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'山东省工程建设标准DB编号:DB37/T***-2014备案号:J*****-****装配整体式混凝土结构设计规程SpecificationforDesignofMonolithicPrecastConcreteStructures(征求意见稿)2014-*-****发布2014-*-****实施-------------------------------------------------------------------山东省住房和城乡建设厅联合发布山东省质量技术监督局66
前 言
为加快装配整体式混凝土结构技术的推广应用,促进山东省建筑产业现代化的发展,根据省住房和城乡建设厅统一安排,山东建筑大学组织有关单位和专家,依据国家相关标准,借鉴国内外实践经验,结合我省实际,编制本规程。本规程主要包括:总则、术语、基本规定、材料、建筑设计、结构设计基本规定、构件及连接设计、外挂墙板设计。本规程由山东省住房与城乡建设厅负责管理,由山东建筑大学负责具体内容的解释。本规程在执行过程中如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料反馈至山东建筑大学(济南市历山路96号,邮编250013,联系电话:0531-86367325,电子邮箱:13505407526@163.com),以供今后修订时参考。本规程主编单位:山东建筑大学本规程参编单位:山东建大建筑规划设计研究院山东省建筑设计研究院山东同圆设计集团有限公司山东万斯达集团有限公司本规程主要起草人员:张鑫周广强张玉明王总辉石玉仁张维汇蒋世林肖宁海本规程主要审查人员:66
目次1总则32术语和符号42.1术语42.2符号63基本规定84材料104.1混凝土104.2钢筋及钢材104.3连接材料114.4其它材料135建筑设计145.1一般规定145.2建筑平面设计145.3外墙板、内隔墙设计155.4装修、设备管线设计166结构设计基本规定176.1一般规定176.2结构分析216.3框架结构设计226.4剪力墙结构设计237构件及连接设计257.1一般规定257.2预制构件设计257.3连接设计277.4叠合板307.5叠合梁377.6预制框架柱及梁柱节点417.7预制剪力墙467.8预制楼梯578外挂墙板608.1一般规定608.2作用及作用组合618.3外挂墙板和连接设计6466
Contents1General…………………………………………………………………………………………32TermsandSymbols……………………………………………………………………………42.1Terms………………………………………………………………………………………42.2Symbols……………………………………………………………………………………63BasicRequirements……………………………………………………………………………84Materials……………………………………………………………………………………104.1Concrete…………………………………………………………………………………104.2ReinforcementandSteel……………...……………………………………………………104.3ConnectionMaterials…………………………………………………………………114.4OthersMaterials………………………………………………………………………135ArchitecturalDesign………………………………………………………………………145.1GeneralRequirements…………………………………………………………………145.2PlanDesign……………………………………………………………………………145.3FacadeandInteriorDesign………….…………………………………………………155.4InternalFittingandConduitDesign…………………………………………………166StructuralDesign…………………………………………………………………………176.1GeneralRequirements……………………………………………………………………176.2StructuralAnalysis………………………………………………………………………216.3FrameStructureDesign…………………………………………………………………226.4ShearWallStructureDesign…………………………………………………………237ComponentandConnectionDesign…………………………………………………………257.1GeneralRequirements……………………………………………………………………257.2ComponentDesign………………………………………………………………………257.3ConnectionDesign………………………………………………………………………277.4CompositeSlab………………………………………………………………………307.5CompositeBeam……..………………………………………………………………377.6PrecastColumnandBeam-columnJoint………………………………………417.7PrecastShearWall…….………………………………………………………………467.8PrecastStair…………………………………………………………………………8ShearWallStructureDesign…………………………………………………………………578.1GeneralRequirements……………………………………………………………………608.2PrecastShearWallPanelDetailing………………………………………………………618.3ConnectionDesign………………………………………………………………………6466
1总则1.0.1为加快装配整体式混凝土结构技术的推广应用,促进山东省建筑产业现代化的发展,做到安全可靠、技术先进、确保质量、经济合理、保护环境,实现设计标准化、生产工厂化、施工装配化、管理信息化,制定本规程。【说明】1.0.1装配整体式混凝土结构在美国、日本、新加坡、瑞典、英国等国家得到广泛的应用,它具有工业化水平高、便于冬期施工、减少施工现场湿作业量、减少材料消耗、减少工地扬尘和建筑垃圾等诸多优点。近年来,随着研究的深入以及对国外先进技术、成熟经验的借鉴,装配整体式混凝土建筑在我国多个省市得到了大力推广及应用。为加快我省装配整体式混凝土结构技术的推广应用,促进建筑产业化的发展,制定本规程。1.0.2本规程适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6~8度地区的装配整体式钢筋混凝土框架结构、框架-现浇剪力墙结构、剪力墙结构及部分框支剪力墙结构的民用建筑,房屋建筑的最大高度应符合本规程的有关规定。【说明】1.0.2本规程在充分调研、考察的基础上,并结合我省的实际情况,规定了装配整体式混凝土结构的适用范围。我国现阶段装配整体式混凝土结构技术应用尚处于起步阶段,许多关键技术尤其是预制构件连接技术主要是借鉴国外技术。为确保结构安全,在现阶段,装配整体式混凝土结构宜采用水平结构构件(叠合板、叠合梁、楼梯)及竖向非受力构件(外挂墙板、内隔墙)为预制装配式、竖向受力结构构件现浇的形式;装配整体式混凝土结构有条件时宜设计为隔震建筑。1.0.3装配整体式混凝土结构应因地制宜、就地取材、节约资源、精心设计。【说明】1.0.3装配整体式混凝土结构应充分结合本地特点,降低成本,做到经济合理。1.0.4装配整体式混凝土结构的设计除符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。66
2术语和符号2.1术语2.1.1装配整体式混凝土结构monolithicprecastconcretestructure由预制混凝土构件或部件通过各种可靠的方式进行连接,并与现场浇筑的混凝土形成整体的混凝土结构。简称为装配整体式结构。【说明】2.1.1装配整体式混凝土结构中,主要受力预制构件之间(如柱与柱、墙与墙、梁与柱或墙等预制构件之间),通过后浇混凝土和钢筋套筒灌浆连接等技术进行连接,预制梁、板上部后浇混凝土形成叠合梁、叠合板,可保证装配式结构的整体性能,使其结构性能与现浇混凝土基本等同。2.1.2装配整体式混凝土框架结构monolithicprecastconcreteframestructure主要受力构件柱、梁、板部分或全部由预制构件(预制柱、叠合梁、叠合板)组成的装配整体式混凝土结构。简称为装配整体式框架结构。2.1.3装配整体式混凝土剪力墙结构monolithicprecastconcreteshearwallstructure主要受力构件剪力墙、梁、板部分或全部由预制构件(预制墙板、叠合梁、叠合板)组成的装配整体式混凝土结构。简称为装配整体式剪力墙结构。2.1.4装配整体式混凝土框架-现浇剪力墙结构monolithicprecastconcreteframe- cast-in-situshearwallstructure由装配整体式框架结构与现浇混凝土剪力墙结构组成的装配整体式混凝土结构,简称为装配整体式框架-剪力墙结构。2.1.5预制混凝土构件precastconcretecomponent在工厂或现场预制的混凝土构件,简称预制构件。【说明】2.1.5本规程中预制构件,主要是指在工厂制作的预制构件,另外还有少量因运输等条件限制而在现场制作的预制构件。2.1.6混凝土叠合受弯构件compositeconcreteflexuralcomponent在预制混凝土受弯构件安装就位后,在其上部浇筑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。简称叠合板、叠合梁。2.1.7预制外挂墙板precastconcretefacadepanel66
