纹高度应不小于3mm。3在锚固区,锚孔及纵筋周围宜设置螺旋箍筋,箍筋直径不小于6mm,间距不大于50mm。4连接筋插入锚孔后压力灌浆,待浆液充满全部锚孔后,停止灌浆,静养1~2天。纵筋箍筋C>5d连接筋C0>30+d箍筋锚固长度纵筋连接筋>60图6.5.3间接搭接构造6.5.4预制构件之间,以及预制构件与现浇混凝土之间的结合面应做成粗糙面,宜使用表面处理方法使外表面的骨料露出成为粗糙面。6.5.5预制构件的结合面做成键槽时,键槽的尺寸和数量应通过计算确定。键槽的深度不宜小于30mm,长度宜为150~250mm。键槽端部斜面与侧边的倾角宜为45°。6.5.6预制构件纵向受力钢筋在节点区宜直线锚固,当锚固长度不足时可采用机械直锚。预制悬臂构件负弯矩钢筋应在现浇层与叠合梁负弯矩筋加强搭接,负弯矩钢筋的搭接长度应不小于基本锚固长度的1.5倍。6.5.7采用预埋件连接时,应满足以下要求:1预埋件的承载力不应低于连接件的承载力。2预埋件的位置应使锚筋位于构件的外侧主筋的内测。44
3锚板厚度应不小于锚筋直径的0.6倍,且应大于b/8,b为锚筋间距。锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于2d和20mm。4锚筋不应小于∮8,且不应大于∮25,数量不应少于4根,且不多于4层。锚筋的间距,以及锚筋至锚板边缘的距离均不应小于3d和45mm。锚筋的锚固长度应满足混凝土设计规范的要求。5.锚筋与锚板应采用T型焊,并应采用压力埋弧焊。焊缝高度不应小于6mm和0.6d,d为锚筋直径。锚筋与锚板间的焊缝应采用双面焊,焊缝长度为5d。钢板与钢板间焊缝长度应为钢板间接触长度,并为双面焊。6.5.8连接节点应采取可靠的防腐蚀措施,其耐久性应满足工程设计年限的要求。所有外露金属件,包括连接件和预埋件的设计均应考虑环境类别的影响,并进行防腐防锈处理。有防火要求的连接件应采取防火措施。6.5.9当构件中最外层钢筋的混凝土保护层厚度大于40mm时,应对保护层采取有效的防裂构造措施。6.5.10应对预埋件等连接件进行承载力极限状态的验算。在验算中,除考虑使用阶段的荷载外,还应考虑施工过程中的各种不利荷载的组合,并按现行相关结构设计规范进行设计。6.5.11预制构件的制作精度和连接部位构造处理,应与连接方式相适应。干式连接及构造防水,预制构件尺寸及预埋件位置应准确,精度应高。后锚固连接时,锚固基材应进行预设计处理,锚固区应按现行行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145规定配置必要的钢筋网。6.5.12吊装配件应满足以下要求:1预制构件用吊装配件的位置应能保证构件在吊装、运输过程中平稳受力。设置预埋件、吊环、吊装孔及各种内埋式预留吊具时,并对构件在该处承受吊装和在作用的效应进行承载能力的复核验算。并采取相应的构造措施,避免吊点处混凝土局部破坏。2内埋式螺母或内埋式吊杆的设计与构造,应满足起吊方便和吊装安全的要求。专用内埋式螺母或内埋式吊杆及配套的吊具,应根据相应的产品标准和应用技术规程选用。3吊环锚入混凝土的长度不应小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,d为吊环直径。在构件的自重标准值作用下,每个吊环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2;当单个两层或两跨预制时,各层或各跨上吊环不少于2个,且起吊、运输、45
吊装过程应设辅助绑定钢梁;单个构件上设有4个吊环时,设计时应仅取3个吊环进行计算。6.6整体稳定性设计6.6.1装配整体式结构的整体稳定性设计宜符合下列要求:1装配整体式结构的连接应保证构件的连续性和结构的整体性,并在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加多余约束;避免结构在意外荷载下产生连续性坍塌。2采取减小偶然作用效应的措施。3增强疏散通道、避难空间及结构关键传力部位的承载能力和变形性能。4在施工阶段,结构尚在装配过程中未形成整体时,应采取临时支撑、联系钢筋等措保证结构的整体稳定性。6.6.2对于非等同现浇混凝土结构,应设置连续的连系钢筋。当构件遭受意外荷载使结构造成某些破坏时,所设置的连系钢筋应保持结构不产生进一步破坏。6.6.3连系钢筋的设置应符合下列要求:1连系钢筋应是连续的,并应设置在现浇混凝土面层内、或预制构件内、或部分在预制构件和部分在现浇混凝土内。2在楼盖的内部及周边、楼板与墙板之间、梁的内部及周边、角柱与梁之间、边柱与梁之间、上下层柱之间、上下层墙板之间宜设置连系钢筋。3各种连系钢筋,均应承受最小拉力。4连系钢筋可采用HRB400钢筋专门设置,也可采用做为其他用途的钢筋兼顾,但需根据计算要求增加用量。确定连系钢筋配筋面积时,材料分项安全系数可采用1.0。5连接预制楼板或屋面构件的连系钢筋应减小偏心距。6.6.4对连续的连系钢筋进行防止结构连续倒塌验算时,应考虑结构构件倒塌冲击引起的动力系数,并根据倒塌的具体情况确定荷载效应。材料强度可取标准值或平均值,并应考虑动力作用下材料强化和脆性。6.6.5连系钢筋的锚固应符合下列要求:当采用其它用途的钢筋延伸作为连系钢筋使用时,此连系钢筋与另一连系钢筋成直角交叉即可视为锚固,此时:1延伸12倍钢筋直径或延伸超过垂直方向连系钢筋即可视为锚固。46
2在垂直方向连系钢筋中心线以外延伸,由拉力计算的有效锚固长度。3在结构突变处或凹角处,应采用其他有效方法,保证连系钢筋有足够锚固。6.6.6连系钢筋应连续设置,并应符合下列要求:1宜将在现浇混凝土部分内设置连系钢筋;2当连系钢筋采用搭接连接时,现浇混凝土的最小厚度应不小于连系钢筋直径的2倍,和2倍最大骨料尺寸加10mm的总和。6.7楼盖设计6.7.1装配整体式建筑的楼板可采用预制叠合楼盖或现浇楼盖,宜优先选用预制叠合楼板。房屋的顶层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。6.7.2叠合楼板与梁或墙的连接应保证楼盖或屋盖起到整体传递水平力和连接竖向构件的作用。装配整体式楼盖或屋盖体系的周边应与封闭交圈的梁系和剪力墙连接。楼板与楼板间,楼板与梁或墙间应有可靠连系。6.7.3用于装配整体式楼盖的叠合板应符合下列要求:1叠合板的预制板厚度不宜小于60mm,现浇层厚度不应小于60mm。2叠合板的预制板搁置在梁上或剪力墙上的长度分别不宜小于35mm和15mm。3叠合板中预制板板缝宽度不宜小于40mm。板缝大于40mm时应在板缝内配置钢筋,并宜贯通整个结构单元。预制板板缝、板缝梁的混凝土强度等级应高于预制板的混凝土强度等级,且不应低于C30;4叠合板中预制板板端宜预留锚固钢筋。锚固钢筋应锚入叠合梁或墙的现浇混凝土层中,其长度不应小于5d,且不应小于100mm。当板内温度、收缩应力较大时宜适当增加。5预制板上表面应做成不小于4mm的凹凸面。6当叠合板中预制板采用空心板时,板端堵头宜留出不小于50mm的空腔,并采用强度等级不低于C30的混凝土浇灌密实。7对于楼板较厚及整体性要求较高的楼盖或屋盖结构,可采用格构式钢筋叠合楼板,格构式钢筋叠合板施工可不设支撑,格构式钢筋架承担全部施工荷载。6.7.4当预制叠合楼板的板侧采用整体式拼缝时,见图6.7.4,可按双向板叠合受弯构47
件进行设计,并应满足以下要求:1板侧应有伸出钢筋。2板侧拼缝的上口宽度应不小于40mm。3拼缝宽度超过叠合板厚的1/3或40mm时,应在拼缝中配置通长钢筋;并宜贯通整个结构单元。4拼缝宽度超过叠合板厚板厚的1/2或120mm时,应在拼缝中布置配筋梁。5板缝两侧伸出的钢筋锚入现浇层内。6浇筑前应清理、湿润拼缝,灌缝混凝土应振捣密实并加强养护;板缝内的后浇混凝土强度等级应高于预制板的混凝土强度等级,且不应低于C30,宜采用膨胀混凝土。现浇层内钢筋现浇层通长钢筋锚固钢筋预制板图6.7.4整体式拼缝构造示意6.7.5叠合板中预制板的端面或侧面没有锚固钢筋或预埋件时,应在拼缝处贴预制板顶面设置垂直于板缝的接缝钢筋,接缝钢筋与预制板钢筋的重叠长度,板跨中部位不小于1.2La;板跨边部位不小于0.8La(图6.7.5-1、6.7.5-2)。接缝钢筋伸入支座的锚固长度不应小于100mm(图6.7.5-2),楼板考虑地震作用时不应小于LaE;连续板内温度、收缩应力较大时宜适当增加。图6.7.5-1板跨中的接缝钢筋构造48
图6.7.5-2板跨边的接缝钢筋构造6.7.6板的负弯矩钢筋设置在现浇层内,其数量按照计算结果确定,构造要求与现浇板的负弯矩钢筋相同。6.7.7未落实预埋管线放在预制层还是现浇层中,且未落实管线在管孔在梁与板交接处怎么走的问题,三是预埋管线布线所要求的倒角角度,以免穿不进线。6.8预制构件设计要求6.8.1预制构件的设计使用年限和安全等级应与主体结构相同;6.8.2预制构件应考虑从构件制作、运输、码放、安装就位直至完成结构安装时所有工况的荷载组合并进行承载力极限状态和正常使用极限状态的设计计算;荷载组合应符合本章第2节及第4节的要求。6.8.3外墙板按其在主体结构中的作用可以分为承重外墙板和非承重外墙板。承重外墙板应符合下列要求:1承重外墙板应作为结构构件,与其它结构构件共同承担重力荷载、风荷载和地震作用等。2当夹心保温外墙板作为承重外墙板时,应将其内叶墙体作为结构构件,参与结构共同工作;外叶墙体应作为夹心保温的保护层,视其为通过内外叶墙板之间的连接件挂在内叶墙体上的荷载。3承重外墙板,包括承重的夹心保温外墙板的内叶墙体的设计计算,以及与主体结构之间的连接和接缝计算等,应满足本规程第八章的要求。、4对采用桁架钢筋或混凝土肋连接内外两层混凝土板的复合墙板,宜按内外两层混凝土板形成的组合截面共同受力设计计算。6.8.4预制构件应满足下列构造要求:1纵向受拉钢筋的最小锚固长度和搭接长度应满足《混凝土结构设计规范》的要求,受力钢筋的连接接头应设置在受力较小处。当采用焊接接头时,接头的类型和质量应符合国家现行有关标准的规定。2预制楼梯梯段与平台宜分开预制并标准化,且与支承构件的连接构造宜满足等同现浇混凝土的要求。当不能满足以上要求时,预制楼梯与支承构件之间的连接宜为简支铰接连接,并留出位移空间。49
7框架设计7.1一般规定7.1.1装配式混凝土框架结构可采用预制柱或现浇柱与各种叠合式受弯构件组合,通过现浇混凝土连接而成。【条文说明】:连接方式可以采用节点连接和非节点连接。节点连接是指梁与柱在节点区的连接和节点边缘的连接,非节点连接是指梁与梁的连接、柱与柱的连接。7.1.2预制柱可采用不同的形式,见图7.1.2(a)、(b)。现浇混凝土预制柱预制套管柱(a)预制实心柱(b)预制套管柱图7.1.2预制混凝土柱截面【条文说明】:图7.1.2(a)是传统的预制柱截面形式,柱与柱之间可采用套管或现浇混凝土连接,柱与基础之间可通过设置预埋件的方式采用螺栓连接。预制套管叠合柱(7.1.2(b))是改进的预制柱形式,它由预制套管柱和现浇混凝土组成,同济大学试验研究表明,该形式的预制柱具有与现浇柱相近的抗震性能。目前,该形式的预制柱在国内外实际工程中已有成功应用。7.1.3叠合式受弯构件可采用不同的形式,见图7.1.3(a)~(d)。现浇板现浇板预留槽预制板预制梁预制梁(a)矩形(b)凸形50
现浇板现浇板接缝钢筋预制板预留槽预制板预制梁预制梁现浇混凝土(c)凹形(d)U形图7.1.3叠合受弯构件截面【条文说明】:从研究对象上来看,国内外已有的研究工作大多针对传统的、由矩形截面预制梁和现浇板组成的叠合梁(图7.1.3(a)),这种叠合梁的工业化程度低,现场湿作业工作量大,模板与支撑体系复杂,施工速度与现浇结构相比优势不大。图7.1.3(b)和7.1.3(c)是两种改进的叠合梁形式,该叠合梁由预制混凝土梁、预制混凝土板和现浇混凝土板组成,同济大学基于大量足尺试验的研究表明,这两种改进的叠合梁具有良好的受力性能。预制U型叠合梁由预制U型梁、预制混凝土板和现浇部分组成(7.1.3(d)),具有预制构件自重轻、大量节省模板与支撑、施工便捷等优点,适用于工业化住宅,同济大学的试验研究表明,预制U型叠合梁具有良好的整体性。目前,该形式的叠合梁在国内外实际工程中已有成功应用。7.1.4应采取正确的设计方法,确保叠合受弯构件和预制套管柱中预制部分和现浇混凝土的共同工作。所配钢筋应能将裂缝控制在允许范围以内,防止叠合构件各组成单元相互分离。7.1.5装配式混凝土框架结构应通过节点区现浇混凝土的合理设计,使其满足等同现浇混凝土框架结构的要求。此时,可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析,预制柱和现浇柱应按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定进行设计。【条文说明】:参考《装配式结构技术规程》(国家)7.1.5条7.1.6叠合受弯构件的设计,除满足本章的规定外,尚应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的相关要求。7.2叠合受弯构件设计7.2.1施工阶段的叠合受弯构件应符合下列要求:51