安装在主体结构上,起围护、装饰作用的非承重预制混凝土外墙板。简称外挂墙板。2.1.1预制混凝土夹心保温外墙板precastconcretesandwichfacadepanel中间夹有保温层的预制混凝土外墙板。简称夹心外墙板。2.1.2混凝土抗剪粗糙面concreteroughsurfaceforshearresisting预制构件结合面上用于抗剪的凹凸不平或骨料显露的表面。简称粗糙面。2.1.3钢筋套筒灌浆连接rebarsplicingbygrout-filledcouplingsleeve在预制混凝土构件中预埋的金属套筒中插入钢筋并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋连接方式。2.1.4钢筋套筒灌浆连接用套筒thegroutingcouplerforrebarssplicing通过水泥基灌浆料的传力作用将钢筋对接连接所用的金属套筒,通常采用铸造工艺或者机械加工工艺制造。包括全灌浆套筒和半灌浆套筒两种形式,前者两端均采用灌浆方式与钢筋连接;后者一端采用灌浆方式与钢筋连接,而另一端采用非灌浆方式与钢筋连接(通常采用螺纹连接)。2.1.5钢筋套筒灌浆连接用水泥基灌浆料cementitiousgroutforcouplerofrebarsplicing一种以水泥为基本材料,配以适当的细骨料,以及少量的混凝土外加剂和其他材料组成的干混料,加水搅拌后具有大流动度、早强、高强、微膨胀等性能,填充于套筒和带肋钢筋间隙内,形成钢筋灌浆连接接头。【说明】2.1.10~2.1.12钢筋套筒灌浆连接的技术在美国和日本已经有近四十年的应用历史,是一项十分成熟的技术。目前,美国ACI明确将这种连接列入机械连接的一类,不仅将这项技术广泛应用于预制构件受力钢筋的连接,而且还用于现浇混凝土受力钢筋的连接。我国部分单位对这种接头进行了一定数量的试验研究工作,证实了它的安全性。连接套筒是钢筋套筒灌浆连接的一个关键技术,国外采用的连接套筒主要是全灌浆套筒,即两端均采用灌浆方式与钢筋连接;目前国内已研发出另外一种连接套筒——半灌浆套筒,它一端采用灌浆方式与钢筋连接,而另一端采用非灌浆方式与钢筋连接(通常采用螺纹连接),与全灌浆套筒相比,套筒连接长度大大缩短。深圳市现代营造科技有限公司研发的钢筋连接用球墨铸铁半灌浆套筒,由国家建筑工程质量监督检验中心对HRB400级φ14、φ16钢筋连接,HRB400E级φ18、φ20、φ66
22钢筋连接性能进行了检验,其单项拉伸试验、高应力反复拉压试验、大变形反复拉压试验所检验的项目均符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107中规定的“Ⅰ”级型式检验性能要求。钢筋套筒灌浆连接用水泥基灌浆料钢筋套筒灌浆连接的另一个关键技术,必须保证能与套筒、被连接钢筋有效地结合在一起共同工作。2.1.1钢筋浆锚搭接连接rebarlappingingrout-filledhole在预制混凝土构件中采用特殊工艺制成的孔道中插入需搭接的钢筋,并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋搭接连接方式。【说明】2.1.13浆锚搭接连接是一种将需搭接的钢筋拉开一定距离的搭接方式。这种搭接技术在欧洲有多年的应用历史,也被称之为间接搭接或间接锚固。我国已有多家单位对间接搭接技术进行了一定数量的研究工作,如哈尔滨工业大学、黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司等对这种技术进行了大量试验研究,也取得了许多试验研究成果。目前主要采用的是在预制构件中有螺旋箍筋约束的孔道中进行搭接的技术,称为钢筋约束浆锚搭接连接。662.2符号2.2.1材料性能——混凝土轴心抗压强度设计值;、——普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值。2.2.2作用,作用效应及承载力——施加于外挂墙板重心处的水平地震作用标准值;——外挂墙板的重力荷载标准值;——轴向力设计值;——荷载效应组合设计值;——水平地震作用组合的效应设计值;——竖向地震作用组合的效应设计值;——水平地震作用组合的效应设计值;——竖向地震作用组合的效应设计值;——永久荷载效应标准值;——风荷载效应标准值;66
——持久设计状况下接缝剪力设计值;——地震设计状况下接缝剪力设计值;——被连接构件端部按实配钢筋面积计算的斜截面受剪承载力设计值;——持久设计状况下接缝受剪承载力设计值;——地震设计状况下接缝受剪承载力设计值;——水平地震作用分项系数;——竖向地震作用分项系数;——永久荷载分项系数;——风荷载分项系数。2.2.1几何参数——建筑平面宽度;——建筑平面长度。2.2.2计算系数及其他——水平地震作用影响系数最大值;——承载力抗震调整系数;——结构重要性系数;——接缝受剪承载力增大系数;——风荷载组合系数。66
3基本规定3.0.1装配整体式建筑在方案设计阶段,应协调建设、设计、制作、施工各方之间的关系,并应加强建筑、结构、设备、装修等各专业之间密切配合。【说明】3.0.1装配整体式建筑的特点决定了它的设计施工与现浇混凝土建筑存在很大区别。由于大量构件及部件都是由工厂预制,因此建设、设计、施工、制作各单位在方案阶段就应进行协同工作,提出最优方案;建筑、结构、设备、装修等各专业也应密切配合,对预制构件的尺寸和形状、节点构造等提出具体技术要求,并对制作、运输、安装和施工全过程的可行性及经济性能等作出预测。3.0.2装配整体式建筑设计应符合现行国家标准《建筑模数协调统一标准》GB50002的规定。在满足建筑功能和结构安全要求的前提下,应遵循“模数协调一致、少规格、多组合”的设计原则。【说明】3.0.2装配整体式建筑应实现基本单元的标准化定型,尽量减少规格,以提高生产制作及施工效率,降低造价。3.0.3装配整体式结构的设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的基本要求,并应符合下列规定:1应采取有效措施加强结构的整体性;2装配整体式结构宜采用高强混凝土、高强钢筋;3装配整体式结构的节点和接缝应受力明确、构造可靠,并应满足承载力、延性和耐久性等要求;4应根据连接节点和接缝的构造方式和性能,确定结构的整体计算模型。【说明】3.0.3装配整体式结构应重视概念设计和构件连接设计。对于可能遭受偶然作用,且倒塌可能引起严重后果的重要混凝土结构,宜进行防连续倒塌设计。3.0.4抗震设防的装配整体式结构,应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223确定抗震设防类别及抗震设防标准。3.0.5装配整体式结构应根据设防烈度、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。3.0.6装配整体式结构的拆分设计,应满足以下要求:166
预制构件应符合模数协调原则,优化预制构件的尺寸、减少预制构件的种类;2预制构件的连接部位宜设置在结构受力较小的部位,连接接缝构造应简单;3预制构件应与施工吊装能力相适应,并便于施工安装,便于进行质量控制和验收。【说明】3.0.6预制构件的拆分应同时满足模数协调、承载力及施工简便的要求。3.0.1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、隔声和防潮性能应符合现行国家及山东省相关设计标准的规定。3.0.2预制构件深化设计应由相关单位完成,并由设计单位确认,应满足建筑、结构、机电、设备等各专业和构件制作、运输、安装等各环节的综合要求。【说明】3.0.8预制构件深化设计在装配整体式结构中具有重要的作用。在预制构件加工制作阶段,应将各专业、各工种所需的预留孔洞、预埋件等一并完成,避免在施工现场进行剔凿、切割,伤及预制构件,影响质量或观感。因此,在一般情况下,装配式结构的施工图完成后,还需要进行预制构件的深化设计,以便于预制构件的加工制作。目前此项工作尚未形成成熟的制度和工作程序,一般由有相应设计资质的设计、咨询、研究单位或预制构件加工制作单位承担,也可委托具有丰富的全过程经验的设计单位单独完成深化设计详图。66
4材料4.1混凝土4.1.1装配整体式结构中,混凝土的各项力学性能指标和有关结构耐久性的要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。4.1.2预制构件的混凝土强度等级不宜低于C30,预制预应力构件混凝土的强度等级不宜低于C40,且不应低于C30;现浇混凝土的强度等级不应低于C25。【说明】4.1.2对预制构件及现浇混凝土的最低强度等级作出了规定。664.2钢筋及钢材4.2.1装配整体式结构中受力钢筋的选用应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定,其中采用套筒灌浆连接和浆锚搭接连接的钢筋应采用热轧带肋钢筋,其屈服强度标准值不应大于500MPa,极限强度标准值不应大于630MPa。【说明】4.2.1钢筋套筒灌浆连接和浆锚搭接连接时,钢筋应力都是靠钢筋与周围灌浆料之间的粘结力来传递的,而热轧带肋钢筋的肋,可以使钢筋与灌浆料之间产生足够的摩擦力,有效地传递应力。为保证连接的可靠性,对连接钢筋强度的最大限值作出了要求。4.2.2钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢。4.2.3钢筋的各项力学性能指标均应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010;钢材的各项性能指标均应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。4.2.4预制构件中采用的钢筋焊接网,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。【说明】4.2.4为提高建筑的工业化生产水平,应鼓励在预制构件中采用钢筋焊接网。4.2.5受力预埋件的锚筋应采用HRB400或HPB300,不应采用冷加工钢筋。4.2.6预制构件的吊环应采用未经冷加工的HPB300钢筋制作。预制构件脱模、翻转、吊装用内埋式螺母或内埋式吊杆及配套的吊具,应符合现行国家相关标准的规定。66
【说明】4.2.5、4.2.6条要求同《混凝土结构设计规范》GB50010-2010的第9.7节。4.3连接材料4.3.1钢筋套筒灌浆连接采用的套筒应符合现行行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398的规定;采用的灌浆料应符合现行行业标准《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408的规定;钢筋套筒灌浆连接接头应满足现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107中Ⅰ级接头的性能要求。【说明】4.3.1钢筋套筒灌浆连接是本规程中预制构件连接的关键技术。根据连接套筒的不同,钢筋套筒灌浆连接又包括两种形式:全灌浆套筒连接,即套筒两端均采用灌浆方式与钢筋连接;半灌浆套筒连接是指,套筒一端采用灌浆方式与钢筋连接,而另一端采用非灌浆方式与钢筋连接(通常采用螺纹连接)。与全灌浆套筒相比,半灌浆套筒连接研发及应用时间较短,但套筒连接长度大大缩短。钢筋套筒灌浆连接接头的工作机理,是由于灌浆套筒内灌浆料有较高的抗压强度,同时自身还具有微膨胀特性,当它受到灌浆套筒的约束作用时,在灌浆料与灌浆套筒内侧筒壁间产生较大的正向应力,钢筋藉此正向应力在其带肋的粗糙表面产生摩擦力,藉以传递钢筋轴向应力。因此要求灌浆套筒应具有较大的刚度和较小的变形能力,灌浆料要有较高的抗压强度。目前由中国建筑科学研究院主编完成的建筑工业产品标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398及由北京榆构有限公司主编完成的建筑工业产品标准《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408-2013已由住房和城乡建设部正式批准。钢筋套筒灌浆连接接头是一个组合体,除了对连接套筒、灌浆料、钢筋作出要求外,对于三者的匹配性,或者组合体应有明确的规定;另外,在装配整体式混凝土结构中,重要的预制构件(如框架柱)之间的连接均处于箍筋加密区,且接头百分率为100%,必须确保连接可靠,因此要求钢筋套筒灌浆连接接头须满足现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107对钢筋连接的Ⅰ级接头的性能要求。工程施工前,应对所选用的钢筋套筒灌浆连接接头进行性能试验。4.3.2钢筋浆锚搭接连接接头应采用水泥基灌浆料,灌浆料的性能应满足表4.3.2的要求。表4.3.2钢筋浆锚搭接连接接头用灌浆料性能要求项目性能指标试验方法标准66
沁水率(%)0《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080流动度(mm)初始值≥200《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T5044830min保留值≥150竖向膨胀率(%)3h≥0.02《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T5044824h与3h的膨胀率之差0.02~0.5抗压强度(MPa)1d≥35《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T504483d≥5528d≥80最大氯离子含量(%)0.06《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T80774.3.1纵向钢筋采用浆锚搭接连接时,对预留孔成孔工艺、孔道形状和长度、构造要求、灌浆料和被连接钢筋,应进行力学性能以及适用性的试验验证。【说明】4.3.2~4.3.3浆锚搭接连接是一种将需搭接的钢筋拉开一定距离的搭接方式。这种搭接技术的关键在于孔洞的成型技术、灌浆料的质量以及对被搭接钢筋形成约束的方法等各个方面。目前我国的孔洞成型技术种类较多,尚无统一的论证,因此提出较为严格的要求。根据哈尔滨工业大学、黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司等单位的试验研究成果和工程实践经验,建议采用预制构件中有螺旋箍筋约束孔道的搭接技术,即钢筋约束浆锚搭接连接。4.3.2钢筋锚固板的材料应符合现行行业标准《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256的要求。4.3.3预制构件连接用预埋件、钢材、螺栓、锚栓、铆钉以及焊接材料应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《钢结构设计规范》GB50017及行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81、《钢结构焊接及验收规程》JGJ18的规定。【说明】4.3.4~4.3.5当建筑物层数较低时,通过钢筋锚固板、预埋件等进行连接的方式,66
也是预制构件之间可行的连接方式。其中,钢筋锚固板、预埋件和连接件,连接用焊接材料,螺栓、锚栓和铆钉等紧固件,应分别符合国家或行业现行相关标准的规定。4.4其它材料4.4.1外墙板接缝处的密封材料应符合下列规定:1密封胶应与混凝土具有相容性,以及规定的抗剪切和伸缩变形能力;密封胶尚应具有防霉、防水、防火、耐候等性能;2硅酮、聚氨酯、聚硫建筑密封胶应分别符合国家现行标准《硅酮建筑密封胶》GB/T14683、《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482、《聚硫建筑密封胶》JC/T483的规定。【说明】4.4.1鉴于目前国内对密封胶的研究尚不充分,仅对密封胶提出最基本的、定性的要求。4.4.2夹心外墙板中的保温材料,其导热系数不宜大于0.040W/(m·K),燃烧性能不应低于现行国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB8624中B2级的要求。【说明】4.4.2夹心墙板在我国的应用历史还较短,有待进一步研究,本规程借鉴国外资料,仅提出了基本要求。4.4.3装配式建筑采用的室内装修材料应符合现行国家标准《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的有关规定。66
5建筑设计5.1一般规定5.1.1装配整体式建筑设计应符合建筑功能和性能要求,宜采用主体结构、装修和设备管线等装配化集成设计。【说明】5.1.1装配整体式建筑中,宜采用主体结构构件、装修部品和管线设备的三部分装配化集成技术系统,实现装修、管道设备与主体结构的分离,便于装修、管道设备的检修及更换,从而使建筑具备结构耐久性,室内空间灵活性以及可更新性等特点。5.1.2装配整体式建筑设计应符合相关模数协调标准的规定,采用基本模数或扩大模数的设计方法实现建筑构配件与建筑平立面的模数协调。5.1.3装配整体式建筑的围护结构以及楼梯、阳台、隔墙、空调板、管道井等配套构件宜采用工业化、标准化产品。【说明】5.1.2~5.1.3模数协调的目的是减少建筑部件的规格,实现建筑部件的通用性和互换性,使规格化、通用化的部件适用于各类常规建筑,满足各种要求。同时,大批量的规格化、定型化部件的生产可稳定质量,降低成本。建筑模数协调工作涉及到的行业与部件的种类很多,需各方面共同遵守各项协调原则,制定各种部件或组合件的协调尺寸和约束条件。5.1.4装配整体式建筑防火设计应符合现行国家标准《建筑防火设计规范》GB50016的有关规定。5.1.5装配整体式建筑节能设计应符合现行国家和山东省建筑节能设计标准的规定。5.2建筑平面设计5.2.1装配整体式建筑平面布置应符合建筑功能和结构设计要求。平面布置宜简单、规则,墙、柱等竖向承重构件应上下对应贯通;门窗洞口宜上下对齐、成列布置,其平面位置和尺寸应满足结构受力及预制构件设计和制作要求;剪力墙结构中不应采用转角窗。【说明】5.2.1装配整体式建筑在满足建筑功能要求的基础上,还要做到结构受力合理。平面设计时应考虑各功能空间的使用尺寸,并注意模数协调的原则,66
根据结构受力特点合理拆分结构预制构配件。剪力墙结构中,在角部墙体开洞形成的转角窗,对结构抗震极为不利,因此装配整体式剪力墙结构设计时,禁止采用转角窗。5.2.1装配整体式建筑厨房和卫生间的平面布置应合理,其平面尺寸宜满足标准化整体橱柜及整体卫浴的要求,设备管线宜采用管井集中设置。【说明】5.2.2装配整体式建筑设计时,应充分考虑设备管线与结构体系之间的关系。例如住宅卫生间平面设计时应考虑卫生间平面位置与竖向管线的关系、卫生间降板范围与结构的关系等。如采用标准化的预制盒子卫生间(整体卫浴)及标准化的厨房整体橱柜,除考虑设备管线的接口设计,还应考虑卫生间平面尺寸与预制盒子卫生间尺寸之间、厨房平面设计尺寸与标准化厨房整体橱柜尺寸之间的模数协调。5.3外墙板、内隔墙设计5.3.1装配整体式建筑外墙板、内隔墙与主体结构应有可靠连接,并宜采用柔性连接。【说明】5.3.1建筑外墙板、内隔墙与主体结构的连接应安全可靠,另外,为了避免对主体结构抗震性能产生不利影响,宜采用柔性连接。5.3.2预制外墙板、内墙板及其接缝应满足保温、防火、隔声的要求。5.3.3装配整体式建筑外墙饰面宜结合外墙板整体设计,饰面材料宜结合当地条件,采用耐久、不易污染的材料。【说明】5.3.3在生产预制外墙板的过程中,可将外墙饰面材料与预制外墙板同时制作成型。5.3.4预制外墙板的接缝及门窗洞口等防水薄弱部位宜采用材料防水和构造防水相结合的做法,并应符合下列规定:1墙板水平接缝宜采用高低缝或企口缝构造;2墙板竖缝可采用平口或槽口构造;3当板缝空腔需设置导水管排水时,板缝内侧应增设气密条密封构造。【说明】5.3.4装配整体式建筑外墙板连接节点的构造设计的非常关键,应根据建筑功能的需要,满足结构、热工、防水、防火、保温、隔热、隔声及建筑造型设计等要求。预制外墙板的各类接缝设计应构造合理、施工方便、坚固耐久。5.3.5门窗或独立装饰构配件应与墙体可靠连接。5.3.6空调板宜与阳台等悬挑构件合并或集中布置。【说明】5.3.6集中布置的目的是提高预制外墙板的标准化和经济性。66
5.3.1预制女儿墙板宜采用与下部墙板结构相同的分块方式和节点做法,女儿墙板内侧在要求的泛水高度处应设凹槽、挑檐或其他泛水收头等构造。【说明】5.3.7在要求的泛水高度处设凹槽或挑檐或金属泛水板,便于屋面防水的收头。5.4装修、设备管线设计5.4.1装配整体式建筑采用的室内外装修材料应符合现行相关国家标准的规定。【说明】5.4.1室内外装修材料应符合现行相关国家标准的规定,结合本地条件及使用功能要求采用耐久、防水、防火、防腐及不宜污染的材料与做法。5.4.2装配整体式建筑室内外装修宜采用工厂化生产的标准构配件,减少施工现场的湿作业。【说明】5.4.2室内外装修应充分发挥装配整体式建筑的特点,采用工厂化生产的标准构配件,减少施工现场的湿作业,提高施工效率。5.4.3装配整体式建筑设备管线应进行综合设计,减少平面交叉;竖向管线宜集中布置,并应满足维修更换的要求。5.4.4装配整体式建筑应根据装修及设备的要求在构件中预留电器接口及吊挂配件的孔洞、沟槽。【说明】5.4.4装配整体式建筑不应在预制构件安装完毕后剔凿孔洞、沟槽等。5.4.5装配整体式建筑宜采用同层排水设计,并应结合房间净高、楼板跨度、设备管线等因素确定降板方案。【说明】一般建筑的排水横管设置在楼板下,称为异层排水;排水横管布置在本层称为同层排水。住宅建筑卫生间宜优先采用同层排水方式。5.4.6竖向电气管线宜统一设置在预制板内或装饰墙面内,墙板内竖向电气管线布置应保持安全间距。5.4.7隔墙内预留有电气设备时,应采取有效措施满足隔声及防火的要求。5.4.8设备管线穿过楼板的部位,应采取防水、防火、隔声等措施。66
6结构设计基本规定6.1一般规定6.1.1装配整体式混凝土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-现浇剪力墙结构及装配整体式部分框支剪力墙结构体系。各种结构体系房屋适用的最大高度应符合表6.1.1的规定。表6.1.1装配整体式结构房屋的最大适用高度(m)结构类型非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度(0.2g)8度(0.3g)装配整体式框架结构7060504030装配整体式框架-现浇剪力墙结构15013012010080装配整体式剪力墙结构140(130)130(120)110(100)90(80)70(60)装配整体式部分框支剪力墙结构120(110)110(100)90(80)70(60)40(30)注:1房屋高度指室外地面到主要屋面的高度,不包括局部突出屋顶部分;2在规定的水平力作用下,装配整体式剪力墙结构和装配整体式部分框支剪力墙结构中,当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的50%时,最大适用高度应适当降低;当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的80%时,应取括号中数值;3当结构中仅采用叠合梁、板构件,而竖向承重构件全部现浇时,其最大适用高度同现浇结构。【说明】6.1.1装配整体式结构的最大适用高度系参照现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3确定。对装配整体式框架结构及装配整体式框架-现浇剪力墙结构中的框架部分,当节点及接缝采用适当的构造并满足本规程中有关条文的要求时,可认为其性能与现浇结构基本一致,其最大适用高度与现浇结构相同;若装配式框架结构中节点及接缝构造措施的性能达不到现浇结构的要求,其最大适用高度应适当降低。因为装配整体式剪力墙结构及装配整体式部分框支剪力墙结构中,墙体之间的接缝数量多且构造复杂,而且目前的研究成果及工程经验均不足,对装配整体式剪力墙结构及装配整体式部分框支剪力墙结构的最大适用高度从严要求。6.1.2高层装配整体式结构的高宽比不宜超过表6.1.2的数值。66