1二阶段成形的水平叠合受弯构件,当预制构件高度不足全截面高度的40%时,施工阶段应有可靠的支撑。2施工阶段设有可靠支撑的叠合受弯构件,可按整体受弯构件设计,但叠合构件斜截面受剪承载力和叠合面受剪承载力应按本章要求进行计算。3施工阶段不加支撑的叠合受弯构件,应对底部预制构件及浇筑混凝土后的叠合构件进行二阶段受力计算。【条文说明】:叠合式受弯构件依施工和受力特点的不同可分为在施工阶段加设可靠支撑的叠合式受弯构件(亦称“一阶段受力叠合构件”)和在施工阶段不设支撑的叠合式受弯构件(亦称“二阶段受力叠合构件”)两类。一阶段受力叠合构件除应按叠合式受弯构件进行斜截面受剪承载力和叠合面受剪承载力计算和使其叠合面符合本章的构造要求外,其余设计内容与一般受弯构件相同。二阶段受力叠合构件则应按本章的有关规定进行设计。预制构件高度与叠合构件高度之比h1/h小于0.4的二阶段受力叠合构件,受力性能和经济效果均较差,不建议采用。本条给出“二阶段受力叠合式受弯构件”在叠合层混凝土达到设计强度前的第一阶段和达到设计强度后的第二阶段所应考虑的荷载。在第二阶段,因为叠合层混凝土达到设计强度后仍可能存在施工活荷载,且其产生的荷载效应可能大于使用阶段可变荷载产生的荷载效应,故应按这两种荷载效应中的较大值进行设计。7.2.2叠合受弯构件应按《混凝土结构设计规范》GB50010附录H中的规定进行设计计算,主要包括:1正截面受弯承载力设计;2斜截面受剪承载力设计;3裂缝宽度验算;4正常使用极限状态下的挠度验算。7.2.3混凝土叠合梁、板应符合下列规定:1叠合梁的叠合层混凝土的厚度不宜小于100mm,混凝土强度等级不宜低于C30。预制梁的箍筋应全部伸入叠合层,且各肢伸入叠合层的直线段长度不宜小于10d,d为箍筋直径。预制梁的顶面应做成凹凸差不小于6mm的粗糙面。2叠合板的叠合层混凝土厚度不应小于40mm,混凝土强度等级不宜低于C25。预制板表面应做成凹凸差不小于4mm的粗糙面。承受较大荷载的叠合板一级预应力叠合板,52
宜在预制底板上设置伸入叠合层的构造钢筋。7.2.4承受较大荷载的叠合板,宜在预制板内设置伸入叠合层的构造钢筋。接触面须干净、无浮浆,宜进行人工粗糙处理。在预制板拼缝处,宜设置拉结筋,增强其整体性,且拼缝位置宜避开叠合板受力较大部位。预制板的拼缝处,板上边缘宜设置30mm×30mm的倒角(图7.2.9)。图7.2.4预制板拼缝倒角示意【条文说明】:叠合式受弯构件的叠合截面受剪承载力是通过叠合面的骨料咬合效应和穿过叠合面的箍筋在叠合面产生滑动后对叠合面形成的张紧力来保证的。为此,要求预制构件上表面混凝土振捣后不经抹平而形成自然粗糙面,且应选择骨料粒径,以形成本条规定的凹凸程度。在配有横向钢筋的叠合面处,应通过箍筋伸入叠合层的长度以及叠合层混凝土的必要厚度和强度等级保证箍筋有效地锚固在叠合层混凝土内。为了保证新旧混凝土间的结合能力,应确保接触面干净、无油污及浮浆。预制板设置30mm×30mm的板上边缘倒角,可以保证接缝钢筋的混凝土保护层厚度,同时增加了接缝处楼板的厚度。与梁、墙、柱相交部位的预制板边可不设边缘倒角。楼板间接缝宽度一般按零缝设计,制作预制板时宜控制为负误差。7.3节点设计7.3.1根据预制混凝土框架的具体用途,可选用节点构造形式有整浇式、现浇柱预制梁式、齿槽式、暗牛腿式、明牛腿式、叠压浆锚式和套管叠合柱-U型叠合梁式。若采用其他节点构造形式,其设计应满足相应设计规程的要求。7.3.2节点应符合下列规定:1当设计预制混凝土框架节点时,除满足本规程外尚应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《建筑抗震设计规程》GB50011及其他相关规范、规程等53
中的有关规定。2预制混凝土框架节点的承载力和延性不宜低于现浇节点,且承载力不应低于相邻的梁端和柱端承载力。3对于新型的装配整体式混凝土框架节点,经试验验证其承载能力和延性等指标满足要求后方可使用。4应控制由于温度梯度差引起的开裂。5应通过计算和构造确保节点的破坏模式为延性破坏。【条文说明】:装配整体式混凝土框架节点除了自身的特点以外,尚具有普通混凝土框架节点的一些共性,因此除须满足本规程外尚应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《建筑抗震设计规范》GB50011及其他相关规范、规程中的有关规定。要求节点承载力应大于相邻梁、柱端的承载力主要是为了保护节点核芯区。这是因为节点核芯区破坏属于剪切破坏,一旦核芯区破坏,节点刚度和承载力将突然降低,会导致结构变形明显增大,而且很难修复。由于影响装配整体式混凝土框架节点的因素众多,难以通过计算准确获得其强度和刚度等重要指标,因此对于无成熟实践经验的节点应通过试验来验证其实际性能能否满足要求。7.3.3整浇式节点应符合下列构造要求:1整浇式节点分为A型构造(图7.3.3-1B)和B型构造(图7.3.3-1D)。A型构造要求梁端下部纵向受力钢筋在节点内焊接连接,适用于抗震等级为二级的多层框架结构(图7.3.3-1A);B型构造为梁端下部纵向受力钢筋在节点内弯折锚固,适用于非抗震及抗震等级为二、三级的多层框架结构(图7.3.3-1C)。对抗震等级为三级但伸进节点核芯区的梁端下部纵向受力钢筋直径大于25mm或为3根时,宜采用A型构造。54
1520埋件122020+dl=500211-1206020+d埋件202-2(a)实胶梁(a)实腹梁(b)空心梁(用于现浇剪力墙部位)图7.3.3-1A整浇式A型节点梁端构造55
捻干硬性细石混凝土250现场搭接焊5d现场搭接焊5d250现场搭接焊5d30节点后浇混凝土30强度比柱提高2个等级2020现场搭接焊100叠合层混凝土强45012焊接封闭现场搭接焊500度比梁高1个等级定位箍筋梁柱后浇现场搭接焊50混凝土分界111205011120120d202020100100横梁1001003060梁上下60清理口10d钢筋焊接现场搭接焊现场搭接焊15d焊接封闭现场搭接焊10d箍筋骨架15d(a)横向中柱节点(b)纵向中柱节点(c)横向边柱节点图7.3.3-1B整浇式节点(A型构造)(a)实腹梁56
(b)空心梁(用于现浇剪力墙部位)图7.3.3-1C整浇式B型节点梁端构造捻干硬性250定位细石混凝土现场搭接焊2505d做法同中柱30预埋件30节点后浇混凝土2020强度比柱提高2个等级焊接封闭现场搭接焊100叠合层混凝土强现场搭接焊45012焊接封闭定位箍筋500度比梁高1个等级定位箍筋焊接封闭定位箍筋50120501111120120d梁柱后浇202020d混凝土分界15横梁100d15100100梁上下3060钢筋焊接60清理口0.4laE现场搭接焊10d焊接封闭箍筋骨架0.4ld28aEd28(a)横向中柱节点(b)纵向中柱节点(c)横向边柱节点注:梁上部钢筋多于小布钢筋时,上部钢筋弯折后切断。图7.3.3-1D整浇式节点(B型构造)2整浇式节点应符合下列构造要求:1)柱截面尺寸不宜小于400mm×400mm,也不宜大于600mm×600mm;柱下端榫头截面尺寸不应小于120mm×120mm;节点核芯区混凝土强度等级不宜低于C30;57
2)节点核芯区箍筋宜采用预制焊接封闭骨架;3)核芯区现浇混凝土顶部,应设置直径12mm的焊接封闭定位箍筋,并与叠合梁上部钢筋绑牢或焊牢,用以控制柱顶面伸出钢筋的位置;4)对于顶层边柱节点,叠合梁的上部钢筋多于梁下部钢筋时,边柱柱顶需预埋锚筋伸出,与叠合梁上部钢筋焊接(图7.3.2-2);5)当节点处柱截面纵向钢筋总根数多于4根时,需根据抗震要求设置复合箍筋;6)捻缝用的细石混凝土等度等级不应低于柱混凝土的强度等级,水灰比不宜大于0.3,并宜采用无收缩快硬硅酸盐水泥配制。50d20现场搭接焊10d60现场搭接焊10daE0.4laE梁上下钢筋焊接L预埋锚筋与上部梁筋焊接现场搭接焊10d(梁上部钢筋多于梁下部钢筋时)10d图7.3.3-2整浇式顶层边柱节点(A型构造)3施工吊装阶段应验算预制柱下端榫头受压承载力。4预制梁的端部构造应满足图7.3.2-4要求。施工吊装阶段斜截面抗裂可按下式验算:0.8fbhVtk0(7.3.2-4)1a0.5h0式中:V——施工吊装阶段梁端剪力设计值;1f——混凝土抗拉强度标准值;tkb——梁端部宽度;a—施工吊装阶段梁端反力作用点到预制梁边缘的距离。58
d500h100cAs角钢不小于40×4aV1柱边ca=d-+202图7.3.2-4预制梁端部构造当不满足式(7.3.2-4)要求时,应在梁下设施工临时支撑。5在使用阶段应对图7.3.2-1A中的1-1截面按《混凝土结构设计规范》GB50010进行受压承载力验算。此时,应取预制柱的混凝土强度设计值进行计算,且不考虑上柱榫头内纵向钢筋和间接钢筋的承载力。6抗震等级为二级的整浇式节点,应按第本章第7.3.3节进行节点核芯区受剪承载力计算,箍筋数量应满足表7.3.15的要求。【条文说明】:整浇式节点的特点是柱子连接与梁的连接汇集在一起,通过后浇混凝土形成刚性节点。这种节点在北京地区和其他地区的多、高层民用建筑装配式框架中获得普遍采用,有比较成熟的经验。北京市建筑设计研究院等单位结合工程实践在70年代对整浇式节点进行了79个试件试验,包括静载下抗压、抗弯、梁端抗剪、钢筋焊接、接缝密实性等以及低周反复荷载下节点核芯区抗震性能试验,并不断改进节点构造,使节点性能可满足二级抗震的要求。节点抗压强度安全系数平均为1.9;抗弯刚度降低系数为8.9%~21.5%,位5.5移延性系数u。实践证明,这种节点的优点是:梁柱构件外型简单,制作和吊装方便,节点整体性好,现场施工时,先浇灌节点混凝土,后安装上柱,这样易于保证节点核芯区混凝土的施工质量;节点核芯区的箍筋可采用预制焊接骨架或用螺旋箍筋,梁吊装后即可放入,便于施工又能满足抗震箍筋的要求;梁底纵向钢筋伸入柱内后采用搭接或焊接,保证了梁下部钢筋的可靠锚固。但应注意以下几点:1)要保证和预制梁、柱伸出钢筋的规定强度;59
2)在叠合梁钢筋上部设置直径为12mm的封闭焊接箍筋以固定柱筋位置;3)预先将定位埋件焊在叠合梁钢筋上以控制第一次后浇混凝土的标高;4)为保证主梁的焊接质量,并先吊主梁,使梁下部钢筋相互焊好后再吊次梁。试验及施工实践表明,整浇式节点柱榫头外面的后浇混凝土顶面与预制柱底面之间由于浇捣过程中积存的空气无法驱除,因此往往留有缝隙。此缝隙导致接缝处混凝土过早开裂,柱纵筋过早压屈,严重者则会影响节点承载力。试验和现场施工表明,采用在后浇混凝土与预制柱底面之间预留30mm左右的空隙,然后捻入干硬性豆石混凝土(用銴子打实)的措施能消除上述隐患,使节点受力性能接近现浇柱。预制梁端在施工吊装阶段搁在柱子上或模板上,其受力与单独牛腿承受竖向荷载作用的情况相似。故应参照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第9.3.10条的要求对梁端进行抗裂验算。试验证明验算结果偏于安全。7.3.4现浇柱预制梁节点应符合下列要求:1现浇柱预制梁节点分为A型构造(图7.3.4-1A)、B型构造(图7.3.4-1B)、C型构造(图7.3.4-1C)和D型构造(图7.3.4-1D)。A型构造用于抗震等级为二级的多层框架结构;B型和C型构造用于非抗震及抗震等级为二、三级的多层框架结构。2现浇柱预制梁节点除柱子采用现浇外,节点核芯区混凝土强度等级、构造与计算均与本章第7.3.2条整浇式节点相同,并应按式(7.3.2-4)进行施工吊装阶段梁端斜截面抗裂验算。60