表6.1.2高层装配整体式结构适用的最大高宽比结构类型非抗震设计抗震设防烈度6度、7度8度装配整体式框架结构543装配整体式框架-现浇剪力墙结构665装配整体式剪力墙结构665【说明】6.1.2高层装配整体式结构适用的最大高宽比系参照现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定并适当调整。6.1.1抗震设计时,装配整体式结构构件应根据抗震设防类别、设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。标准设防类装配整体式结构抗震等级应按表6.1.3确定。表6.1.3标准设防类装配整体式结构的抗震等级结构类型抗震设防烈度6度7度8度装配整体式框架结构高度(m)≤24>24≤24>24≤24>24框架四三三二二一大跨度框架三二一装配整体式框架-现浇剪力墙结构高度(m)≤60>60≤24>24且≤60>60≤24>24且≤60>60框架四三四三二三二一剪力墙三三三二二二一一装配整体式剪力墙结构高度(m)≤70>70≤24>24且≤70>70≤24>24且≤70>70剪力墙四三四三二三二一装配整体式部分框支剪力墙结构高度≤70>70≤24>24且≤70>70≤24>24且≤70现浇框支框架二二二二一一一底部加强部位剪力墙三二三二一二一其他区域剪力墙四三四三二三二66
注:大跨度框架指跨度不小于18m的框架。【说明】6.1.3装配整体式结构的抗震等级参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011和行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的规定并适当调整。因目前装配整体式剪力墙结构及部分框支剪力墙结构的研究成果及工程经验均不足,也未经历实际地震的考验,因此对其抗震等级的划分从严要求。6.1.1重点设防类装配整体式结构应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;当本地区抗震设防烈度为8度且抗震等级为一级时,应采取比一级更高的抗震措施;当建筑场地为Ⅰ类时,仍可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。【说明】6.1.4装配整体式结构的抗震等级参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011和行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3确定。6.1.2装配整体式混凝土结构的平面布置宜符合下列规定:1平面宜简单、规则、对称,质量、刚度分布宜均匀,不应采用严重不规则的平面布置;2平面长度不宜过长(图6.1.5),长宽比()宜按表6.1.5采用;3平面突出部分的长度不宜过大、宽度b不宜过小(图6.1.5),、宜按表6.1.5采用;4建筑平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置。66
图6.1.5建筑平面示例表6.1.5平面尺寸及突出部位尺寸的限值设防烈度L/Bl/Bmaxl/b6、7度≤6.0≤0.35≤2.08度≤5.0≤0.30≤1.56.1.1装配整体式结构竖向布置应规则、连续、均匀。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,竖向承重构件应上下对齐。【说明】6.1.5~6.1.6装配整体式混凝土结构应重视结构的规则性,平面布置要求同现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3第3.4.3条对抗震设计的高层建筑的要求。6.1.2抗震设计的高层装配整体式结构,当其房屋高度、规则性、结构类型等超过本规程的规定或者抗震设防标准有特殊要求时,可按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的有关规定进行结构抗震性能设计。6.1.3高层装配整体式结构宜设置地下室,地下室宜采用现浇混凝土结构。6.1.4装配整体式部分框支剪力墙结构,底部框支层不宜超过2层,且框支层及相邻上一层应采用现浇结构。66
【说明】6.1.9部分框支剪力墙结构的框支层受力较大且在地震作用下容易破坏,为加强整体性,建议框支层及相邻上层采用现浇混凝土。6.1.1装配整体式结构伸缩缝的最大间距可按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010第8.1节确定。6.2结构分析6.2.1装配整体式混凝土结构,可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析。当同一层内既有预制又有现浇抗侧力构件时,地震设计状况下宜对现浇抗侧力构件在水平力作用下的内力进行适当放大。【说明】6.2.1预制构件之间连接安全可靠的装配整体式混凝土结构,其受力性能基本等同与现浇混凝土结构,设计时可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析,但应按本规程的相关规定对计算结果进行调整。对于框架部分的节点和接缝,按照本规程的相关规定,采用适当的构造后其受力性能与现浇结构基本一致,可按现浇结构的方法进行整体分析。对装配整体式混凝土结构高层建筑的节点和接缝,应采用适当的构造措施使其受力性能与现浇混凝土结构一致。对于装配整体式剪力墙结构的接缝,预制墙板之间一般采用整体式接缝,结构的性能与现浇结构接近,为方便计算,可采用与现浇结构相同的方法进行结构分析,但应根据预制结构的特点对计算结果进行适当调整。当同一层内既有预制剪力墙又有现浇剪力墙时,可采用内力重分配的方法来考虑接缝对内力配的影响,对现浇剪力墙在水平力下的内力适当放大,详见第6.4节。对于采用预埋件焊接连接、螺栓连接等连接节点的装配整体式结构,应该根据连接节点的类型,确定相应的计算模型,选取适当的方法进行结构分析。6.2.2装配整体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。6.2.3当进行结构内力与位移计算时,采用装配整体式叠合楼板的楼面中,宜考虑叠合板对梁刚度的影响。【说明】6.2.3装配整体式叠合楼板作为梁的有效翼缘,与梁形成T形截面,梁的刚度增大,可采用《混凝土结构设计规范》GB50010第5.2.4条计算;也可采用梁刚度增大系数法近似考虑,可根据翼缘情况近似取1.3~2.0。叠合楼板中预制楼板之间若采用整体式接缝,则考虑预制楼板对梁刚度的贡献;若预制楼板之间接缝未连接,仅考虑现浇部分对梁刚度的贡献。6.2.4抗震设计时,66
对平面、竖向特别不规则以及超限高层建筑宜对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性分析,可采用静力或者动力分析方法。分析中应考虑结构构件及节点或拼缝的非线性特性。非线性特性可根据试验结果或者现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的相关规定确定。结构在罕遇地震下的层间弹塑性位移应符合现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3中的规定。【说明】6.2.4预制拼装节点及拼缝的非线性行为是装配整体式结构弹塑性分析的重点,可以根据试验或者理论研究结果确定,若暂无试验结果,可参照已有试验结果及规范的相关规定,或采用更精细的有限元分析方法,确定其分线性行为。6.3框架结构设计6.3.1装配整体式框架结构除本规程另有规定外,可按现浇混凝土框架结构进行设计。【说明】6.3.1当采取了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后,装配整体式框架结构的性能可等同与现浇混凝土框架结构。6.3.2高层装配整体式框架结构,首层柱应采用现浇混凝土,顶层宜采用现浇混凝土楼盖结构。【说明】6.3.2高层装配整体式框架结构首层对结构整体的抗震性能非常重要,而且构件截面大且配筋较多,也不利于预制构件的连接,建议采用现浇混凝土结构。为增强的结构的整体性,建议顶层采用现浇楼盖结构。6.3.3装配整体式框架结构中,预制柱的纵向钢筋连接应符合下列规定:1当房屋高度不大于12m或层数不超过3层时,可采用套筒灌浆、浆锚搭接、焊接等连接方式;2当房屋高度大于12m或层数超过3层时,宜采用套筒灌浆连接。【说明】套筒灌浆连接方式在国外已经有近四十年的应用历史,是一项十分成熟的技术,国内也进行了大量试验研究,其连接性能等同于机械连接,在部分省市装配整体式结构中已经得到大量应用。因此为保证结构安全,当结构层数较多时,柱的纵向钢筋建议采用套筒灌浆连接。6.3.4装配整体式框架结构中,预制柱水平接缝处不宜出现拉应力。【说明】预制柱之间水平接缝的抗剪能力受轴向力的影响较大,轴向拉力使水平接缝的抗剪能力降低,甚至会发生接缝的滑移错动。66
6.4剪力墙结构设计6.4.1抗震设计时,当同一层内既有预制剪力墙肢又有现浇剪力墙肢时,在地震作用下按弹性计算的现浇剪力墙弯矩、剪力设计值宜乘以不小于1.1的增大系数。【说明】预制剪力墙构件之间的接缝使其抗侧刚度受到削弱,因此应适当放大现浇剪力墙在地震作用下的内力,对预制剪力墙的内力不减小,是偏于安全方面的考虑。6.4.2装配整体式剪力墙结构的布置应符合下列要求:1平面形状宜简单、规则,平面布置宜对称,应沿两个主轴方向布置剪力墙;2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,洞口设置应避免使两侧墙肢刚度相差悬殊。【说明】对装配整体式剪力墙结构、部分框支剪力墙结构应重视结构的规则性。若某些楼层出现扭转不规则或侧向刚度及承载力不规则,宜采用现浇混凝土结构。6.4.3抗震设计时,高层装配整体式剪力墙结构不应全部采用短肢剪力墙;抗震设防烈度为8度时,不宜采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应符合下列规定:1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%;2房屋适用高度应比本规程表6.1.1规定的装配整体式剪力墙结构的最大适用高度适当降低,抗震设防烈度为7度和8度时宜分别降低20m。注:1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;2具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指,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%。【说明】参照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3第7.1.8条的规定并适当调整。预制短肢剪力墙的抗震性能较差,在高层建筑中应避免过多采用。6.4.4高层装配整体式剪力墙结构,底部加强区宜采用现浇混凝土结构,8度抗震设防地区底部加强区应采用现浇混凝土结构。【说明】底部加强区对结构整体的抗震性能非常重要,尤其在高烈度区,因此建议底部加强区采用现浇结构。另外,结构底部往往由于建筑功能的需要,不太规则,不适合采用预制结构;且底部加强区构件截面大且配筋较多,也不利于预制构件的连接。6.4.58度抗震设防时,高层装配整体式剪力墙结构中的电梯井筒应采用现浇混凝土结构。66
【说明】高层建筑中电梯井筒往往承受很大的地震剪力及倾覆力矩,为保证结构的抗震性能,建议采用现浇结构。6.4.1装配整体式剪力墙结构应采用叠合楼盖或现浇楼盖,顶层宜采用现浇屋盖。【说明】顶层采用现浇屋盖是为了保证结构的整体性和抗震性能。6.4.2预制剪力墙构件安装就位后,应及时通过灌浆或现浇混凝土与周边构件形成整体结构。66
7构件及连接设计7.1一般规定7.1.1装配整体式结构中预制结构构件及节点应根据结构整体分析的结果,进行承载能力极限状态及正常使用极限状态设计,并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和《混凝土结构工程施工规范》GB50666等有关规定。【说明】7.1.1装配式结构构件及节点的设计,应进行使用阶段及施工阶段的验算。7.1.2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7.1.2采用。当仅考虑竖向地震作用组合时,抗震调整系数应取1.0。预埋件锚筋截面计算的承载力抗震调整系数应取1.0。表7.1.2构件及节点承载力抗震调整系数结构构件类别正截面承载力计算斜截面承载力计算受冲切承载力计算、接缝受剪承载力计算受弯构件偏心受压柱偏心受拉构件剪力墙各类构件及框架节点轴压比小于0.15轴压比不小于0.150.750.750.80.850.850.850.85【说明】7.1.2参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011第5.2条,承载力抗震调整系数取值同现浇混凝土结构。7.1.3预制构件节点及接缝处后浇混凝土强度等级不应低于预制构件的设计混凝土强度等级。7.1.4预埋件和连接件等外露金属件应按不同环境类别进行封闭或防腐、防锈、防火处理,并应符合耐久性要求。7.2预制构件设计7.2.1预制构件的设计应符合下列规定:1对持久设计状况,应对预制构件进行承载力、变形、裂缝控制验算;66
2对地震设计状况,应对预制构件进行承载力验算;3对制作、运输和堆放、安装等短暂设计状况下的预制构件验算,应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB50666的有关规定。【说明】7.2.1预制构件在脱模、吊装、运输、安装等各个环节的受力状态与使用阶段不同,而且在此阶段混凝土强度等级一般也未达到设计强度,因此应重视各施工阶段的安全性分析。7.2.1预制构件在翻转、运输、吊运、安装等各工况施工验算时,应将构件自重标准值乘以动力系数后作为等效静力荷载标准值;预制构件进行脱模验算时,等效静力荷载标准值应取构件自重标准值乘以动力系数与脱模吸附力之和,且不宜小于构件自重标准值的1.5倍。动力系数与脱模吸附力应符合下列规定:1脱模吸附力应根据构件或模具表面状况按下表取用,且不宜小于1.5kN/m2,动力系数不宜小于1.2;2构件运输、吊运时,动力系数宜取1.5;构件翻转及安装过程中就位、临时固定时,动力系数可取1.2;3当有可靠经验时,动力系数和脱模吸附力可根据实际受力状况和安全情况适当增减。【说明】7.2.2预制构件在翻转、运输、吊运、安装等短暂设计状况下的施工验算同现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB50666。预制构件进行脱模时,受到的荷载有自重、脱模起吊瞬间的动力效应以及脱模时模板与构件表面的吸附力。其中,动力效应采用构件自重标准值乘以动力系数计算;脱模吸附力是作用在构件表面的均布力,与构件表面和模具状况有关,根据经验一般不小于1.5kN/m2。7.2.2预制构件钢筋的混凝土保护层厚度除应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求外,尚应满足相关规范的防火要求;当构件的混凝土保护层厚度大于50mm时,宜对保护层采取有效的防裂构造措施。7.2.3应合理选择吊装机具及吊点的数量和位置,使预制构件在脱模、吊装、运输及安装阶段满足设计要求。预埋吊件应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010第9.7.6~9.7.7条的规定。7.2.4预制构件中外露预埋件凹入表面的深度不宜小于10mm。【说明】本条规定是为了便于对预制构件中外露预埋件进行封闭处理。7.3连接设计66
7.3.1装配整体式结构中,接缝的受剪承载力应按下列公式进行计算:1持久设计状况:(7.3.1-1)2地震设计状况:(7.3.1-2)在梁、柱端部箍筋加密区及剪力墙底部加强部位,尚应符合下式要求:(7.3.1-3)式中:——结构重要性系数,安全等级为一级时不应小于1.1,安全等级为二级时不应小于1.0;——持久设计状况下接缝剪力设计值;——地震设计状况下接缝剪力设计值;——持久设计状况下梁端、柱端、剪力墙底部接缝受剪承载力设计值;——地震设计状况下梁端、柱端、剪力墙底部接缝受剪承载力设计值;——被连接构件端部按实配钢筋面积计算的斜截面受剪承载力设计值;——接缝受剪承载力增大系数,抗震等级为一、二级取1.2,抗震等级为三、四级取1.1。【说明】装配整体式结构中,接缝是指预制构件之间的接缝以及预制构件与(后)现浇混凝土之间的结合面,包括柱端接缝、梁端接缝、剪力墙的竖向接缝和水平接缝等,是影响结构受力性能的关键部位。接缝的受剪承载力组成主要包括:结合面混凝土的粘结强度、键槽或者粗糙面、钢筋的摩擦抗剪作用、销栓抗剪作用;当接缝处于受压、受弯状态时,静力摩擦可承担一部分剪力。后浇混凝土、灌浆料或座浆材料与预制构件结合面的粘结抗剪强度往往低于预制构件本身混凝土的抗剪强度。因此,预制构件的接缝一般都需要进行受剪承载力的计算。本规程对各种接缝的受剪承载力提出了总的要求。为保证接缝的安全,接缝的承载力设计值应大于设计内力。对于装配整体式结构的梁、柱端部箍筋加密区及剪力墙底部加强部位等控制区域,接缝要实现强连接,要求接缝的承载力设计值大于被连接构件的承载力设计值乘以强连接系数,强连接系数应66
根据抗震等级、连接区域的重要性以及连接类型来确定。对于其他区域的接缝,可采用延性连接,允许连接部位产生塑性变形,但接缝的承载力设计值应大于设计内力。7.3.1装配整体式结构中,接缝的受剪承载力设计值应按照本规程7.5~7.7节的规定进行计算。7.3.2装配整体式结构中,接缝的受压、受拉及受弯承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。计算接缝的受压、受拉及受弯承载力设计值时,接缝混凝土抗压强度应取实际参与受力的构件、接缝处灌浆或座浆以及后浇混凝土中的较低值。【说明】接缝一般采用强度等级高于预制构件的后浇混凝土、灌浆料或座浆材料。当穿过接缝的钢筋不少于构件内钢筋并且构造符合本规程规定时,节点及接缝的正截面受压、受拉及受弯承载力一般不低于构件,可不必进行承载力验算。当需要计算时,可按照混凝土构件正截面的计算方法进行,混凝土强度应取预制构件、接缝处灌浆或座浆以及后浇混凝土中的较低值,钢筋取穿过正截面且有可靠锚固的钢筋数量。7.3.3装配整体式结构中,节点及接缝处的钢筋连接宜根据受力特点及施工工艺要求选用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接、机械连接、焊接连接、绑扎搭接连接等连接方式。【说明】框架柱的纵向钢筋连接宜选用套筒灌浆连接,梁的水平钢筋连接可根据实际情况选用机械连接、焊接连接、套筒灌浆连接。剪力墙的竖向钢筋的连接可采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接,水平分布筋的连接可采用焊接、搭接连接等。7.3.4纵向钢筋采用套筒灌浆连接时,应符合下列规定:1预制剪力墙中钢筋接头处套筒外侧钢筋的混凝土保护层厚度不应小于15mm,预制柱中钢筋接头处套筒外侧箍筋的混凝土保护层厚度不应小于20mm;2套筒之间的净距不应小于套筒外径。7.3.5直径大于20mm的纵向钢筋不宜采用浆锚搭接连接,直接承受动力荷载构件的纵向钢筋不应采用浆锚搭接连接。7.3.6预制构件与后浇混凝土、灌浆料、座浆材料的结合面应设置粗糙面、键槽,并应符合下列规定:1预制板与后浇混凝土叠合层之间的结合面应设置粗糙面。2预制梁与后浇混凝土叠合层之间的结合面应设置粗糙面;预制梁端面应设置键槽(图7.3.7)且宜设置粗糙面。键槽的尺寸和数量应按本规程第7.5.2条的规定计算确定;键槽的深度t不宜小于30mm,宽度w66
不宜小于深度的3倍且不宜大于深度的10倍;键槽可贯通截面,当不贯通时槽口距离截面边缘不宜小于50mm;键槽间距宜等于键槽宽度;键槽端部斜面倾角不宜大于30°。3预制剪力墙的顶部和底部与后浇混凝土的结合面应设置粗糙面;侧面与后浇混凝土的结合面应设置粗糙面,也可设置键槽;键槽深度t不宜小于20mm,宽度w不宜小于深度的3倍且不宜大于深度的10倍,键槽间距宜等于键槽宽度,键槽端部斜面倾角不宜大于30°。4预制柱的底部应设置键槽且宜设置粗糙面,键槽应均匀布置,键槽深度不宜小于30mm,键槽端部斜面倾角不宜大于30°。柱顶应设置粗糙面。5粗糙面的面积不宜小于结合面的80%,预制板的粗糙面凹凸深度不应小于4mm,预制梁端、预制柱端、预制墙端的粗糙面凹凸深度不应小于6mm。(a)键槽贯通截面(b)键槽不贯通截面图7.3.7梁端键槽构造示意1—键槽;2—梁端面【说明】在预制构件与后浇混凝土、灌浆料、座浆材料的结合面上设置粗糙面、键槽,是为了保证新旧混凝土之间的良好结合,有效地传递剪力。研究表明,采用键槽时,结合面受剪承载力一般大于粗糙面,也容易控制加工质量及检验。7.3.1预制构件纵向钢筋在后浇混凝土内宜直线锚固;当直线锚固长度不足时,可采用弯折、机械锚固方式,并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256的规定。7.3.2应对连接件、焊缝、螺栓或铆钉等紧固件在不同设计状况下的承载力进行验算,并应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017和《钢结构焊接规范》GB50661等的规定。7.3.366