梁、柱混凝土梁、柱混凝土分界分界d20预制梁现场搭接焊10d焊接封闭箍筋现场搭接焊10d焊接封闭箍筋梁上下0.4laE钢筋焊接(b)边柱节点(a)中柱节点图7.3.4-1A现浇柱预制梁节点(A型构造)梁、柱混凝土分界注:梁上部钢筋多梁、柱混凝土分界于下部钢筋时上部钢筋弯折后切断d20d15预制梁预制梁0.4laE现场搭接焊10d焊接封闭箍筋梁上下0.4laE钢筋焊接(b)边柱节点(a)中柱节点图7.3.4-1B现浇柱预制梁节点(B型构造)61
现浇层现浇层hb0.5hb预制板>0.4laE预制梁预制板0.5hbhbhb0.5hb预制梁≥0.4laE15d15d15d≥0.4laE焊接封闭箍筋≥0.4laE焊接封闭箍筋现浇柱现浇柱图7.3.4-1C现浇柱预制梁节点(C型构造)图7.3.4-1D现浇柱预制梁节点(D型构造)【条文说明】:本条主要参照行业标准《钢筋混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程》(CECS43:92)中的第4.5节及同济大学的研究成果。现浇柱叠合梁节点的特点是节点与柱子同时整浇,节点的整体性好。这种节点性能与现浇框架节点相近。经过中国建筑科学研究院标准所等单位的反复荷载下试验,证明其受力性能良好。同济大学的研究表明C型节点和D型节点具有良好的抗震性能,现在深圳已有成功的工程实例。该类节点的节点核芯区构造与计算均与本节整浇式节点相同。7.3.5齿槽式节点1齿槽式节点适用于装配整体式混凝土框架的梁柱连接,也适用于梁梁连接。62
2受力齿槽(图7.3.4)应符合以下构造要求:1)齿型宜用等腰三角形或梯形,齿槽沿梁截面高度宜均匀布置;2)齿深ak宜采用40mm;3)齿高hk宜采用40-100mm,但不宜大于齿深的3倍;4)同一截面上齿槽的净距ek不应小于齿高;5)齿槽上、下面的倾斜角宜采用45°;6)梁柱接缝宽度不宜小于80mm;梁高大于1m时可适当加大。图7.3.5齿槽式节点3承重框架齿槽式节点中设置的齿槽数目不应少于2个,齿槽受剪面积不宜小于梁全截面面积的1/3。梁端负弯矩纵向受拉钢筋配筋率不应小于0.5%。抗震设计时,梁端正弯矩钢筋截面面积不应小于梁端负弯矩钢筋截面面积的30%。在梁柱接缝内,应设置封闭箍筋1-2个,箍筋直径与梁内的箍筋直径相同。4齿槽式节点中梁端正截面和斜截面承载力,以及二级抗震的节点核芯区受剪承载力均应按《混凝土结构设计规范》(GB50010)中有关规定进行计算,此外尚应进行齿槽截面受剪承载力计算。5齿槽截面(图7.3.4中1-1截面)受剪承载力,应满足下列公式要求:非抗震设计:MV3nfbh0.4tkkh0(7.3.5-1)抗震设计:63
1MV(2.5nfbh0.4)tkkhRE0(7.3.5-2)M1M10.4V0.4Vh3h3当以上式中0时,应取0。式中:V—齿槽截面剪力设计值,可按非抗震设计或抗震分别取梁端组合的剪力最大设计值;——齿槽受剪强度折减系数:当n3时,取0.85;当n4~5时,取0.75;当n6时,取0.65;M—与剪力设计值V相应的齿槽截面弯矩设计值,按抗震设计时应考虑不利组合;bk—齿宽(等于梁宽);hk—齿高;n—同一截面上的齿槽数;γRE—承载力抗震调整系数,取1.0。【条文说明】:齿槽式节点的特点是利用梁柱接缝处的后浇混凝土所形成的受力齿槽传递梁端剪力,具有节约接头用钢量,便于构件生产等优点,系统的试验证明其受力性能良好。自1965年以来,已先后在30余个工程纵向框架,横向承重框架和升梁升板结构中采用,梁端剪力200kN左右,有的达700kN。根据唐山地震7-9度区的调查,位于7-8度的天津杨柳青及军粮城二电厂主厂房纵向框架所用的齿槽式节点震后基本完好;位于9度区的唐山陡河电厂,由于框架没有抗震设防,齿槽式节点多数发生受弯破坏,主要原因是梁筋剖口焊断裂,焊接质量不高,后浇混凝土质量较差所致。经过反复荷载下的剖口焊性能试验证明,只要认真执行施工验收规范有关的技术措施,可以满足结构的延性要求。对于齿槽式节点的受力性能和合理构造,东南大学(原南京工学院)曾进行了57个小型试件和35个足尺节点试验。根据试验研究的结果,提出了构造措施。其中,关于齿型,以相隔一定距离的三角形和梯形齿槽受力性能较好。另外齿高与齿深的比例不宜过大,当高深比(hklak)大于3时,齿槽容易发生压坏而不是剪坏。齿深由25mm,30mm,40mm到50mm变化时,受剪承载力略有提高,但由于系受剪破坏控制,所以差别不大。考虑到施工条件,规定齿深不宜小于40mm。试验表明,当齿槽截面的剪跨比大于2.0时,接头多呈受弯破坏,此时齿槽数目的多少并不具有很大意义,甚至不设齿槽也不会降低构件的受弯承载力。但是,从64
无齿的节点试验可以看到,接头的裂缝较宽,节点刚性显著降低,这对使用是不利的。为了保证齿槽式节点的刚性,规定截面上齿槽数目不应少于2个,齿槽受剪面积不小于梁截面的1/3。齿槽受剪承载力的发挥需要一定的约束条件。因此规定齿槽截面受拉纵向钢筋配筋率不得小于0.500,这在刚性框架中一般是可以满足的。另外,在接缝内设置箍筋也可加强对纵向受力钢筋的约束,提高齿槽受剪承载力。当接缝较宽时(大于120mm),应加2道箍筋。式(7.3.4-1),(7.3.4-2)是根据试验结果并考虑使用方便而作了简化后提出的。公式表明除齿槽受剪外,还可利用压力摩擦(或外弯矩的压力)的抗剪有利作用。但为安全起见,本规程将压力摩擦承担的剪力限制在一定比例内,不得超过剪力设计值的1/3,以设置必要的齿槽。对于齿槽混凝土的受剪承载力取值,考虑反复荷载下混凝土受剪承载力的降低,比静载下约低20%左右。公式中还以试验资料为基础,引人强度折减系数a,反映齿数对平均受剪承载力的影响。齿数越多,a越小。7.3.6暗牛腿式节点1暗牛腿式节点适用于民用房屋的梁柱连接。本规程所推荐的暗牛腿为采用型钢埋入柱中制成,梁为带缺口的预制梁;预制梁与型钢暗牛腿的连接可通过钢筋或预埋钢板焊接,然后用后浇混凝土形成刚性节点(图7.3.6-1)。2暗牛腿式节点应符合下列构造要求:1)暗牛腿式节点可采用构造齿槽或受力齿槽两种类型。当采用构造齿槽时,应符合下列要求:在梁端和柱侧面宜设置2~3个构造齿槽,齿深可取25mm,齿高可取50~80mm,齿距可取50~100mm;梁柱间的接缝宽度不宜小于80mm;接缝中应设置一道箍筋,箍筋直径与梁端的箍筋直径相同,但不宜小于8mm。当采用受力齿槽时,应符合第7.3.5条第二款的要求;65
图7.3.6-1暗牛腿式式节点(图中lw为焊缝计算长度)2)预制缺口梁的梁端箍筋直径不宜小于8mm,间距不宜大于100mm;缺口处的梁内箍筋应伸出不少于2根并与型钢暗牛腿或梁下部纵筋绑扎;抗震设计时,梁端下部纵向受力钢筋截面面积不应小于梁上部纵向受力钢筋截面面积的30%。3采用构造齿槽的暗牛腿式节点,型钢暗牛腿的受弯、受剪承载力应满足下列公式要求:Mxf(7.3.6-1)WxVSf(7.3.6-2)vItw式中:Mx—绕x轴的弯矩,MVa;xWx—对x轴的截面抵抗矩;V—由型钢暗牛腿承受的组合剪力设计值;a—剪力V作用点至柱边缘的距离,此时,应考虑安装偏差20mm;当a0.3h0时,取a0.3h,其中h0是牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度;02f—钢材抗弯强度设计值,对Q235钢可取215N/mm;2fv—钢材抗剪强度设计值,对Q235钢可取125N/mm;S—型钢毛截面对中性轴的面积矩;I—毛截面惯性矩;tw—腹板厚度。66
4采用构造齿槽的暗牛腿式节点,牛腿承受的剪力设计值应按施工吊装阶段和使用阶段分别进行计算:1)施工吊装阶段由牛腿承受的剪力设计值V1应按下列公式计算:VVV11G1Q(7.3.6-3)剪力设计值V1按《混凝土结构设计规范》GB50010有关规定并取Fhk为零进行牛腿的截面尺寸的验算。2)使用阶段由牛腿承受的组合剪力设计值V可按下列公式确定:非抗震设计:VV(V0.07fbh)(7.3.6-4)12cb1b1抗震设计:VV(V0.056fbh)12cb1b1(7.3.6-5)式中:V1——施工吊装阶段明牛腿剪力设计值;V1G—预制构件自重、预制楼板自重和叠合层自重在计算截面产生的剪力设计值;V1Q—施工吊装阶段施工活荷载在计算截面产生的剪力设计值;V2G—第二阶段面层、吊顶等自重在计算截面产生的弯剪力计值;V2——框架形成整体后由使用阶段荷载通过内力的不利组合所得梁端最大剪力设计值;当考虑地震作用时,其可变荷载组合值应按《建筑抗震设计规范》GB50011有关规定取用;fc—混凝土轴心抗压强度设计值,可取预制柱和预制梁混凝土强度等级二者中的较低者;——系数,当与剪力设计值V2相应的弯矩为负弯矩时取0.8,当与V2相应的弯矩为正弯矩时取1.0;bhb1、b1——预制梁截面宽度、截面高度。67
5采用受力齿槽的暗牛腿式节点,牛腿的剪力设计值V可按下列公式确定:VV0.3V12(7.3.6-6)式中:V1——施工吊装阶段梁端剪力设计值;V2——使用阶段按非抗震设计或抗震设计时的梁端剪力设计值。当V0.1fbhbh2cb1b1时应采用构造齿槽,b1b1为缺口梁的梁端截面面积。型钢暗牛腿承载力可按式(7.3.5-1)和式(7.3.5-2)进行验算。当确定齿槽数目时,应取使用阶段梁端剪力设计值作为受力齿槽的剪力设计值,按式(7.3.5-1)或式(7.3.5-2)进行计算并满足第7.3.4条第2款的构造要求。6型钢对柱中混凝土局部受压承载力应满足下列公式要求(图7.3.5-2):1)荷载对称的中柱:1NV(f)A(7.3.6-7)lcl3bhcc2)边柱1NV(f)A(7.3.6-8)lcl4abh3ccl式中:V—型钢暗牛腿剪力设计值;根据所用齿槽类型分别按第7.3.5条第4款或第7.3.5条第5款的规定确定;a—梁端反力作用点至柱边缘的距离;N—所在截面的柱轴向压力设计值;——混凝土局部受压强度提高系数,按《混凝土结构设计规范》(GB50010l-2010)第6.6条取值;b、h——柱截面宽度、高度;ccAl—局部受压面积,对于中柱可取Albhc,对于边柱可取Albl,b为型钢翼缘总宽度,l为型钢在柱中的埋置长度。68
图7.3.5-2混凝土局部受压计算如局部受压验算不满足时,可采取增加型钢翼缘总宽度或在钢牛腿上焊吊筋等措施。【条文说明】:暗牛腿式梁柱节点的特点是牛腿不外露,外形美观,便于管线布置。可在民用建筑和工业厂房中应用,也可用于主梁与次梁的连接。国内外的经验证明,采用型钢为暗牛腿时,施工安装方便,承载力较大且有较好的抗震性能。暗牛腿时节点中采用的齿槽可分为两种类型。一种为构造齿槽,齿深25mm,齿数可以不必计算,计算节点受剪承载力时不考虑齿槽的作用,齿槽做法和数目可参见第7.3.4条第2款第3项所述。另一种为受力齿槽,齿深不宜小于40mm,对齿高、齿距也规定得较严格。齿槽数目除满足构造要求外,尚应按第7.3.4条第5款的规定进行计算确定,然后选用较大值。当采用受力齿槽型钢暗牛腿节点时,节点的承载能力可以有较大的提高,原四机部第十设计院结合南京金陵无限电器材厂工程,进行了17个齿槽一型钢暗牛腿的节点试2验,梁250mmX700mm,齿槽数n=3,齿槽受剪面积bhn25070352500mm,混kk凝土强度等级C20,纵向梁筋228125,型钢2[12,设计剪力270kN,而试验结果极限剪力530kN-700kN,安全度很大。试验量测还表明,型钢牛腿除承担施工吊装阶段荷载外,在使用阶段荷载所产生的剪力作用下,仍有17%-20%V2矶由牛腿承担。因此,本节点中型钢暗牛腿的剪力设计值规定按式(7.3.5-3)选用是偏于安全的。但在计算齿槽时,仍按承受全部v2来确定齿数较妥。型钢牛腿对柱中混凝土的局部受压验算,应包括由牛腿传来的剪力以及由柱子传来的轴向压力。由型钢牛腿传来的剪力,在柱中的应力分布假设按图7.3.5-2所示。由柱子传来的69
N压应力为。对于荷载对称的中柱,混凝土的局部受压承载力Vu为:bhcc1Vfbh(7-1)ucc3由图7.3.5-2的中柱,可见bhA(Al为局部受压面积),因此,局部受压应满足cl下式要求:1NV(f)A(7-2)cl3bhcc对于边柱,混凝土的局部受压承载力可按下式近似求得:设型钢埋人柱中的长度为l,M0(对X的中点取矩)2112V(all)fbl(l)uc363322fbl9cfblcV,化简得Vuu5459ala6122lfblc近似取V(7-3)u4a3l由图7.3.5-2的边柱,bl=Al,同理,局部受压应满足:1NV(f)Acl4abh3ccl7.3.7明牛腿式节点:在装配式结构中,除上述暗牛腿式节点形式外,还有明牛腿式节点形式,其设计应满足下列要求:1明牛腿式节点适用于装配整体式多层民用房屋。明牛腿式节点宜用于长柱。2明牛腿式节点(图7.3.7-1)应符合下列构造要求:1)柱截面尺寸不宜小于400mmX400mm;梁截面宽度不宜小于200mm;且不宜小于柱截面宽度的1/2;2)明牛腿的尺寸除按第本条第5款通过计算确定外,牛腿的挑出长度尚应根据梁70