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。7.3.1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。预制构件尺寸、连接筋、预留孔洞及预埋件等位置应准确,精度高,并应符合相关规范的要求。7.4叠合板7.4.1装配整体式结构的楼板宜采用叠合楼盖。结构转换层、设备层、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、标高±0.000层楼板宜采用现浇楼盖。[说明]7.4.1结构转换层、设备层、平面复杂或开洞较大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层、标高±0.000层楼板对整体性及传递水平力的要求较高,宜采用现浇楼盖。7.4.2叠合板应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010进行设计,并应符合下列规定:1常规叠合板的预制板厚度不宜小于60mm,后浇混凝土叠合层厚度不应小于60mm。桁架钢筋混凝土叠合板、预制带肋底板混凝土叠合板的预制板厚度可适当减少;2跨度大于3m的叠合板,宜采用桁架钢筋混凝土叠合板或预制带肋底板混凝土叠合板;3跨度大于6m的叠合板,宜采用预制预应力底板混凝土叠合板:4板厚大于180mm的叠合板,宜采用混凝土空心叠合板。当叠合板的预制板采用空心板时,板两端空腔应封堵。[说明]7.4.2叠合板有各种形式,包括常规混凝土叠合板、桁架钢筋混凝土叠合板、预制带肋底板混凝土叠合板等多种形式。叠合板中预制板最小厚度的规定考虑了脱模、吊装、运输、施工等因素,后浇层最小厚度的规定考虑了楼板整体性要求以及管线预埋、面筋铺设、施工误差等因素。本节根据此原则对常规叠合板的设计方法及构造要求进行了规定。桁架钢筋混凝土叠合板和预制带肋底板混凝土叠合板因增加了预制板刚度,预制板厚度可适当减少,其设计方法及构造要求可参考行业现行相关规程。桁架钢筋混凝土叠合板是在预制板内设置桁架钢筋,可增加预制板的整体刚度和水平界面抗剪性能。如图1所示。钢筋桁架的下弦与上弦可作为楼板的下部和上部受力钢筋使用。施工阶段,验算预制板的承载力及变形时,可考虑桁架钢筋的作用,减少预制板下的临时支撑。66
图1叠合板的预制板设置桁架钢筋构造示意1-预制板;2-桁架钢筋;3-上弦钢筋;4-下弦钢筋;5-格构钢筋预制带肋底板混凝土叠合板的预制底板上设有板肋且在板肋上预留孔洞,预留孔洞中布置横向穿孔钢筋和管线,可根据需要设计成单向板或双向板。板肋的存在,增大了新、老混凝土接触面,板肋预留孔洞内后浇叠合层混凝土与横向穿孔钢筋形成的抗剪销栓,能保证叠合层混凝土与预制带肋底板形成整体协调受力并共同承载,加强了叠合面的抗剪性能,如图2所示。预制带肋底板混凝土叠合板分为预制预应力带肋底板和预制非预应力带肋底板。图2预制带肋底板混凝土叠合板楼板跨度大于6m时,预制底板采用预应力经济性较好。预制板中施加预应力后,预制板的整体刚度和抗裂性能较好,板厚较薄,自重较轻,特别适用于超长结构及对裂缝控制要求严格的结构的楼板。楼板板厚大于180mm时,为了减轻楼板自重,节约材料,推荐采用混凝土空心叠合板。可采用预制板为空心板;也可在预制板上设置各种轻质模具,浇筑混凝土后形成空心后浇层。7.4.1叠合板可根据预制板接缝构造、支座构造、长宽比按单向板或双向板设计。当预制板之间采用分离式接缝(图7.4.3a)时,宜按单向板设计。对长宽比不大于3的四边支承叠合板,当其预制板之间采用整体式接缝(图7.4.3b66
)或无接缝(图7.4.3c)时,可按双向板设计。(a)单向叠合板(b)带接缝的双向叠合板(c)无接缝双向叠合板图7.4.3叠合板的预制板布置形式示意1—预制板;2—梁或墙;3—板侧分离式接缝;4—板侧整体式接缝7.4.1叠合板支座处的纵向钢筋应符合下列规定:1板端支座处,预制板内的纵向受力钢筋宜从板端伸出并锚入支承梁或墙的后浇混凝土中,锚固长度不应小于5d(d为纵向受力钢筋直径),且宜伸过支座中心线(图7.4.4-1a);2单向叠合板的板侧支座处,当预制板内的板底分布钢筋伸入支承梁或墙的后浇混凝土中时,应符合本条第1款的要求;当板底分布钢筋不伸入支座时,宜在紧邻预制板顶面的后浇混凝土叠合层中设置附加钢筋,附加钢筋截面面积不宜小于预制板内的同向分布钢筋面积,间距不宜大于600mm,在板的后浇混凝土叠合层内锚固长度不应小于15d,在支座内锚固长度不应小于15d(d为附加钢筋直径)且宜伸过支座中心线(图7.4.4-1b);(a)板端支座(b)板侧支座图7.7.4-1叠合板端及板侧支座构造示意1—支承梁或墙;2—预制板;3—纵向受力钢筋;4—附加钢筋;5—支座中心线3双向叠合板采用预制带肋底板时,预制带肋底板内纵向受力钢筋在支座处的锚固宜符合第1款的要求;66
当预制带肋底板胡子筋影响预制带肋底板铺板施工时,可在一端不预留胡子筋,并在不预留胡子筋一端紧邻预制板顶面的后浇混凝土叠合层中设置连接钢筋代替胡子筋,连接钢筋应沿板端交错布置,连接钢筋截面面积不应小于预制板内的同向受力钢筋面积,间距不应大于200mm,伸入板的后浇混凝土叠合层内长度不应小于1.2la且应伸过预制板板肋端部预留孔洞尽端,在支座内锚固长度不应小于15d(d为连接钢筋直径)且应伸过支座中心线(图7.4.4-2)。(a)(b)图7.7.4-2预制带肋底板双向叠合板端支座连接钢筋构造示意1—胡子筋;2—连接钢筋;3—预制带肋底板;4—板肋;5—预留孔洞;6—支承梁或墙;7—支座中心线[说明]7.4.4预制板内的纵向受力钢筋在板端支座处宜伸入支座,并应符合现浇楼板下部纵向钢筋的构造要求。在预制板侧面,为了加工及施工方便,可不伸出构造钢筋,但应采用附加钢筋的方式,保证楼面的整体性及连续性。对于采用预制带肋底板的双向叠合板,预制底板厚度较小、后浇叠合层混凝土厚度相对较大,为了加工及施工方便,可采用预制底板不设胡子筋的一端设置连接钢筋、沿板端交错布置端部连接筋的方式,这种方式能够保证叠合板的承载力、整体性及连续性。7.4.1单向叠合板板侧的分离式接缝宜配置附加钢筋(图7.4.566
),并应符合下列规定:1接缝处紧邻预制板顶面宜设置垂直于板缝的附加钢筋,附加钢筋伸入两侧后浇混凝土叠合层的锚固长度不应小于15d(d为附加钢筋直径);2附加钢筋截面面积不宜小于预制板中该方向钢筋面积,钢筋直径不宜小于6mm、间距不宜大于250mm。图7.4.5单向叠合板侧分离式拼缝构造示意1—后浇混凝土叠合层;2—预制板;3—后浇层内钢筋;4—附加钢筋[说明]7.4.5此分离式接缝形式较简单,利于构件生产及施工。理论分析与试验结果表明,这种做法是可行的。叠合板的整体受力性能介于按板缝划分的单向板和整体双向板之间,与楼板的尺寸、后浇层与预制板的厚度比例、接缝钢筋数量等因素有关。开裂特征类似于单向板,承载力高于单向板,挠度小于单向板但大于双向板。板缝接缝边界主要传递剪力,弯矩传递能力较差。在没有可靠依据时,可偏于安全地按照单向板进行设计,接缝钢筋按构造要求确定,主要目的是保证接缝处不发生剪切破坏,且控制接缝处裂缝的开展。7.4.1双向叠合板板侧的整体式接缝宜设置在叠合板的次要受力方向上且宜避开最大弯矩截面。桁架钢筋混凝土叠合板板侧接缝符合下列规定时,可视为整体式接缝:1后浇层厚度大于75mm;2接缝处紧邻预制板顶面宜设置垂直于板缝的附加钢筋,附加钢筋伸入两侧后浇混凝土叠合层的锚固长度不应小于1.2la(la为钢筋锚固长度),如图7.4.6-1所示;3附加钢筋截面面积应根据接缝处的弯矩设计值,按后浇层厚度计算接缝处需要的钢筋数量。钢筋截面面积不应小于预制板中该方向钢筋截面面积,钢筋直径不应小于8mm、间距不应大于200mm。66
图7.4.6-1板侧分离式拼缝构造1—现浇层;2—预制板;3—现浇层内钢筋;4—接缝钢筋;5—桁架钢筋整体式接缝也可采用后浇带形式,并应符合下列规定:1后浇带宽度不宜小于200mm;2后浇带两侧板底纵向受力钢筋可在后浇带中焊接、搭接连接、弯折锚固;3当后浇带两侧板底纵向受力钢筋在后浇带中弯折锚固时(图7.4.6-2)应符合下列规定:1)叠合板厚度不应小于10d,且不应小于120mm(d为弯折钢筋直径的较大值);2)接缝处预制板侧伸出的纵向受力钢筋应在后浇混凝土层叠合内锚固,且锚固长度不应小于la;两侧钢筋在接缝处重叠的长度不应小于10d,钢筋弯折角度不应大于30°,弯折处沿接缝方向应配置不少于2根通长构造钢筋,且直径不应小于该方向预制板内钢筋直径。图7.4.6-2双向叠合板整体式接缝构造示意1—通长构造钢筋;2—纵向受力钢筋;3—预制板;4—后浇混凝土叠合层;5—后浇层内钢筋[说明]7.4.6对桁架钢筋混凝土叠合板,当后浇层厚度较大,并配有足够数量的接缝钢筋时,接缝可承受足够大的的弯矩及剪力,此时可将其作为整体式接缝,几块预制板通过接缝和后浇层组成的叠合板可按照整体叠合双向板进行设计。当预制板侧接缝可实现钢筋与混凝土的连续受力时,即形成“整体式接缝”66
时,可按照整体双向板进行设计。采用后浇带形式的整体式接缝,后浇带应有一定的宽度以保证钢筋在后浇带中的连接或者锚固空间,并保证后浇混凝土与预制板的整体性。后浇带两侧的板底受力钢筋需要可靠连接,比如焊接、机械连接、搭接等,也可将后浇带两侧的板底受力钢筋在后浇带中锚固,形成本条第3款所述的构造形式。中国建筑科学研究院的试验研究证明,此种构造形式的叠合板整体性较好。利用预制板边侧向伸出的钢筋在接缝处搭接并弯折锚固于后浇混凝土层中,可以实现接缝两侧钢筋的传力,从而传递弯矩,形成双向板受力状态。接缝处伸出钢筋的锚固和重叠部分的搭接应有一定长度,以实现应力传递;弯折角度应较小以实现顺畅传力;后浇混凝土层应有一定厚度;弯折处应配构造钢筋以防止挤压破坏。试验研究表明,与整体板比较,预制板接缝处应变集中,裂缝宽度较大,构件的挠度略大,接缝处受弯承载力略有降低。在设计时,应根据板的厚度和长宽比、接缝的类型、数量和位置等因素,对板支座、跨中弯矩按整浇板弹性理论计算的结果进行调整,适当增大双向纵向受力钢筋的配置。7.4.1桁架钢筋混凝土叠合板应满足下列要求:1桁架钢筋应沿主要受力方向布置;2桁架钢筋距板边不应大于300mm,间距不宜大于600mm;3桁架钢筋弦杆钢筋直径不宜小于8mm,腹杆钢筋直径不应小于4mm;4桁架钢筋弦杆混凝土保护层厚度不应小于15mm。7.4.2下列情况下,常规叠合板的预制板与后浇混凝土叠合层之间应设置抗剪构造钢筋:1单向叠合板跨度大于4.0m时,距支座1/4跨范围内;2双向叠合板短向跨度大于4.0m时,距四边支座1/4短跨范围内;3悬挑叠合板;4悬挑板的上部纵向受力钢筋在相邻叠合板的后浇混凝土锚固范围内。[说明]7.4.8在叠合板跨度较大、有相邻悬挑板的上部钢筋锚入等情况下,叠合面在外力、温度等作用下,截面上会产生较大的水平剪力,需配置界面抗剪构造钢筋来保证水平界面的抗剪能力。当采用桁架钢筋混凝土叠合板或预制带肋底板混凝土叠合板时,可不单独配置抗剪钢筋。7.4.3承受较大荷载的预制预应力带肋底板与后浇叠合层间宜设置抗剪构造钢筋。[说明]7.4.9预制带肋底板混凝土叠合板,由于板肋的存在,增大了新老混凝土接触面,板肋预留孔洞内后浇叠合层混凝土与横向穿孔钢筋形成的抗剪销栓,能保证叠合层混凝土与预制带肋底板形成整体共同承载。在均布荷载下,在预制带肋底板上浇筑形成且不配置箍筋的叠合楼板,实心平板上表面采用粗糙面,就能满足叠合面抗剪要求。承受较大荷载的预应力板,由于预应力造成的反拱、徐变影响,宜设置界面构造钢筋加强其整体性。7.4.4叠合板的预制板与后浇混凝土叠合层之间设置的抗剪构造钢筋应符合下列规定:1抗剪构造钢筋宜采用马镫形状,间距不宜大于400mm,钢筋直径d不应小于6mm;66
2马镫钢筋宜伸到叠合板上、下部纵向钢筋处,预埋在预制板内的总长度不应小于15d,水平段长度不应小于50mm。[说明]7.4.10配置的抗剪钢筋可采用马镫形状,钢筋直径、间距及锚固长度可满足叠合面抗剪的需求。7.4.1阳台板、空调板宜采用预制构件或预制叠合构件。当采用预制叠合构件时,负弯矩钢筋应可靠锚固在邻近叠合板的后浇层中。7.5叠合梁7.5.1叠合梁(包括预制构件和现浇层)应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010进行设计。7.5.2叠合梁端竖向接缝的受剪承载力设计值应按下列公式计算:1持久设计状况(7.5.2-1)2地震设计状况(7.5.2-2)式中:——叠合梁端截面后浇混凝土叠合层截面面积;——预制构件混凝土轴心抗压强度设计值;——垂直穿过结合面钢筋的抗拉强度设计值;——各键槽的根部截面面积(图7.5.2)之和,按后浇键槽根部截面和预制键槽根部截面分别计算,并取二者的较小值;——垂直穿过结合面所有钢筋的面积,包括叠合层内的纵向钢筋。66
图7.5.2叠合梁端部抗剪承载力计算参数示意1—后浇节点区;2—后浇混凝土叠合层;3—预制梁;4—预制键槽根部截面;5—后浇键槽根部截面[说明]7.5.2叠合梁端竖向接缝主要包括框架梁与节点区的接缝、梁自身连接的接缝以及次梁与主梁的接缝等几种类型。叠合梁端竖向接缝受剪承载力的组成主要包括:新旧混凝土结合面的粘结力、键槽的抗剪能力、后浇混凝土叠合层的抗剪能力、梁纵向钢筋的销栓抗剪作用。本规程参照现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1,竖向接缝抗剪承载力不考虑新旧混凝土结合面的粘结力,取混凝土抗剪键槽的受剪承载力、后浇层混凝土的受剪承载力、穿过结合面的钢筋的销栓抗剪作用之和。地震往复作用下,对后浇层混凝土部分的受剪承载力进行折减,参照混凝土斜截面受剪承载力设计方法,折减系数取0.6。研究表明,混凝土抗剪键槽的受剪承载力一般为0.15~0.2fcAk,但由于混凝土抗剪键槽的受剪承载力和钢筋的销栓抗剪作用一般不会同时达到最大值,因此在计算公式中,混凝土抗剪键槽的受剪承载力进行折减,取0.1fcAk。抗剪键槽的受剪承载力取各抗剪键槽根部受剪承载力之和;梁端抗剪键槽数量一般较少,沿高度方向一般不会超过3个,不考虑群键作用。抗剪键槽破坏时,可能沿现浇键槽或预制键槽的根部破坏,因此计算抗剪键槽受剪承载力时应按现浇键槽和预制键槽根部剪切面分别计算,并取二者的较小值。设计中,应尽量使现浇键槽和预制键槽根部剪切面面积相等。钢筋销栓作用的受剪承载力计算公式主要参照日本的装配式框架设计规程中的规定,以及中国建筑科学研究院的试验研究结果,同时考虑混凝土强度及钢筋强度的影响。7.5.1叠合梁预制部分可采用矩形或凹口截面形式,框架梁的后浇混凝土叠合层厚度不宜小于150mm(图7.5.366
),次梁的后浇混凝土叠合层厚度不宜小于120mm;当采用凹口截面预制梁时(图7.5.3b),凹口深度不宜小于50mm,凹口边厚度不宜小于60mm。(a)矩形截面预制梁(b)凹口截面预制梁图7.5.3叠合框架梁截面示意1—后浇混凝土叠合层;2—预制梁;3—预制板[说明]7.5.3当叠合板的总厚度小于叠合梁的后浇混凝土叠合层厚度要求时,预制部分可采用凹口截面形式,增加梁的后浇层厚度。预制梁也可采用其他截面形式,如倒T形截面或传统的花篮梁的形式等。7.5.1叠合梁的箍筋可采用整体封闭箍筋或组合封闭箍筋的形式,箍筋配置应符合以下规定:1抗震等级为一、二级的叠合框架梁的梁端箍筋加密区宜采用整体封闭箍筋(图7.5.4a);2组合封闭箍筋(图7.5.4b)的开口箍筋上方应做成135°弯钩;非抗震设计时,弯钩端头平直段长度不应小于5d(d为箍筋直径);抗震设计时,平直段长度不应小于10d。现场应采用箍筋帽封闭开口箍,箍筋帽末端应做成135°弯钩;非抗震设计时,弯钩端头平直段长度不应小于5d;抗震设计时,平直段长度不应小于10d。预制部分叠合梁(a)采用整体封闭箍筋的叠合梁66
预制部分叠合梁(b)采用组合封闭箍筋的叠合梁图7.5.4叠合梁箍筋构造示意1—预制梁;2—开口箍筋;3—上部纵向钢筋;4—箍筋帽[说明]7.5.4采用叠合梁时,在施工条件允许的情况下,箍筋宜采用整体封闭箍筋。当采用封闭箍筋无法安装上部纵筋时,可采用开口箍筋加箍筋帽的组合封闭箍筋形式。由于对封闭组合箍的研究尚不够完善,因此在抗震等级为一、二级的叠合框架梁梁端加密区中不建议采用。7.5.1叠合梁的梁梁拼接节点宜在受力较小截面,采用对接连接(图7.5.5)时,应符合下列规定:1连接处应设置后浇段,后浇段的长度应满足梁下部纵向钢筋连接作业的空间需求;2梁下部纵向钢筋在后浇段内宜采用机械连接或焊接连接;上部纵向钢筋应在后浇段内连续;3后浇段内的箍筋应加密,箍筋间距不应大于5d(d为纵向钢筋直径),且不应大于100mm。图7.5.5叠合梁连接节点示意1—预制梁;2—钢筋连接接头;3—后浇段[说明]7.5.5叠合梁应尽量避免梁梁拼接。因条件限制需梁梁拼接时,应选择在受力较小截面拼接。当梁的下部纵向钢筋在后浇段内采用机械连接时,一般采用加长丝扣型直螺纹接头。66
7.5.1叠合梁主梁和次梁采用在主梁上设后浇段连接时,次梁下部纵向钢筋应在主梁后浇段内锚固,上部钢筋在中间节点处应在后浇层内连续贯通,在端节点处后浇层内根据设计要求(铰接或固结)锚固。钢筋锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的有关规定;当采用锚固板时,钢筋锚固长度应符合现行行业标准《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256中的有关规定。主梁和次梁的连接也可不设后浇段,通过在叠合主梁预制部分设型钢连接件与次梁连接,型钢连接件应根据主次梁竖向接缝处抗剪承载力要求确定。[说明]7.5.6主梁与次梁的连接可采用后浇混凝土节点,即主梁上预留后浇段,混凝土断开而钢筋连续,以便穿过和锚固次梁钢筋。当主梁截面较高且次梁截面较小时,主梁预制混凝土也可不完全断开,采用预留凹槽的形式供次梁钢筋穿过。次梁钢筋在主梁后浇段内的锚固要求同现浇混凝土结构。次梁上部钢筋在端节点处根据设计是否充分利用此处钢筋强度(铰接或固结)来确定锚固长度。主梁和次梁的连接通过在叠合主梁预制部分设型钢连接件与次梁连接,型钢连接件应根据主次梁竖向接缝处抗剪承载力7.5.2节要求确定。7.6预制框架柱及梁柱节点7.6.1在地震设计状况下,预制柱底水平接缝的受剪承载力设计值应按下列公式计算:当预制柱受压时:(7.6.1-1)当预制柱受拉时:(7.6.1-2)式中:——预制构件混凝土轴心抗压强度设计值;——垂直穿过结合面钢筋抗拉强度设计值;——与剪力设计值V相应的垂直于结合面的轴向力设计值,取绝对值进行计算;——垂直穿过结合面所有钢筋的面积;——地震设计状况下接缝受剪承载力设计值。66
[说明]7.6.1预制柱底水平接缝的受剪承载力的组成主要包括:新旧混凝土结合面的粘结力、粗糙面或键槽的抗剪能力、轴压产生的摩擦力、梁纵向钢筋的销栓抗剪作用或摩擦抗剪作用,其中后两者为受剪承载力的主要组成部分。在非抗震设计时,柱底剪力通常较小,不需要验算。地震往复作用下,混凝土自然粘结及粗糙面的受剪承载力丧失较快,计算中不考虑其作用。本规程参照现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1:当柱受压时,计算轴压产生的摩擦力时,柱底接缝灌浆层上下表面接触的混凝土均有粗糙面及键槽构造,因此摩擦系数取0.8。钢筋销栓作用的受剪承载力计算公式与本规程7.5.2条相同。当柱受拉时,没有轴压产生的摩擦力,且由于钢筋受拉,计算钢筋销栓作用时,需要根据钢筋中的拉应力结果对销栓受剪承载力进行折减。7.6.1预制柱的设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求,并应符合下列规定:1柱纵向受力钢筋直径不宜小于20mm;2矩形柱截面宽度或圆柱直径不宜小于400mm,且不宜小于同方向梁宽的1.5倍;3预制柱的纵筋连接宜采用套筒灌浆连接。当采用套筒灌浆连接时,柱箍筋加密区长度不应小于纵向受力钢筋连接区域长度与500mm之和,且不应小于国家现行规范中的规定;套筒上端第一个箍筋距离套筒顶部不应大于50mm(图7.6.2)。图7.6.2钢筋采用套筒灌浆连接时柱底箍筋加密区域构造示意1—预制柱;2—套筒灌浆连接接头;3—箍筋加密区(阴影区域);4—加密区箍筋[说明]7.6.2柱采用大直径钢筋是为了减少钢筋根数,增大间距,便于柱纵筋连接及节点区钢筋布置。套筒连接区域柱截面刚度及承载力较大,为避免柱的塑性铰区可能会上移到套筒连接区域以上,至少应将套筒连接区域以上500mm高度区域内柱箍筋加密。66
7.6.1采用预制柱及叠合梁的装配整体式框架中,柱底接缝宜设置在楼面标高处(图7.6.3),并应符合下列规定:1后浇节点区混凝土上表面应设置粗糙面;2下柱纵向钢筋向上贯穿现浇节点区,与上柱纵向钢筋采用灌浆套筒等连接;3柱底接缝厚度宜为20mm,并应采用灌浆料填实。图7.6.3预制柱底接缝构造示意1—后浇节点区上表面粗糙面;2—接缝灌浆层;3—柱纵筋连接;4—梁钢筋锚固[说明]7.6.3在预制柱叠合梁框架节点中,现浇节点上表面设置粗糙面,上柱底部有键槽和粗糙面,应采用经过实践检验的施工方法,保证柱底接缝灌浆的密实性。钢筋采用套筒灌浆连接时,柱底接缝灌浆与套筒灌浆可同时进行,采用同样的灌浆料一次完成。7.6.2梁、柱纵向钢筋在后浇节点区内采用直线锚固、弯折锚固或机械锚固的方式时,其锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的有关规定;当梁、柱纵向钢筋采用锚固板时,应符合现行行业标准《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256中的有关规定。7.6.3采用预制柱及叠合梁的装配整体式框架节点,梁纵向受力钢筋应伸入后浇节点区内锚固或连接,并应符合下列规定:1对框架中间层中节点,节点两侧的梁下部纵向受力钢筋宜锚固在后浇节点区内(图7.6.5-1a),也可采用机械连接或焊接的方式直接连接(图7.6.5-1b);梁的上部纵向受力钢筋应贯穿后浇节点区。66
(a)梁下部纵向受力钢筋锚固(b)梁下部纵向受力钢筋连接图7.6.5-1预制柱及叠合梁框架中间层中节点构造示意1—后浇区;2—下部纵向受力钢筋连接;3—预制梁;4—预制柱;5—下部纵向受力钢筋锚固2对框架中间层端节点,当柱截面尺寸不满足梁纵向受力钢筋的直线锚固要求时,宜采用锚固板锚固(图7.6.5-2),也可采用90°弯折锚固。图7.6.5-2预制柱及叠合梁框架中间层端节点构造示意1—后浇区;2—梁纵向受力钢筋锚固;3—预制梁;4—预制柱3对框架顶层中节点,梁纵向受力钢筋的构造应符合本条第1款的规定。柱纵向受力钢筋宜采用直线锚固;当梁截面尺寸不满足直线锚固要求时,宜采用锚固板锚固(图7.6.5-3)。66
(a)梁下部纵向受力钢筋连接(b)梁下部纵向受力钢筋锚固图7.6.5-3预制柱及叠合梁框架顶层中节点构造示意1—后浇区;2—下部纵向受力钢筋连接;3—预制梁;4—下部纵向受力筋锚固4对框架顶层端节点,梁下部纵向受力钢筋应锚固在后浇节点区内,且宜采用锚固板的锚固方式;梁、柱其他纵向受力钢筋的锚固应符合下列规定:1)柱宜伸出屋面并将柱纵向受力钢筋锚固在伸出段内(图7.6.5-4a),伸出段长度不宜小于500mm,伸出段内箍筋间距不应大于5d(d为柱纵向受力钢筋直径),且不应大于100mm;柱纵向钢筋宜采用锚固板锚固,锚固长度不应小于40d;梁上部纵向受力钢筋宜采用锚固板锚固;2)柱外侧纵向受力钢筋也可与梁上部纵向受力钢筋在后浇节点区搭接(图7.6.5-4b),其构造要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的规定;柱内侧纵向受力钢筋宜采用锚固板锚固。(a)柱向上伸长(b)梁柱外侧钢筋搭接图7.6.5-4预制柱及叠合梁框架顶层边节点构造示意1—后浇区;2—纵向受力钢筋锚固;3—预制梁;4—柱延伸段;5—梁柱外侧钢筋搭接[说明]7.6.566