端预埋件焊缝计算长度和梁柱间的接缝宽度加以确定,且不得小于50mm;牛腿底面与水平面的倾斜角不应大于450;牛腿外边缘高度不宜小于牛腿高度的1/3,且不应小于200mm;3)在梁端和柱侧面宜设置2-3个构造齿槽,齿深可取25mm,齿高可取50mm-80mm,齿距可取50mm-100mm;梁柱间的接缝宽度不宜小于80mm;接缝中应设置一道箍筋,箍筋直径与梁端的箍筋直径相同,但不宜小于8mm;4)预制梁端上部纵向受力钢筋与柱的伸出钢筋宜采用剖口焊连接,焊口位置距柱面不宜小于150mm;当梁上部纵向受力钢筋为两层时,下层钢筋不宜多于2根;5)框架梁的纵向受力钢筋在节点内的锚固长度应符合《混凝土结构设计规范》(GB50010)的要求。图7.3.7明牛腿式节点3明牛腿式节点核芯区、梁端和柱端箍筋的构造要求均与现浇框架相同。当明牛腿与柱子宽度相同时,核芯区下部柱端箍筋加密范围应从牛腿根部算起,梁端箍筋加密范围应从牛腿外边缘算起。4抗震等级为二级的明牛腿式节点应按本章第7.4节的要求进行节点核芯区受剪承载力计算。5明牛腿承受的剪力设计值应按施工吊装阶段和使用阶段分别进行计算。1)施工吊装阶段由牛腿承受的剪力设计值V1应按下列公式计算:VVV11G1Q(7.3.7-1)71
剪力设计值V1按《混凝土结构设计规范》GB50010相关规定并取Fhk为零进行牛腿的截面尺寸的验算。(2)使用阶段由牛腿承受的组合剪力设计值V可按下列公式确定:非抗震设计:VV(V0.07fbh)12cb1b1(7.3.7-2)抗震设计:VV(V0.056fbh)12cb1b1(7.3.7-3)式中:V1——施工吊装阶段明牛腿剪力设计值;V1G—预制构件自重、预制楼板自重和叠合层自重在计算截面产生的剪力设计值;V1Q—施工吊装阶段施工活荷载在计算截面产生的剪力设计值;V2G—第二阶段面层、吊顶等自重在计算截面产生的弯剪力计值;V2——框架形成整体后由使用阶段荷载通过内力的不利组合所得梁端最大剪力设计值;当考虑地震作用时,其可变荷载组合值应按《建筑抗震设计规范》GB50011有关规定取用;fc—混凝土轴心抗压强度设计值,可取预制柱和预制梁混凝土强度等级二者中的较低者;——系数,当与剪力设计值V2相应的弯矩为负弯矩时取0.8,当与V2相应的弯矩为正弯矩时取1.0;bhb1、b1——预制梁截面宽度、截面高度。6明牛腿承受剪力设计值V所需的纵向受拉钢筋面积As1可按下列公式计算:非抗震设计:VaAS10.85fhy0(7.3.7-4)抗震设计:VaA(7.3.7-5)S10.85fhREy0式中:a—梁端反力作用点至下柱边缘的水平距离,此时,应考虑安装偏差20mm;当a>O.72
3ho时,取a=0.3ho;V—明牛腿组合的剪力设计值;ho—牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度;——承载力抗震调整系数,取1.0。RE承载剪力设计值v所需的纵向受拉钢筋的配筋率,按牛腿有效截面计算不应小于ft0.2%及0.45,也不宜大于0.6%。fy7当考虑地震作用组合使梁端产生正弯矩时,承担正弯矩的水平锚筋As2,可按下列公式计算:1.2MAS2(fhaREyb0s)(7.3.7-6)式中:M—梁端组合的正弯矩设计值;h0——梁端截面有效高度;as—梁底受拉钢筋的合力点至牛腿顶部的距离;RE——承载力抗震调整系数,取1.0。承受拉力的水平锚筋不应少于2根且应焊于牛腿上部的预埋件上。明牛腿上部纵向受拉钢筋面积As1与水平锚筋面积As2之和不宜小于梁端负弯矩纵向受拉钢筋面积的30%,且根数不宜少于4根,直径不应小于12mm。边柱明牛腿的纵向受拉钢筋和水平锚筋均应满足《混凝土结构设计规范》))(GB50010)中对受拉钢筋的锚固要求。8牛腿的水平箍筋直径6mm-12mm,应取间距为100mm-150mm;对抗震设计,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于100mm;且在牛腿上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不应小于牛腿纵向受拉钢筋As1的1/2。7.3.8叠压浆锚式节点:1叠压浆锚式节点适用于抗震等级为三级的多层框架结构,尤宜用于有内廊或外挑廊(台)的建筑(图7.3.8-1)。73
当采用叠压浆锚式节点时,柱中纵向受力钢筋的总根数不宜多于4根,柱截面不宜大于400mm×400mm。冬季施工而无可靠保温措施时,不宜采用叠压浆锚式节点。图7.3.8-1叠压浆锚式节点型式2叠压浆锚式节点应符合以下构造要求:1)梁的混凝土强度等级不宜低于C30,也不宜低于柱的混凝土强度等级;当不能满足上述要求时,其混凝土强度等级相差不应超过二级(10N/mm2),此时梁端柱体的间接配筋可按第7.3.7条第5款的规定确定;2)梁端柱体内宜设置焊接钢筋网片其间距不宜大于100mm;节点核芯区最小体积配箍率应满足表7.4.6的要求;柱上、下端应按构造要求设置焊接钢筋网片,且不少于3片;3)当采用月牙纹钢筋时,节点核芯区柱纵向受力钢筋搭接长度不应小于25d,上柱纵向受力钢筋插入浆锚孔内的长度不应小于为20d,d为纵向钢筋直径;并应在搭接钢筋的上部按图7.3.7-2中规定局部加焊;4)捻缝用的细石混凝土等度等级不应低于柱混凝土的强度等级,水灰比不宜大于0.3,并宜采用无收缩快硬硅酸盐水泥配制,浆锚砂浆应符合第8.3.2条第2款的要求;5)当采用预埋钢管支承上柱时,钢管截面除满足第7.3.7条第3款计算要求外,其直径不宜小于60mm,锚入上柱的长度不宜小于300mm;钢管内宜用水泥砂浆填实,砂浆强度等级不宜低于M20。74
图7.3.8-2叠压浆锚式节点构造3施工吊装阶段预埋钢管的受压承载力可按下列公式验算:N1f(7.3.8-1)An式中:N1——浇灌节点后浇混凝土前,作用在预埋钢管上的轴向压力设计值;A—钢管净截面面积;f—钢材抗压强度设计值,按《钢结构设计规范》(GB50017)的规定采用;当采用混凝土榫头时,应按式(8.3.1-1)或式(8.3.1-2)计算施工吊装阶段混凝土榫头的受压承载力。4在使用阶段应对图7.3.7-2中1-1截面的受压承载力应按《混凝土结构设计规范》GB50010中偏心受压构件的规定进行验算。5在使用阶段应对图7.3.7-2中的2-2截面按下列公式进行受压承载力验算:ffA2fA(7.3.8-2)cccbvycor式中:A—柱截面面积;fcc—预制柱混凝土轴心抗压强度设计值;fcb—梁端柱体混凝土轴心抗压强度设计值;ρv—梁端柱体内钢筋网片体积配箍率,《混凝土结构设计规范》GB50010中有关规定计算;Acor—梁端柱体配置钢筋网片范围内的混凝土核芯截面面积。75
【条文说明】:叠压浆锚式节点的特点是通过梁端柱体的预留孔,用浆锚砂浆将上、下柱子的纵向受力钢筋连接起来传递内力。这样可减少现场焊接工作量,减少了预埋件,节省钢材,施工也较方便。关键是保证柱子伸出钢筋和梁端柱体预留孔的位置要准确,以及灌浆和捻缝的质量。为检验节点的受力性能,北京市建筑设计研究院等单位曾做过不少节点静力试验(包括受压、受弯、疲劳、钢筋浆锚与焊接共同作用等),又设计了一幢二层装配整体式框架试验楼进行了静力试验。并在工程实践中不断改进节点构造做法。本条规定的一些构造要求反映了这些经验。当梁端柱体的混凝土强度等级低于预制柱的混凝土强度等级时,应进行使用阶段梁端柱体(图7.3.7-2中2-2截面)受压承载力验算。按照预制柱和梁端柱体等强的原则,利用式(7.3.7-2)可确定梁端柱体内应配置的间接钢筋数量,并满足构造要求。7.3.9套管叠合柱-U型叠合梁节点应符合下列要求:1套管叠合柱—U型叠合梁节点适用于抗震等级为二、三级的多层框架结构。2节点核芯区混凝土强度等级、构造与计算均与本章第7.3.2.1条整浇式节点相同,对套管及U型梁应进行施工吊装阶段抗裂验算。现浇混凝土预制板现浇板现浇混凝土预留槽预制板预制梁套管叠合柱预制梁现浇混预制套管柱凝土【条文说明】:同济大学的研究成果说明,该种节点整体性好、预制构件自重轻、运输与安装方便、现场湿作业少、大量节省模板与支撑、施工便捷等优点。7.3.10装配式框架结构梁柱节点核芯区截面抗震验算应按《建筑抗震设计规程》GB50011附录D中D.1.1-D.1.4的规定进行。但在计算装配式节点核芯区受剪承载力时,1.0。j【条文说明】:与现浇框架不同的是,在计算装配整体式节点核芯区受剪承载力时,不应考虑直交梁对节点核芯区抗剪的有利影响,这是由于预制梁与核芯区混凝土交界处在梁受弯时比较早的出现垂直裂缝。试验说明,梁端开裂后,直交梁对节点核芯区的约束76
作用不明显,故取1.0。j众所周知,在节点核芯区和柱端放置横向箍筋有三个作用:承载剪力、约束混凝土和防止柱纵向受力钢筋的压曲。研究表明,为了保证柱截面具有相同的曲率延性,横向箍筋的数量将随轴压比的加大而增加,这一点与对抗剪箍筋的要求正好相反。因为在一定范围内,柱轴压力越大,所需的抗剪箍筋会越少。因此,除了计算箍筋需要量外,尚应满足表7.4.6的要求,然后选用二者的较大值。7.3.11抗震等级为四级的节点可不进行节点核芯区受剪承载力计算,但应符合抗震构造措施的要求。7.3.12抗震设计与非抗震设计的柱端节点加密区及核芯区最小体积配箍率不宜小于表7.3.12的规定。表7.3.12框架柱端及节点核芯区最小体积配箍率(%)柱端轴压比节点核芯抗震等级0.4~0.<0.4>0.6区60.6~0.0.8~1.1.2~1.二0.88260.6~0.0.8~1.三0.60.682非抗震设计0.60.60.60.6注:1.适用于普通箍或复合箍;普通箍筋系指单个矩形箍筋;复合箍系指由矩形箍筋与菱形箍筋、或与多边形箍筋、或与拉筋组成的箍筋;2.箍筋体积配箍率为柱核芯面积范围内单位混凝土体积中所含的箍筋体积;计算体积配箍率时,对复合箍筋中箍筋相重叠的部分不宜计入;3.当柱端加密区箍筋采用复合井字箍且肢距不大于200mm、箍筋直径不小于10mm时,配箍率可采用表中较低值;当采用Ⅱ级钢作箍筋且混凝土强度等级不高于C40时,柱端最小配箍率可乘以0.85的系数,但不得低于0.6;4.当混凝土强度等级高于C40时,或Ⅳ类场地上较高的高层建筑,柱端配箍率宜取表中相应项目的较大值;5.轴压比指包括地震作用组合在内的轴向压力设计值与混凝土轴心抗压强度设计值和柱全截面面积乘积的比值。77
7.4非节点连接设计7.4.1一般规定1预制构件连接接头的形式应根据结构的受力性能和施工条件进行设计,且应构造简单、传力直接。对能够传递弯矩及其他内力的刚性接头,设计时应使接头部位的截面刚度与邻近接头的预制构件的刚度相接近。2装配式混凝土框架结构在安装过程中应考虑施工和使用过程中的温差和混凝土收缩等不利影响,宜较现浇结构适当增加构造配筋,并应避免由构件局部削弱所引起的应力集中。当钢筋采用焊接接头时,还应注意焊接程序并选择合理的构造形式,以减少焊接应力的影响。当接头的构造和施工措施能保证连接接头传力性能的要求时,装配整体式接头的钢筋也可采用其他的连接方法。3装配式混凝土框架结构接头的设计应满足施工阶段和使用阶段的承载力、稳定性和变形的要求。4计算时考虑传递内力的装配式混凝土构件接头,其灌筑接缝的细石混凝土强度等级不宜低于C40,并应采取措施减少灌缝混凝土的收缩。计算时不考虑传递内力的构件接头,应采用不低于C30的细石混凝土灌筑。【条文说明】:本条款依据《混凝土结构设计规范》))(GB50010)的有关说明,并略有提高。根据我国工程经验给出了预制构件连接接头的原则性规定。多年来的工程实践证明,这些构造措施是有效的。其中装配整体式接头处的钢筋宜采用传力比较可靠的机械连接形式。而当采用焊接连接形式时,应考虑焊接应力对接头的不利影响。5装配整体式结构构件的连接,应能保证结构的整体性。【条文说明】:本条指出了构件之间的连接应遵守的原则:通过连接的承载力来发挥各构件的承载力、变形能力、从而获得整个结构良好的抗震能力。6当预制构件组装到一个结构体系中时,在设计中应考虑接头和接头附近区域产生的力和变形。【条文说明】:本条款依据ACI318的有关说明。预制构件的结构性能与同类现浇构件相比可能有实质性差异。在预制结构中要求对接头的设计作专门考虑,以尽可能减小或能够传递由收缩、徐变、温度变化、弹性变形、不均匀沉降、风和地震所引起的力。78
7应对相互连接的构件误差作出规定。预制构件和接头的设计应考虑到这类误差的影响。【条文说明】:本条款依据ACI318的有关说明。预制构件和接头的设计对单个构件的尺寸误差及其在结构中的位置误差特别敏感。为了避免错误理解,在设计中允许的误差应在合同文件中作出说明。8各种连接方式的传力性能应通过理论分析或试验确定。【条文说明】:本条款依据ACI318的有关说明。9当接头使用具有不同结构特性的材料时,应考虑材料的相对刚度、强度和延性。【条文说明】:本条款依据NZS3101的有关说明。当一个接头中的各种组分(例如螺栓、焊缝、钢板、预埋件)具有不同的特性时,这些特性会影响接头的整体性能。7.4.2梁梁现浇连接1现浇连接的接头位置可设置在梁跨中,也可设置在靠近柱边1倍梁高处。2现浇连接应符合以下构造要求:1)与现浇混凝土接触的预制构件表面应清洁、无浮浆,并应是凹凸不小于6mm的自然粗糙面;2)预制构件的纵筋应全部或部分伸入现浇混凝土中。钢筋可采用机械连接或焊接连接。3现浇连接可通过不同的方法来实现剪力和弯矩传递。主要的连接类型如图7.4.2所示。79
图7.4.2现浇连接【条文说明】:本条款主要依据《混凝土结构设计规范》(GB50010)的有关说明。为了提高接合面的抗剪承载力,要求预制构件表面混凝土振捣后不经抹平而形成自然粗糙面,以形成本条规定的凹凸程度。预制构件的纵筋应通过伸人后浇混凝土的长度保证纵筋有效地锚固在后浇混凝土内。接头位置的设置依据CEB-FIB的有关说明。框架梁的塑性铰一般出现在梁端,现浇连接接头的位置应避免设置在塑性铰区。7.4.3梁梁企口式连接1企口(图7.4.3-1)应符合以下构造要求:1)企口处应设置足够的箍筋和附加纵筋;2)保证企口处纵筋伸入梁内有足够的锚固长度;3)企口接合处的可靠性要高于底部纵筋的可靠性。图7.4.3-1企口连接2企口截面的受剪承载力,应满足下列要求:80
图7.4.3-2企口的破坏模式及配筋要求企口有五种破坏形式:①受拉或受弯破坏;②交界处截面的直剪破坏;③凹角处的斜拉破坏;④伸出端的斜截面破坏;⑤端部斜截面破坏。具体的计算方法如下:1)抗弯和抗拉计算:为承担梁端V和N所产生的弯矩和水平力,需要配置的钢筋面积应为:1ahAAA[V()N()]sfnuufddy(7.4.3-1)式中:——取=0.75;Nu—取0.2倍Vu;a—剪跨,反力到受力钢筋Ash的距离;h—企口的高度;d—受力钢筋As到梁顶的距离;fy—钢筋屈服强度。2)企口部位的垂直抗剪计算计算竖向力作用下企口抵抗剪切破坏所需的配筋。穿过垂直裂缝②的钢筋As、Ah可按下式计算:2VAAsr3fye(7.4.3-2)81
NuArfy(7.4.3-3)A0.5(AA)hsr(7.4.3-4)式中:——取=0.75;fy—钢筋屈服强度;66.910bhee——有效摩擦系数,Vu,其中系数对普通混凝土取1.0,3.4为剪力摩擦系数,对整浇混凝土取1.4,且e。3)凹角处抗拉计算:穿过凹角处裂缝的(裂缝③)钢筋面积Ash应为:VuAshfy(7.4.3-5)式中:——取=0.75;fy—钢筋屈服强度;4)企口部位斜截面抗剪计算:在缺口梁的企口部需要设置一定量的箍筋和水平钢筋来抵抗剪力作用,且应该满足:V(AfAf166bdf)uvyhyc(7.4.3-6)1VuA(166bdf)uc2fy(7.4.3-7)5)端部斜截面破坏:此破坏形式为预制梁本身的受剪破坏,可采用《混凝土结构设计规范》GB50010中的抗剪公式进行验算。钢筋的锚固应符合下列要求:82
(1)钢筋As、Ah和Ash应分别在与其相交的裂缝(裂缝②和裂缝⑤)之后留有至少1.0倍的锚固长度,如图7.4.3-2所示;(2)钢筋可以通过焊接在预埋件上、弯钩等方式进行锚固;(3)钢筋Ash应尽量布置在凹角处。【条文说明】:当箍筋离企口边大于某一距离时,其应变相对于企口处箍筋的应变要小得多,说明此处的箍筋不能充分发挥作用。箍筋应布置在靠近企口的某一范围内,这样不仅能提高构件在企口处的极限抗剪承载力,而且能抑制裂缝的扩展。从试验情况分析,这一范围大约为2h1/3(h1为缺口处梁高)。通过合理的构造措施,保证接合处的受力的可靠性,减小企口接头对整梁的受力性能的影响。企口截面的受剪承载力计算参考自PCIDesignHandbook的相关内容。7.4.4梁梁齿槽式连接齿槽式连接的设计计算和构造要求,参考本规程条文7.3.4。7.4.5榫式柱连接1榫式柱连接可适用于民用房屋。柱截面尺寸不宜小于400mm×400mm,榫头下端截面面积不应小于120mm×120mm。榫式柱连接的位置宜设在楼面以上1.0m处。2榫式柱连接(图7.4.5-1)应符合下列构造要求:1)榫头高度不应小于500mm,也不宜小于25倍柱纵向受力钢筋直径;榫头的上部宜做成平角;后浇混凝土时应在上部留30mm的缝隙,后捻干硬性细石混凝土;2)柱纵向受力钢筋宜采用剖口焊连接;当钢筋根数较少或施工条件限制时,也可采用绑条焊或搭接焊等,焊口位置宜在接头的中部;3)榫头内纵向受力钢筋不应少于4根,直径不应小于10mm;配筋率不宜小于榫头上部截面面积的1%;榫头内箍筋直径不宜小于8mm间距不宜大于100mm;必要时,榫头底部可预埋钢板,与下柱点焊连接;4)下柱顶部的钢筋网片按局部受压计算确定;当为非局部受压控制时,应不少于3片,钢筋直径不宜小于8mm,网孔不宜大于100mm×100mm;5)连接处柱的纵向受力钢筋每侧多于3根时,应设置复合箍;连接处的体积配箍83
率应满足表7.3.6的要求。图7.4.5-1榫式柱连接3榫式柱连接在施工吊装阶段应按下列规定进行承载力验算:上柱榫头(图7.4.5-2中1-1截面)受压承载力,应符合下列公式要求:当榫头内不设置钢筋网片时:""NfAfA(7.4.5-1)1ccys当榫头内设置钢筋网片时:""N(f2f)AfA(7.4.5-2)1cvycorys式中:N——施工吊装阶段作用于上柱榫头底部截面的轴向压力设计值;1f——混凝土轴心抗压强度设计值;c84
A——榫头底部截面面积;c"f——榫头内纵向钢筋抗压强度设计值;y"A——榫头内纵向受压钢筋的总截面面积;cA——榫头下端的核芯截面面积;cor——榫头内钢筋网片体积配箍率,按式7.4.5-6计算。v图7.4.5-2榫式柱连接施工吊装阶段验算截面2)下柱柱端(图7.4.5-2中2-2截面)局部受压承载力,可按下列公式进行计算。N(f2f)A(7.4.5-3)1lcvcorylAb(7.4.5-4)lAlAcor(7.4.5-5)corAlnAlnAl1s112s22(7.4.5-6)vAscor85
图7.4.5-3局部受压计算底面积Ab式中:N——施工吊装阶段轴向压力设计值,包括相应范围内预制混凝土构件自重、1后浇混凝土自重和施工活荷载产生的轴向压力;——混凝土局部受压时的强度提高系数;lf——预制构件混凝土轴心抗压强度设计值;c——钢筋网片体积配筋率;l——配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数;corf——网片钢筋抗压强度设计值;yA——局部受压面积;lA——局部受压时的计算底面积,根据局部受压面积与计算底面积同心、对称b的原则确定(图7.4.5-3);A——配置焊接钢筋网片范围内的混凝土核芯面积,且AA;corcorbl、l——方格网片两个方向的长度;12n、A——方格网片沿方向的钢筋根数、单根钢筋的截面面积;1s1n、A——方格网沿方向的钢筋根数、单根钢筋的截面面积;2s2s—方格网片的间距。86
【条文说明】:在我国装配式民用房屋中,柱与柱采用桦式连接为最多,有成熟的经验。这种连接的特点是利用上柱下端的小桦头承受施工吊装阶段荷载,再通过连接柱子钢筋和后浇混凝土形成刚性连接。这种连接的优点是节约接头用钢量,施工吊装方便,受力可靠。关键是要做好接头钢筋焊接和后浇混凝土浇捣这两项工序,工程质量是有保证的。早在60年代到70年代中期,冶金部建筑研究总院、北京市建筑设计院等单位结合工程实践,对桦式柱连接进行过全面试验,包括:桦头尺寸、禅头坡角、钢筋剖口焊的焊接应力测定,吊装时在桦头下垫铁片、垫砂、垫砂浆的效果,接头后浇混凝土的浇捣方法等。受力性能进行过轴心受压、小偏心和大偏心受压静载试验。现对几个构造问题说明如下:1)桦头尺寸在满足施工吊装阶段局部受压要求下,桦头不宜过大,以免接触面不平;桦头小一点对后浇混凝土灌实也有利。桦头的斜度及上坡角越小越好。因为试验表明,在使用荷载下接头出的压缩变形比柱体要大一倍以上,桦头在变形沉降时对后浇混凝土会产生一定的水平推力导致混凝土开裂。水平推力的大小与坡角成正比。因此做成直桦头,上坡角做成平角最为有利。后浇混凝土时上部留下30mm左右的缝隙,用于硬性细实混凝土捻实。2)焊接应力上、下柱筋经焊接冷却后产生收缩,这种收缩受到桦头的阻止,而自由长度的钢筋内即产生拉应力(焊接应力)。焊接应力与钢筋直径、钢筋自由长度、剖口型式、上下钢筋之间的间隙以及施焊工艺等因素有关。经冶金部建筑研究总院和四川省机械化施工公司等单位实测表明,直径d=20mm-30mm的钢筋在桦头高度为400mm的情22况下,平均焊接应力达到170N/mm-230N/mm,焊接应力占承载能力的比值为5%-12%。但是,试验表明,在房屋建成后,由于接头处灰浆压实,后浇混凝土的收缩和徐变,钢筋应力得到一定的放松,焊接应力有所降低。在外荷载加大时,钢筋中的拉应力不是一开始就和焊接应力叠加,而是在平衡了钢筋中的焊接应力后,钢筋应力才在原有焊接应力的基础上开始增加,构件的极限承载力不超过一定限值时,将不会影响接头承载能力。3)桦头高度主要考虑焊接应力的影响。经观察,如桦头高度(钢筋自由长度)不小于23d(d=30mm)-25d(d=20mm)时,柱体混凝土完好无拉裂现象。另外,还考虑到便于校正钢筋和后浇混凝土等因素,故确定桦头高度不应小于500mm和不宜小于25d。4)桦头内配筋不宜太密。网片要少放,否则施工制作不便,混凝土不易捣实。桦头内纵筋直径也不宜过大,否则因传力长度限制,钢筋强度不能充分发挥。87
另外,需要说明的是,关于桦式柱连接使用阶段整体截面受压承载力计算,过去我国习惯于采用等效轴力的办法,将偏心受压截面转化为轴心受压进行验算。但是这样转换与实际受力状况有一定的出人,而且计算所得的抗力往往偏大。试验表明,桦式柱连接如采取后浇混凝土强度等级提高两级、接头处箍筋加密等构造措施,则连接处的实际抗力比柱体约高10%-20%,破坏均发生在柱体而不在连接处。因此,本规程规定,当符合构造要求时,桦式柱连接可不需进行使用阶段受压承载力计算。7.4.6浆锚式柱连接:1浆锚式柱连接适用于抗震等级为三级的民用房屋受压弯构件,不得用于受拉构件。柱截面尺寸不宜大于400mm×400mm。柱纵向受力钢筋总根数不宜多于4根。浆锚式柱连接的位置宜设在楼面以上1.0m处。2浆锚式柱连接(图7.4.6)应符合下列构造要求:1)柱混凝土强度等级不宜低于C30;浆锚及水平接缝的砂浆宜用无收缩快硬硅酸22盐水泥配制,一天强度不宜低于25N/mm,28天龄期的强度不宜低于50N/mm;2)当柱中的纵向受力钢筋采用月牙纹钢筋时,其在浆锚孔内的搭接长度对非抗震设计不应小于25d,对抗震设计不应小于30d,d为浆锚插筋直径;88
图7.4.6浆锚式连接3)浆锚预留孔的直径应大于浆锚插筋直径的3倍且不应小于60mm;预留孔孔壁应保持粗糙或设构造齿槽;预留孔长度应比浆锚插筋下端长50mm;预留孔的位置必须符合设计要求;4)当浆锚插筋直径不大于20mm时,在上、下柱端浆锚插筋范围内应分别设置5道o直径不小于8mm的封闭箍筋,其间距不宜大于100mm;箍筋末端应改成135弯钩,弯钩端头延伸长度不应小于10d,d为箍筋直径;5)上、下柱端应按构造要求设置钢筋网片,且不宜少于3片。3浆锚式柱连接正截面受压承载力应按《混凝土结构设计规范》GB50010。偏心受压构件进行验算(图7.4.3.2中1-1截面),此时应取该截面的轴向压力及弯矩设计值,柱截面有效高度应取浆锚插筋处的h01计算。条文说明:参考《装配整体式混凝土住宅体系设计规程》(上海)8.3.2条。89
本条依据《钢筋混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程》)(CECS43)的有关说明。浆锚式柱连接的特点是利用高强砂浆锚固柱纵向受力钢筋,取消了现场焊接和后浇混凝土,施工方便。这种连接多用于民用框架或轻板框架中。主要关键是浆锚孔和插筋的位置要准确并保证浆锚质量。对浆锚式柱连接,自70-80年代,苏州水泥制品研究所、北京市建筑设计研究院、河南建筑材料研究设计院等单位曾先后进行过多方面试验,包括:浆锚砂浆和浆锚钢筋锚固性能试验,浆锚式柱受压、受弯试验。试验表明,采用1:1早强水泥砂浆或浇注水泥砂浆具有早硬早强和微膨胀性能,比普通硅酸盐水泥砂浆的抗拔力可提高20%左右,2一天强度可达20N/mm。在采用这种砂浆、螺旋形浆锚孔、孔壁配环向箍筋的拔出试验22中,当砂浆强度大于30N/mm时,平均粘结强度均大于100N/mm。采用11级钢筋锚固长度大于8d的,钢筋均可达到屈服应力。如锚固长度大于15d,则钢筋屈服后产生颈缩,最终拔出破坏。但是,在进行受弯试验时,由于弯矩的影响,受拉区开裂较早,弯曲受拉比轴心拔拉的极限承载力约低2000。河南建筑材料研究设计研究院进行的浆锚柱低周反复弯曲试验指出,其强度、延性和耗能特性均能满足抗震要求,大于4,极限荷u载下反复循环22次,承载力只下降12%左右。但浆锚钢筋有0.02mm-0.14mm的滑移。为安全计,现规定浆锚式柱连接不得用于偏拉构件。为保证浆锚插筋有可靠的约束,应在浆锚孔范围内设置必要的封闭加焊箍筋。箍筋0末端应做成135钩,并延伸到核芯区内锚固。本条规定的构造箍筋适用于插筋直径不宜大于20mm。如浆锚插筋直径大于20mm时,箍筋数量尚宜按下式做出计算:AfsyAshnfyv式中:A——根插筋的截面面积;sA—一排箍筋的截面面积;shf——插筋抗拉强度设计值;yf——箍筋抗拉强度设计值;yvn—箍筋排数。90
7.4.7插入式柱连接:1插入式柱连接接头位置宜设在柱子中部且柱中轴向压力对截面重心的偏心距e0不大于0.35h0的部位。柱截面尺寸不应小于400mm×400mm。2插入式柱连接(图7.4.7-1)应符合下列构造要求:1)上柱榫头长度lk不宜小于柱截面高度,且不应小于450mm;2)下柱杯壁厚度th可取80-100mm;杯口竖缝c可取20mm;水平接缝a不宜大于15mm;水平接缝d可取20mm;3)榫头内纵向受力钢筋与上、下柱体内纵向受力钢筋的搭接长度宜满足《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定;4)接头处上、下柱体内应配置封闭加焊箍筋,其中三道封口箍筋应采用直径不小于12mm、间距不大于50mm;其它加密的封闭箍筋宜采用直径不小于10mm、间距不大于100mm;杯壁箍筋应为4肢箍;5)榫头与杯壁的竖向侧面上应各设三道构造齿槽,齿深及齿高可取20-25mm。3插入式柱连接使用阶段正截面受压承载力应按《混凝土结构设计规范》GB50010偏心受压构件进行验算,此时应取该截面的轴向压力及弯矩设计值,截面有效高度应取榫头纵向受拉钢筋处的h01(图7.4.7-2)计算。柱轴向压力偏心距e01可按下列公式计算:Mtche(7.4.7-1)01N2式中:t——杯壁厚度;hc——竖缝宽度;N、M——插入式柱连接处组合的轴向压力及弯矩设计值。计算偏心距离增大系数时,应取柱体截面尺寸,并按《混凝土结构设计规范》GB50010有关规定计算,但应将计算值乘以系数1.05。91
图7.4.7-1插入式柱连接4插入式柱连接施工中应满足下列要求:1)柱子模板宜通长整根预制,并应双向定准中心线;2)制作柱子杯口时,可先铺底层混凝土,再放置杯口内阴模;杯口混凝土必须振捣密实;3)吊装上柱时,应在下柱杯口上设置小垫块,调整柱子高度及垂直度;吊装就位灌浆后,应设临时支撑;4)接缝灌浆可采用压力灌浆和自重挤浆两种方法:压力灌浆的压力应保持在,压力灌浆孔应与杯口底同高,在图7.4.7-1的1-1截面处进行临时封缝,每面应留一排气孔;自重挤浆的砂浆体积应为接缝空隙体积的1.5-2.0倍,吊装时应对准上、下柱两个92
方向的轴线一次就位;5)接缝砂浆宜用无收缩快硬硅酸盐水泥配制,砂浆强度等级应比柱体混凝土强度2等级提高两级,强度达到20N/mm后方可进行上层柱的吊装。图7.4.7-2插入式柱连接处截面有效高度【条文说明】:插人式柱连接的特点是下柱做成杯口,上柱桦头插人杯口,接缝用高强水泥砂浆压力灌浆或自重挤浆填实形成刚性连接。它具有构造简单、预制及吊装方便,无焊接等优点。主要问题是在偏心力作用下,接缝处较易产生构造裂缝。根据试验资料,只要控制纵向力偏心距e0.35h,构造裂缝可以满足裂缝控制要求。故限用于偏心距00e0.35h的偏心受压柱段。00插人式柱连接在国内外已有工程使用经验。西安冶金建筑学院和西北电力设计院合作在70年代对插人式柱连接进行过较系统的轴压、偏压和反复荷载下的性能试验,试件达33个。试验表明,插人式柱连接的破坏形态主要是正截面破坏和斜截面破坏。根据试验结果,提出了合适的构造措施,提出了正截面承载力计算公式,对斜截面受剪承载力可通过构造来保证。另外,在接头区配置焊接封闭箍筋十分重要,它不仅可保证斜截面承载力还可以提高正截面承载力和延性。桦头长度(lk)主要满足纵向受拉钢筋的传力和锚固要求。当榨头较短(l0.6h)kc时,在桦头受拉纵筋尚未屈服之前,接头已被爵开;当l0.6h。时,直到破坏,桦头kc和杯壁仍能很好共同工作;如桦头过长(l2h),则受压杯壁较早破坏,反而不利。当kc桦头长度小于《混凝土结构设计规范》GB50010规定的钢筋搭接长度时,根据试验经验,可将桦头内纵向钢筋弯向对边。93
杯壁厚度(th,tb),需综合考虑施工、强度、刚度和接缝张裂等因素,不宜太薄,否则浇混凝土困难。竖缝宽度©不能过小,以免吊装插人困难;水平接缝(a)不宜过厚,因受力后产生横向变形,对承载力和刚度反而不利。插人式柱连接使用阶段正截面(图7.4.7-1中的1一1截面)承载力计算时,当受拉区砂浆应力超过其抗拉强度或粘结强度时,可能出现构造裂缝,脱离工作。故计算截面有效高度时取桦头处的h01,纵向力偏心距亦相应改变。又因1-1截面局部刚度有所减弱,其偏心距增大系数较整浇柱的值略有增加,故将结果乘以1.05系数。7.4.8套管式柱连接1套管式柱连接可适用于民用房屋。套管式柱连接分为钢套管连接和钢波纹管连接两种,其位置可设置在柱反弯点或楼板处。预制混凝土套管叠合柱连接可参考本章要求进行设计,应通过计算和构造确保连接可靠。2套管式柱连接(图7.4.8)应符合下列构造要求:1)水平接缝的砂浆可采用水泥砂浆或环氧树脂砂浆;2)应在灌浆部位的下部和上部分别设置灌浆管和排浆排气管。图7.4.8套管式柱连接94
8剪力墙设计8.1一般规定8.1.1配式混凝土剪力墙结构可分为全预制剪力墙结构、部分预制剪力墙结构和多层剪力墙结构。【条文说明】:全预制剪力墙结构、部分预制剪力墙结构主要用于高层建筑。多层剪力墙结构又可称为多层大板结构。8.1.2装配式剪力墙结构的布置应符合下列要求:1面形状宜简单、规则,应沿两个主轴方向双向布置剪力墙,两个方向的侧向刚度不宜相差过大,不应为平面扭转不规则结构;【条文说明】:高层建筑结构要有较好的空间工作性能,故双向布置形成空间结构。抗震结构中,宜使两个方向刚度接近。2向体形宜均匀、规则,竖向布置宜连续,竖向主抗测力构件应该上下对齐、连续贯通;避免突变或者应力变形集中,不应为楼层侧向刚度不规则结构或层间受剪承载力不规则结构;对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强或采用隔振、减震措施;3预制剪力墙的墙肢截面宜简单、规则。预制剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁。应避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。4在装配式混凝土剪力墙结构平面横向墙体布置时,两侧端部山墙宜布置预制承重墙板;内墙可根据结构横向抗侧力需要设置预制承重墙板或预制轻质填充墙板。【条文说明】:考虑到重庆市属于低烈度区、山地结构及复杂结构较多、风荷载一般较小的特点,有些技术内容暂无规范可循,此次修订扩大了剪力墙结构体系的适用范围。8.1.3预制剪力墙构件可采用整块预制墙片、预制叠合墙片。预制剪力墙板宜在工厂制作,必要时也可在现场生产。预制剪力墙构件制成后,应经养护,达到设计强度后方可运抵施工现场。预制剪力墙构件安装就位后应与现浇部分整浇形成整体结构。【条文说明】:预制叠合剪力墙是实现剪力墙结构住宅产业化、工厂化生产的一种方式。与预制混凝土构件相同,预制叠合剪力墙的预制部分即预制机那里的抢板在工厂加工制作、养护,达到设计强度后运抵现场。带建筑饰面的预制剪力墙板不仅可作为预制叠合剪力墙的一部分参与受力,还可兼做外墙模板,可提高效率保证质量。预制剪力墙板外侧建筑饰面可根据需要在工厂一并制作完成。95
8.1.4位于斜坡上的掉层、吊脚、退台、错层等山地建筑,结构布置尚应遵循以下原则:1应保证场地及边坡在新建房屋作用下的稳定性。2合理选择结构的嵌固端。边坡宜优先采取独立设计的挡土结构,保证上接地部位坡地的稳定性,并应限制边坡变形。3合理控制山地结构刚度比、强度比、扭转效应等指标。【条文说明】:重庆是山城,山城结构有着特有的结构形式和地域特点。此条文规定了斜坡山地建筑结构的布置原则。8.1.5抗震设计时,全预制装配式剪力墙结构,不应有较多短肢剪力墙;外墙预制、内墙现浇的装配式剪力墙结构,不宜有较多短肢剪力墙。当有较多短肢剪力墙时,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;【条文说明】:短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙;有较多短肢剪力墙是指,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%。应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力;结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。8.1.6全预制剪力墙结构及部分预制剪力墙结构的结构计算分析方法和一般剪力墙结构相同,除本章特别规定外应符合现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)相关规定。8.1.7对多层剪力墙结构,在水平荷载作用下结构的侧向位移计算值应放大1.2倍。8.1.8预制叠合剪力墙取有效厚度参与整体计算,全部预制剪力墙板取实际厚度参与整体计算。【条文说明】:有效厚度的取值可参考下图96
8.1.9本规程设计的装配整体式剪力墙结构,结构的整体作用(荷载效应)计算可采用与现浇剪力墙结构同样的方法进行。8.1.10预制构件间连接设计应满足传力明确和构造可靠的要求。预制装配整体式剪力墙结构竖向抗侧力构件通过现浇连接带、竖向主承力钢筋浆锚连接等形成整体,抗震设计时,需加强连接构造和必要的设计验算,保证其受力整体性和连续性。8.2剪力墙构件设计8.2.1预制剪力墙的墙肢截面设计及构造要求,除本章特别规定外应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011)及行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)的相关要求。8.2.2预制剪力墙板可采用矩形或“L”形板,板高不大于6.0m,单块预制剪力墙板板重不宜大于6t。开洞预制剪力墙板洞口宜居中布置。8.2.3装配整体式剪力墙结构构件宜按房间的开间、进深以及门窗、楼梯、电梯井洞口位置分块,同时必须考虑构件形状、构件重量、拼缝位置、吊装机具起吊能力等因素,楼板、屋面板考虑起吊运输及施工方便宜设计成单向板。8.2.4墙板上的孔洞宜做成圆孔,当设置成方孔时转角部位(如门窗口角部)应作成小圆角,并应配置不少于2φ8的斜向钢筋或φ4小网片。墙面埋设的连接用预埋件锚板宜凹入板面10~15mm,连接件焊接后应进行清理,涂防锈漆并用砂浆抹平。8.2.5预制墙板、楼板的分块大小划分应充分考虑施工现场垂直运输吊装机械的起重载荷、起升高度和工作幅度的能力。预制墙板高度可按单个楼层高度或两个楼层高度划分。墙板的竖向拼缝宜避开暗柱位置,预制墙板、叠合板的分块划分应尽量减少构件的种类和型号。8.2.6装配整体式剪力墙结构构件设计除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》97
GB50010的相关规定,尚应进行施工阶段受力和变形验算:1装配整体式剪力墙结构的预制构件应对脱模、起吊、运输和安装等工况进行承载能力极限状态计算,包括构件截面承载力计算以及必要的抗倾覆和稳定验算。2装配整体式剪力墙结构预制构件应进行正截面挠度验算和抗裂验算。正截面抗裂验算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定进行,并按一般要求不出现裂缝的构件验算。3装配整体式剪力墙结构预制构件应进行挠度验算,挠度验算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定执行。预制构件挠度验算可不考虑荷载长期作用的影响,取构件短期刚度进行验算。构件挠度限值可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定执行,并按使用上对挠度有较高要求的构件进行取值。【条文说明】:安装阶段应考虑临时支撑的有利作用。8.2.7装配整体式剪力墙结构体系的全预制构件和叠合式构件,均应合理地设计配筋;应避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于构件破坏。预制叠合剪力墙的计算和普通剪力墙一样,除满足本规范外,还应满足现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)的相关规定。【条文说明】:预制叠合墙和普通剪力墙仅制作过程和生产工艺不同,故可采用相同的计算和设计原则。预制叠合墙的重点在于可靠的构造措施,保证与现浇部分的整体性。8.2.8阳台、空调板、挑檐等悬挑构件当施工方便并安全可靠时可与楼板、屋面板合并设计成大型构件;当限于模板、起吊能力需分开预制后现场连接时,应通过可靠的插筋叠合现浇或浆锚连接实现悬挑构件与主体结构形成刚接,连成整体。对于层数大于10层的高层建筑,对该部分连接进行设计及构措施造时,尚应考虑竖向地震作用的影响。【条文说明】:地震作用的考虑可以参考《建筑抗震设计规范》GB50011中5.3节关于考虑竖向地震作用的情况。8.3节点及接缝设计8.3.1装配整体式剪力墙结构各构件连接要求除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011)及现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)的相关要求外,还应满足以下要求:98
1装配整体式剪力墙结构各构件间的连接应能保证结构的整体性;2装配整体式剪力墙结构各构件间的连接破坏不应先于构件破坏;3装配整体式剪力墙结构各构件间的连接的破坏形式不能出现钢筋锚固破坏等脆性破坏形式;4装配整体式剪力墙结构各构件间的连接构造应符合整体结构的受力模式及传力途径。5预制构件的连接节点设计应满足结构承载力和抗震性能要求,宜构造简单,受力明确,方便施工。【条文说明】:承载力设计公式可根据《混凝土结构设计规范》(GB50010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011)及《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)的相关公式计算。8.3.2预制剪力墙的顶面、底面和两侧面应处理为粗糙面或者制作键槽,与预制剪力墙连接的地梁上表面和圈梁上表面也应处理为粗糙面。粗糙面露出的混凝土粗骨料不宜小于其最大粒径的1/3,且粗糙面凹凸不应小于6mm。8.3.3对高层装配式剪力墙结构,楼层内相邻预制剪力墙的连接应符合下列规定:1边缘构件应现浇,现浇段内按照现浇混凝土结构的要求设置箍筋和纵筋;预制剪力墙的水平钢筋应在现浇段内锚固,或者与现浇段内水平钢筋焊接或搭接连接。2相邻预制墙片之间如无边缘构件,应设置现浇段,现浇段的宽度应同墙厚,现浇段的长度,当预制剪力墙的长度不大于1500mm时不宜小于150mm,大于1500mm时不宜小于200mm;现浇段内应设置竖向钢筋和水平环箍,竖向钢筋配筋率不小于墙体竖向分布筋配筋率,水平环箍配筋率不小于墙体水平钢筋配筋率;预制剪力墙的水平钢筋应在现浇段内锚固,或者与现浇段内水平钢筋焊接或搭接连接。3现浇部分的混凝土强度等级应高于预制剪力墙的混凝土强度等级两个等级或以上。【条文说明】:墙片水平钢筋如为单排,可在现浇段内通过附加钢筋焊接连接,或者通过预埋件焊接连接;双排水平钢筋可形成锚环锚固在现浇段内,现浇段内竖向钢筋宜穿过锚环。8.3.4对多层预制装配式剪力墙结构,楼层内相邻预制剪力墙的连接应符合下列规定:1外墙转角、内墙转角、纵、横墙交接部位、相邻预制剪力墙之间应设置现浇段,现浇段的宽度应同墙厚,现浇段的长度应满足水平钢筋连接的要求;99
2现浇部分的混凝土强度等级应高于预制剪力墙的混凝土强度等级两个等级或以上;3预制剪力墙的水平钢筋应伸入现浇段;相邻墙片的水平钢筋可在现浇段内焊接连接或者锚固;现浇段内应设置竖向钢筋,配筋率不小于墙体竖向分布筋配筋率。8.3.5上下层相邻预制剪力墙的连接应符合下列规定:1预制剪力墙底与现浇圈梁之间应座浆,座浆宜采用高强灌浆料或者干硬性水泥砂浆,上、下构件内的竖向受力主筋采用浆锚钢筋连接,拼接缝内压注无收缩灌浆料。座浆厚度不宜大于20mm,其立方体抗压强度应高于预制剪力墙混凝土立方体抗压强度10MPa或以上,且不应低于60MPa;2预制剪力墙的竖向钢筋可采用浆锚套筒连接、浆锚搭接连接。【条文说明】:普通的座浆拼缝,均为无粘结界面。如采用结构胶等材料作为座浆材料,或者对拼缝采用界面剂进行处理时,可作为有粘结界面。8.3.6装配式剪力墙结构每层楼面处应设置封闭的现浇钢筋混凝土圈梁,圈梁截面宽度不应小于剪力墙的厚度,截面高度不小于楼板厚度及120mm的较大值。圈梁应与现浇或者预制叠合楼盖或屋盖浇筑成整体。8.3.7预制剪力墙之间可采用现浇连梁,连接构造如图8.3.9所示。负弯矩钢筋设置在现浇层内,正弯矩钢筋在现浇连梁内与预制墙片伸出的钢筋连接,可采用搭接、焊接或者机械连接。现浇连梁与预制墙片的结合面处,预制墙片上宜设置键槽。8.3.8对高层预制剪力墙结构,上下层相邻预制剪力墙的竖向钢筋连接,应符合下列规定:1边缘构件的每根竖向钢筋应各自连接;2竖向分布钢筋宜每根各自连接;或者采用单排钢筋连接,连接钢筋的间距不宜大于400mm,强度不应小于上下层被连接钢筋强度较大者的1.1倍,连接筋总量不得小于竖向分布筋总量,钢筋搭接长度应符合现行国家标准的规定;3预制墙板相邻下层为现浇剪力墙时,墙板竖向钢筋自下表面伸出,锚入下层现浇墙体内,与下层墙体钢筋的搭接长度应符合现行国家标准的规定。8.3.9对多层预制剪力墙结构,上下层相邻预制剪力墙的竖向钢筋连接,应符合下列规定:1宜采用单排钢筋连接;2贯穿墙板水平接缝的连接筋规格数量,应由计算确定,但不得小于同层墙体钢筋100
总量;连接钢筋间距不大于1m;强度不应小于上下层被连接钢筋强度较大者,钢筋搭接长度应符合现行国家标准的规定;3墙片最外侧的竖向连接钢筋与墙片缘边间距不小于100mm;4竖向连接筋也可通过预埋件焊接连接。8.3.10预制剪力墙的连梁应符合下列规定:1连梁水平钢筋在墙肢内的锚固长度应符合现行国家标准的规定;2预制外墙的窗上墙及预制内墙的门上墙应采用箍筋与现浇圈梁连接,形成叠合连梁;3预制外墙的窗下墙竖向分布筋可不与下层墙钢筋连接,宜锚入现浇圈梁内。8.3.11同一楼层内,预制墙板应通过竖向现浇段和水平现浇带或圈梁,实现墙体、墙体与楼盖结构的整体式连接。宜根据对连接性能的设计要求,分别采用适宜的连接方式。连接构造做法应与结构整体计算模型相吻合,并使预制墙板在制作和安装施工环节简便易行。【条文说明】:可参考本规程的8.3.10条规定8.3.12多层剪力墙结构基础,在与墙板竖缝对应位置上应设置基础暗柱或构造柱,暗柱或构造柱连带竖向钢筋应深至基础底部;基础顶面应设置圈梁,预制墙体的连接筋与全亮内钢筋搭接或焊接连接。8.3.13当屋顶采用预制女儿墙时,应采用与下部墙板结构相同的分块方式和节点做法,女儿墙板内侧应设凹槽预埋木砖,便于屋面防水油毡收头。101
9非承重外墙板设计9.1一般规定9.1.1预制非承重外墙板可按下列要求进行分类:1按其自身构造可分为单一外墙板和夹心保温外墙板。2按其与主体结构连接形式可分为悬挂式和侧连式两种。3按其外饰面种类可分为素面(清水面)外墙板、面砖饰面外墙板及石材饰面外墙板。4按其材质可分为混凝土外墙板及轻质外墙板。【条文说明】:预制外墙板是实现住宅产业化、工厂化生产的一种方式。带建筑饰面的预制外墙板其外墙立面在工厂一次加工,不需要二次装修。这种工法节省成本、提高效率、保证质量,可明显提高预制住宅建设的工业化水平。悬挂式连接是指墙板顶端或底端其中一端与梁可靠连接,墙板两侧与竖向构件不连接,墙板另一端宜采用限位连接;侧连式连接是指墙板顶端与梁可靠连接,墙板两侧伸出钢筋锚入竖向构件,墙板底部可采用限位连接构造;9.1.2非承重外墙板的极限承载力应根据相应的试验确定。9.1.3非承重外墙板应按围护结构进行设计。其与主体结构的连接构造应具有足够的承载力、刚度和适应主体结构的变位能力;在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用等不利组合及主体结构变形影响下,应具有安全性。9.1.4预制外墙板之间的接缝应满足力学、耐候、耐久、环保和防火性能;应同时采用材料防水和构造防水的方式,保证接缝的防水、防潮性能。采用材料防水时,防水材料应具有一定的弹性。9.1.5预制外墙挂板与主体结构的连接宜采用柔性连接构造,连接节点应采取可靠的防腐蚀和防火措施,保证设计使用年限内的安全性。9.1.6预制混凝土外墙板的混凝土强度等级应不低于与其相连的结构构件的混凝土强度等级,且不宜低于C30。9.2墙板设计9.2.1非承重外墙板在抗震设计设防烈度要求的地震作用下经修理后应可使用,在罕遇102
地震作用下不得脱落。9.2.2非承重外墙板及其连接节点处的荷载、作用及荷载组合应符合本规程第6章的要求。9.2.3非承重外墙板应根据《混凝土结构设计规范》GB50010进行承载力极限状态和正常使用极限状态的验算,同时应对墙板在脱模、吊装、运输及安装等过程的各工况进行验算。9.2.4非承重外墙板挠度限值(是否改为适应变形能力)为1/200,裂缝控制等级为三级,最大裂缝宽度允许值为0.2mm。9.2.5连接构造节点的设计应满足下列要求:1外墙挂板的最大层间位移角,混凝土结构为1/200,钢结构为1/100。2满足吸收外墙挂板施工过程的偏差三维调节要求。3具有适应外墙板的极限温度变形能力。9.2.6预制非承重外墙板及其连接宜采用基于性能目标的设计方法。抗震性能目标可按表9.2.6的要求选用。表9.2.6外墙板及不同部位连接的抗震性能目标性能外墙形式多遇地震设防烈度地震罕遇地震目标预制外墙不屈服,预制外墙不屈服,悬挂式1弹性预制外墙顶缝弹性预制外墙顶缝不屈服一预制外墙不屈服,预制外墙屈服,预制外墙顶缝弹性1弹性预制外墙顶缝不屈服,一,侧缝屈服侧连式侧缝不屈服预制外墙屈服,2弹性预制外墙顶缝不屈服,侧缝屈服1当选用不屈服目标时,构件及连接的抗震验算应符合下列规定:SR(9.2.6-1)103
SSSSSGEEhkEvkWWk(9.2.6-2)式中:R——材料强度按标准值计算的构件承载力值;S——结构构件内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值;SGE——重力荷载代表值的效应;SEhk——水平地震作用标准值的效应;SEvk——竖向地震作用标准值的效应;SWk——风荷载标准值的效应;W——风荷载组合值系数,一般结构取0.0,风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2。2当选用弹性一目标时,构件及连接的抗震验算可按上一条的规定计算,其中R为材料强度按设计值计算的构件承载力值。3当选用弹性目标时,构件及连接的抗震验算应符合下列规定:SR/RE(9.2.6-3)SSSSSGGEEhEhkEvEvkWWWk(9.2.6-4)式中:R——材料强度按设计值计算的构件承载力值;RE——承载力抗震调整系数,按国家现行《建筑抗震设计规范》GB50011有关规定采用;G、Eh、Ev、W——分别为重力荷载、水平、竖向地震作用以及风荷载的分项系数,按国家现行《建筑抗震设计规范》GB50011有关规定采用。9.2.7对安装有预制非承重外墙板的建筑物进行整体分析时,应符合下列规定。1建立墙板底之间存在水平缝的不传力的计算模型;2悬挂式连接结构的计算和设计应实际边界条件建立适宜的计算模型;3侧连式连接结构的整体分析宜采用能反映连接的本构关系的计算模型和分析软件;4罕遇地震作用下考虑侧连式外墙本身出现破坏,进行弹塑性静力推复或动力时程分析时,不考虑其刚度与承载能力的作用。104
9.2.8连接及相连构件的验算应符合下列要求。1多遇地震及设防烈度地震作用下选用抗震性能目标的弹性、弹性一和不屈服的外墙和连接,可均按本章的相应要求进行判别验算;2外墙一端与梁连接部位设置的剪力键应满足承载力状态和正常使用极限状态的验算要求;3侧连式外墙中,外墙与两侧竖向构件间竖缝的剪应力Rk应满足下式要求:Rkpsfyk,且Rk0.35fck(9.2.8-1)式中:Rk——整体分析计算得到的框架柱与PC外墙连接处的剪应力,可取竖向构件高度范围内的平均剪应力;——摩擦系数。接合面表面不处理时取0.6,表面凸凹不小于6mm时取1.0;ps——单位面积内横穿接合面的钢筋面积。当钢筋与接合面法向夹角为时,乘cos折减;fyk——根据不同性能目标,可取钢筋强度标准值或设计值;fck——根据不同性能目标,可取混凝土的强度标准值或设计值;当计算的连接处的剪应力Rk不满足上式要求时,应设置钢筋销栓,钢筋销栓的抗剪承载力值按下式确定:V1.85nAffRkdDockyk(9.2.8-2)A式中:Do——单根销栓钢筋面积。当钢筋与接合面法向夹角为时,乘cos折减;nd——销栓钢筋根数。4侧连式外墙中,竖向构件底部与外墙脱开截面的抗剪承载力应满足以下要求:VVR(9.2.8-3)MNCmax,NVCha2R1,其中0s(9.2.8-4)V0.25fbh0.07NN0.3fAR2c0,其中c(9.2.8-5)105
式中:V——柱底截面最大剪力值;VVVVVVR——柱底截面抗震承载力值;R取R1与R2中的较小值,R1、R2分别按下式9.2.8-4和9.2.8-5计算:VR1——接触面受压抗剪承载力值;VR2——混凝土剪切破坏承载力值;1.0——混凝土接触面摩擦系数,;M——柱底截面弯矩值;N——柱底截面轴力值;b——柱截面宽度;h0——柱截面有效高度。9.2.9预制非承重外墙板应按下列要求进行验算。1外墙平面外的承载力验算时,应考虑风及地震作用进行整块墙板计算,并根据外墙的内力计算结果,进行截面配筋设计。悬挂式按顶边线支撑,底边点支撑的边界条件;侧连式按三边支承,底边点支撑的边界条件。2验算侧连式外墙平面内承载力时,应根据结构整体分析求得的外墙内力按现行规范的规定进行配筋设计。3验算外墙在现场吊装的承载力要求时,应考虑动力系数1.5。4计算预制非承重外墙板在风荷载和水平地震作用下平面外的承载能力时,风荷载的体型系数应不小于2.0。9.2.10预制非承重外挂板与主体结构连接节点应计算最大温差条件下的温度变形应力及在抗震设计验算时墙板对主体结构刚度的影响。9.2.11非承重外挂板上的预埋铁件、预埋螺栓、预埋螺母、牛腿等受力部件的承载力应根据其受力工况最不利荷载组合设计计算,并适当考虑部件的短期受力变形和长期耐久的安全性要求。9.2.12当预制非承重外挂板与主体结构通过预埋件和连接件、预留锚固钢筋等方式连接时,预埋件或预留锚固钢筋的计算应按《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定106
进行。9.2.13当预制非承重外墙板与主体结构的连接采用钢材时,节点连接设计应按现行《钢结构设计规范》有关规定计算包括连接件、螺栓、焊缝及定位销等部件的承载能力,同时要考虑连接节点在施工过程中最不利荷载组合条件下的安全性要求。9.3构造要求9.3.1非承重外墙板应满足混凝土耐久性规定的工程设计要求,表面有饰面的外墙板混凝土保护层厚度不应小于20mm,表面没有饰面的清水或装饰外墙应作涂装保护,其混凝土保护层厚度不应小于25mm。9.3.2预制夹心保温外墙板应满足以下要求:1预制夹心保温外墙板的总厚度不宜小于150mm,内外叶墙体各自的厚度宜相等,均不宜小于60mm,并应根据构件的计算分析和构造要求配置钢筋(图9.3.2);2应根据节能标准的要求选择适宜的夹芯保温材料,如挤塑聚苯(XPS)板等。保温材料应满足相关的力学性能和物理性能的要求。保温材料的厚度不宜小于30mm,也不宜大于100mm。;3穿过保温材料连接内外两叶墙体的连接件应满足以下要求:1)具有足够的承载安全性和长期耐久性,并应考虑其连接部位热桥影响,满足混凝土锚固、防腐、防火等设计要求;2)连接件宜采用低热阻纤维增强塑料(FRP)材料制作,并宜采用不规则截面,端部宜设计成带有锚固槽口或其它锚固措施的形式;3)片状连接件应采用纵横交替设置布置,间距不宜小于为400mm;4)连接件在混凝土板中的单侧锚固长度不宜小于30mm,其端部距墙板表面距离不宜小于25mm。107
1保温层22预制外墙板连接件混凝土板11-1剖面内叶板纵向受力钢筋内叶板横向受力钢筋外叶板纵向受力钢筋外叶板横向受力钢筋2-2剖面图9.3.2夹心保温外墙板构造图9.3.3预制悬挂式和侧连式外墙板及连接应符合下列的构造要求:1悬挂式预制外挂墙板的厚度不宜小于150mm,且宜采用双层双向配筋,竖向和水平钢筋的配筋率均不应小于0.2%。2预制外墙板顶部应与梁设置剪力键和连接钢筋。连接钢筋不应小于ф10@200,上筋锚固长度不应小于LaE,下筋锚固长度不应小于20倍钢筋直径,上筋与下筋垂直距离不宜小于150mm(图9.3.3-1)。图9.3.3-1预制外挂墙板底部连接件设置示意3预制外墙板底部应设置不少于2个限位连接件,间距不宜大于4m。墙底限位连108
接件可按9.2.1条有关规定计算确定。4侧连式预制墙板与柱连接时,在预制墙板端部预留插筋并与现浇柱锚固形成整体(图9.3.3-2)。柱宽现浇混凝土柱墙板预留插筋内外侧混凝土墙板纤维增强塑料连接件保温层防水材料用聚笨乙烯棒条膨胀聚乙烯泡沫层防水密封材料图9.3.3-2侧连式预制墙板与柱连接件设置示意5为确保墙体的抗火性能,连接件一端距墙体表面距离不宜小于25mm;连接件端部在混凝土板中的单侧锚固长度不宜小于30mm,以保证连接件在墙体中的锚固性能。109
10构件生产与施工10.1一般规定10.1.1施工前,应根据设计文件和相关技术规定编制施工详图,并应经原设计单位确认。10.1.2施工详图中应充分考虑生产、运输、施工各个环节的受力状态,并应按脱模、起吊、运输、及安装时相应的荷载值,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定,进行各个阶段的承载力、变形及裂缝控制验算。应考虑施工过程中的焊接应力以及温差和混凝土收缩等不利影响。10.1.3预制构件的堆放应满足设计要求,且应满足堆场地基承载力、构件承载力和防倾覆等要求。【条文说明】:预防应地基承载力不足和构件过高堆码后失稳而造成构件倾斜和滑落,引发安全事故。10.2构件生产10.2.1预制构件制作单位应根据施工详图编制构件加工图,具体内容包括:预制构件模板图、配筋图、预埋吊件及其埋件的细部构造图等。预制构件脱模、翻转过程中混凝土强度、构件承载力、构件变形以及吊具、预埋吊件承载力验算等。10.2.2构件所用的混凝土、钢筋、套筒、连接件等原材料应符合设计要求,并按国家现行有关标准的规定进行检验。10.2.3在混凝土浇筑成型前应进行预制构件的隐蔽工程验收;检查项目应包括下列内容:1钢筋的品种、级别、规格和数量;2钢筋、预埋件、灌浆套筒、吊环、插筋及预留孔洞的位置;3混凝土保护层厚度。10.2.4预制构件脱模起吊时,应根据设计要求或具体生产条件确定所需的混凝土立方体抗压强度。且脱模强度不应小于12Mpa;起吊强度:较小构件不应小于15Mpa,较大110
构件不应小于20Mpa,特大构件不应小于25Mpa。对于预应力混凝土构件及脱模后需要移动的构件,脱模时的混凝土立方体抗压强度不宜小于设计混凝土强度等级值的75%。【条文说明】:预制构件的脱模和起吊强度不得低于设计要求。较小构件指短边尺寸不大于1m或长边尺寸不大于5m,且重量不超过2吨的构件;较大构件指超过较小构件要求,且短边尺寸不大于1.5m或长边尺寸不大于9m,且重量不超过5吨的构件;特大构件指超过较大构件要求的构件。10.2.5构件出厂前,应在驻场监理人员抽样见证下,由第三方检测机构,对预制构件进行结构性能检验,试验参数及检验指标应满足设计要求,检验方法应符合设计要求和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204有关规定执行,结构性能检验不合格的预制构件不得用于混凝土结构。【条文说明】:装配式结构的结构性能首先取决于预制构件的结构性能,因此对预制构件应进行结构性能检验,合格后方能用于工程。10.3安装施工10.3.1施工前,应由项目技术负责人编制专项施工方案,施工方案应按设计要求对下列内容进行施工验算:1预制构件的运输、存放及吊装过程中预制构件与起吊装置的承载力验算;2预制构件安装过程中各种施工临时荷载作用下构件支架系统和临时固定装置的承载力验算。10.3.2对施工现场所用的混凝土、钢筋、套筒、连接件和灌浆材料等原材料质量的检验项目和方法应符合国家现行有关标准的规定。10.3.3预制构件进场时,应对构件的外观质量和尺寸进行检验,不应有影响结构性能及使用工程的严重外观质量缺陷和尺寸偏差。应对预制构件上的预埋件、插筋、套筒和预留孔洞的规格、位置和数量进行检查。【条文说明】:预制构件作为成品,进入施工现场时,应严格保证其尺寸偏差、外观质量、结构性能和使用功能符合要求。如构件出现有影响结构性能及使用工程的严重外观质量缺陷和尺寸偏差,应作退场处理。111
10.3.4安装或浇注混凝土前,应对构件连接部位的钢筋接头质量以及后浇连接区域钢筋的品种、规格、数量和间距进行检查进行检查。【条文说明】:预制构件之间的拉力主要通过钢筋接头进行传递。钢筋接头一般采用机械连接、灌浆套筒连接、间接搭接和焊接这四种方式,其接头质量应符合《钢筋机械连接技术规程》JGJ107和《钢筋焊接及验收规程》JGJ18等相关规范的要求。10.3.5装配式结构工程应在安装施工过程中完成下列隐蔽项目的现场验收:1结构预埋件、焊接接头、螺栓连接、钢筋连接接头、套筒灌浆接头等;2混凝土构件与现浇结构连接构造节点处钢筋及混凝土接茬面;3后面连接区域钢筋的品种、规格、数量和间距。4预制混凝土构件接缝及防水、防火做法。10.3.7雷雨时必须停止露天作业。在风力大于五级时,必须停止吊装作业。【条文说明】:重庆属于雷暴天气较多的地区,预制构件厂占地面积较大,地势要求较为平整,应预防雷击伤人事故。当风速超过10m/s(五级风:8.8~10.8m/s),吊装作业和高处作业产生安全风险的几率会增大。10.3.8施工单位需对预制构件及其支架在施工阶段进行验算,确保施工安全。10.3.9预制构件出厂运输、装配时预制构件的混凝土立方体抗压强度不宜小于混凝土强度等级值的75%,且应满足设计要求。10.3.10装配式结构正式施工前宜选择有代表性的单元或部件进行预制构件试安装,根据试验结果及时调整完善施工方案,确定单元施工的循环施工步骤。【条文说明】:采用装配式结构时,对复杂节点或采用新工法时,宜进行试生产和试安装。10.4检测及验收10.4.1设计单位项目负责人应参与装配式结构子分部工程的验收。10.4.2预制构件不得存在影响结构性能或装配、使用功能的外观缺陷。10.4.3预制构件应按设计要求的试验参数及检验指标进行结构性能检验;检验内容及112
验收方法按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204有关规定执行。10.4.4对涉及装配式结构安全的重要部位应进行结构实体检验。10.4.5结构实体检验的内容包括预制构件结构性能检验和装配式结构连接性能检验两部分;装配式结构连接性能检验的内容一般包括连接节点部位的后浇混凝土强度、钢筋套筒连接灌注浆体强度、构件接缝部位灌注浆体强度、钢筋保护层厚度等项目;必要时可作结构原位加载检验。113'
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