在预制柱叠合梁框架节点中,节点后浇,梁钢筋在节点中的锚固要求同现浇混凝土结构。梁、柱构件尽量采用较粗直径、较大间距的钢筋布置方式,有利于节点的装配施工,保证施工质量。设计过程中,应充分考虑到施工装配的可行性,合理确定梁、柱截面尺寸及钢筋的数量、间距及位置等。在十字形节点中,两侧梁的钢筋在节点区内锚固时,位置可能冲突,可采用弯折避让的方式,弯折角度不宜大于1:6。节点区施工时,应注意合理安排节点区箍筋、预制梁、梁上部钢筋的安装顺序,控制节点区箍筋的间距满足要求。中国建筑科学研究院及万科公司的低周反复荷载试验研究表明,在保证构造措施与施工质量时,该形式节点均具有良好的抗震性能,与现浇节点基本等同。7.6.1采用预制柱及叠合梁的装配整体式框架节点,梁下部纵向受力钢筋也可伸至节点区外的后浇段内连接(图7.6.6),连接接头与节点区的距离不应小于1.5h0(h0为梁截面有效高度)。图7.6.6梁纵向钢筋在节点区外的后浇段内连接示意1—后浇段;2—预制梁;3—纵向受力钢筋连接[说明]7.6.6在预制柱叠合梁框架节点中,若梁下部纵向钢筋在节点区内连接较困难时,可在节点区外设置后浇梁段,并在后浇段内连接梁纵向钢筋。为保证梁端塑性铰区的性能,钢筋连接部位距离梁端需要超过1.5倍梁高。7.6.2现浇柱与叠合梁组成的框架节点中,梁纵向钢筋的连接与锚固应符合本规程第7.6.4~7.6.6条的规定。[说明]7.6.7该做法与预制柱、叠合梁的节点做法类似。柱现浇,柱内受力钢筋的连接方式与常规的现浇混凝土结构相同,柱的钢筋布置灵活,对加工精度及施工的要求略低。在预制柱柱连接技术尚未成熟及大面积推广时,此种节点连接方式较易施工,工程质量更容易得到保证。7.7预制剪力墙66
7.7.1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。7.7.2预制剪力墙可采用一字形、L形、T形或U形;预制墙板洞口宜居中布置,洞口两侧的墙肢宽度不应小于200mm,洞口上方连梁高度不宜小于250mm。【说明】7.7.2应根据建筑功能要求、结构布置要求、构件受力性能以及构件生产、运输、安装的能力来确定预制剪力墙板的形式及尺寸。7.7.3预制剪力墙连梁部位及其钢筋锚固部位不宜开洞;当必须开洞时,洞口宜预埋钢套管,洞口上、下截面的有效高度不宜小于梁高的1/3,且不宜小于200mm;被洞口削弱的连梁截面应进行承载力验算,洞口处应配置补强纵向钢筋和箍筋,补强纵向钢筋的直径不应小于12mm。7.7.4预制剪力墙开有边长小于800mm的洞口、且在结构整体计算中不考虑其影响时,应沿洞口周边配置补强钢筋;补强钢筋的直径不应小于12mm,截面面积不应小于同方向被洞口截断的钢筋面积;该钢筋自孔洞边角算起伸入墙内的长度,非抗震设计时不应小于,抗震设计时不应小于(图7.7.4)。图7.7.4预制剪力墙洞口补强钢筋配置示意1—洞口补强钢筋【说明】7.7.3~7.7.4参照现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3的要求确定。7.7.5端部无边缘构件的预制剪力墙,宜在端部配置2根直径不小于12mm的竖向构造钢筋;沿该钢筋竖向应配置拉筋,拉筋直径不宜小于6mm、间距不宜大于250mm。【说明】7.7.5预制剪力墙板在生产、运输、安装过程中端部应力最大,66
通过适当加强端部配筋,形成边框,以保证墙板在施工过程中的刚度及承载力。7.7.1当采用套筒灌浆连接或浆锚搭接连接时,预制剪力墙竖向钢筋连接区域并向上延伸300mm范围内,水平分布筋应加密(图7.7.6),加密区水平钢筋的间距和直径应符合表7.7.6的规定,套筒或浆锚搭接孔上端第一道水平分布钢筋距离套筒或浆锚搭接孔顶部不应大于50mm。注:竖向钢筋连接区域为墙板底部至灌浆套筒或浆锚搭接孔顶部。(a)套筒灌浆连接(b)浆锚搭接连接图7.7.6竖向钢筋连接水平分布钢筋加密构造1—竖向钢筋连接;2—加密区域(阴影范围);3—竖向钢筋;4—水平钢筋表7.7.6加密区水平分布钢筋的要求抗震等级最大间距(mm)最小直径(mm)一、二级1008三、四级1508【说明】7.7.6试验研究表明,剪力墙底部竖向钢筋连接区域裂缝较多且较集中,因此,通过对该区域水平分布钢筋进行加强以提高该区域的抗剪能力及变形能力,使该区域的塑性铰充分发展,提高墙板的抗震性能。7.7.2当预制剪力墙外墙采用夹心保温墙板时,应满足下列要求:1外叶墙板厚度不应小于50mm,且外叶墙板应与内叶墙板可靠连接;2夹心墙板的夹层厚度不宜大于120mm;3内叶墙板应按剪力墙进行设计。【说明】7.7.7预制夹心外保温墙板具有结构、保温、装饰一体化的特点,根据其内、外叶墙板间的连接构造,可分为组合墙板和非组合墙板。组合墙板的内、外叶墙板可通过拉结件的连接共同工作;非组合墙板的内、外叶墙板不共同受力,外叶墙板仅作为荷载,通过拉结件作用在内叶墙板上。目前国内对于预制夹心外墙板的科研成果和工程实践经验都还较少,实际工程中通常采用非组合式的墙板。7.7.3楼层内相邻预制剪力墙之间应采用整体式接缝连接,且应符合下列规定:66
1当接缝位于纵横墙交接处的约束边缘构件区域时,约束边缘构件的阴影区域(图7.7.8-1)宜全部采用后浇混凝土,并应在后浇段内设置封闭箍筋。2当接缝位于纵横墙交接处的构造边缘构件区域时,构造边缘构件宜全部采用后浇混凝土(图7.7.8-2);当仅在一面墙上设置后浇段时,后浇段的长度不宜小于300mm(图7.7.8-3)。(a)有翼墙(b)转角墙图7.7.8-1约束边缘构件阴影区域全部后浇构造示意lc—约束边缘构件沿墙肢的长度1—后浇段;2—预制剪力墙(a)转角墙(b)有翼墙图7.7.8-2构造边缘构件全部后浇构造示意(阴影区域为构造边缘构件范围)1—后浇段;2—预制剪力墙66
(a)转角墙(b)有翼墙图7.7.8-3构造边缘构件部分现浇构造示意(阴影区域为构造边缘构件范围)1—后浇段;2—预制剪力墙3边缘构件内的配筋及构造要求应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定;预制剪力墙的水平分布钢筋在后浇段内的锚固、连接应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。4非边缘构件位置,相邻预制剪力墙之间应设置后浇段,后浇段的宽度不应小于墙厚且不宜小于200mm;后浇段内应设置不少于4根竖向钢筋,钢筋直径不应小于墙体竖向分布筋直径且不应小于8mm;两侧墙体的水平分布筋在后浇段内的锚固、连接应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。【说明】7.7.8同一楼层内相邻预制剪力墙竖向接缝位置,一方面应避免接缝对结构整体性能产生不良影响,同时也要便于预制剪力墙构件的标准化生产、吊装、运输和就位。对于约束边缘构件(如图3),位于墙肢端部的通常与墙板一起预制;纵横墙交接部位一般存在接缝,图1中阴影区域宜全部后浇,纵向钢筋主要配置在后浇段内,且在后浇段内应配置封闭箍筋及拉筋,预制墙板中的水平分布筋在后浇段内锚固。66
图3预制剪力墙的后浇混凝土约束边缘构件示意对于构造边缘构件,墙肢端部的构造边缘构件通常全部预制;当采用L形、T形或者U形墙板时,拐角处的构造边缘构件也可全部在预制剪力墙中。当采用一字型构件时,纵横墙交接处的构造边缘构件可全部后浇;为了满足构件的设计要求或施工方便也可部分后浇部分预制。当构造边缘构件部分后浇部分预制时,需要合理布置预制构件及后浇段中的钢筋,使边缘构件内形成封闭箍筋。7.7.1预制剪力墙底部接缝宜设置在楼面标高处,并应符合下列规定:1接缝高度宜为20mm;2接缝宜采用灌浆料填实;3接缝处后浇混凝土上表面应设置粗糙面。【说明】7.7.9剪力墙竖向钢筋连接一般采用套筒灌浆连接或浆锚搭接连接,在灌浆时宜将水平接缝同时灌满。灌浆强度较高且流动性较好,有利于保证拼缝粘结力。7.7.2上下层预制剪力墙的竖向钢筋,宜采用套筒灌浆连接和浆锚搭接连接。当采用套筒灌浆连接和浆锚搭接连接时,应符合下列规定:1边缘构件竖向钢筋应逐根连接。2预制剪力墙的竖向分布钢筋,当仅部分连接时(图7.7.10),被连接的同侧钢筋间距不应大于600mm,且在剪力墙构件承载力设计和分布钢筋配筋率计算中不得计入不连接的分布钢筋;不连接的竖向分布钢筋直径不应小于6mm。66
3一级抗震等级剪力墙以及二、三级抗震等级底部加强部位,剪力墙的边缘构件竖向钢筋宜采用套筒灌浆连接。图7.7.10预制剪力墙竖向分布钢筋连接构造示意1—不连接的竖向分布钢筋;2—连接的竖向分布钢筋;3—连接接头【说明】7.7.10钢筋套筒灌浆连接的技术在美国、日本等国家已具有几十年的实践经验,也已经经历了多次地震考验,是一项十分成熟的技术。目前国内对这种连接技术也已经进行了大量试验研究,已编制了相应的规程,国内已开始推广应用。因此,钢筋套筒灌浆连接可用于重要结构构件受力钢筋的连接。国内部分科研单位、高等院校和企业对浆锚搭接连接技术进行了试验研究,也取得了一定的研究成果和实践经验,目前主要采用的是在预制构件中有螺旋箍筋约束的孔道中进行搭接的技术。两种连接技术相比较,钢筋套筒灌浆连接技术更加成熟;钢筋浆锚搭接连接适用于较小直径的钢筋的连接,施工方便,造价较低。剪力墙的边缘构件是影响其抗震性能的重要构件,而且受力钢筋较粗,每根钢筋应各自连接,并宜采用钢筋套筒灌浆连接。剪力墙的分布钢筋数较多,若逐根连接会导致现场施工作业量很大且不易保证连接质量。根据有关单位的研究成果,可在预制剪力墙中设置部分较粗的分布钢筋并在接缝处仅连接这部分钢筋,被连接钢筋的数量应满足剪力墙的配筋率和受力要求;为了满足分布钢筋最大间距的要求,在预制剪力墙中再设置一部分较小直径的竖向分布钢筋,但其最小直径也应满足有关规范的要求。7.7.1预制剪力墙相邻下层为现浇剪力墙时,预制剪力墙与下层现浇剪力墙中竖向钢筋的连接应符合本规程第7.7.10条的规定,下层现浇剪力墙顶面应设置粗糙面。7.7.2在地震设计状况下,剪力墙水平接缝的受剪承载力设计值应按下式计算:66
(7.7.12)式中:——垂直穿过结合面的钢筋抗拉强度设计值;——与剪力设计值V相应的垂直于结合面的轴向力设计值,压力时取正,拉力时取负;——垂直穿过结合面的抗剪钢筋面积。【说明】7.7.12本规程参照现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1给出了剪力墙水平接缝的受剪承载力设计值计算公式。公式与《高层建筑混凝土结构技术规程》中对一级抗震等级剪力墙水平施工缝的抗剪验算公式相同,主要采用剪摩擦的原理,考虑了钢筋和轴力的共同作用。进行预制剪力墙底部水平接缝受剪承载力计算时,计算单元的选取分以下三种情况:1不开洞或者开小洞口整体墙,作为一个计算单元;2小开口整体墙可作为一个计算单元,各墙肢联合抗剪;3开口较大的双肢及多肢墙,各墙肢作为单独的计算单元。7.7.1屋面以及立面收进的楼层,应在预制剪力墙顶部设置封闭的后浇钢筋混凝土圈梁(图7.7.13),并应符合下列规定:1圈梁截面宽度不应小于剪力墙的厚度,截面高度不宜小于楼板厚度及250mm的较大值;圈梁应与现浇或者叠合楼、屋盖浇筑成整体。(a)端部节点(b)中间节点图7.7.13后浇钢筋混凝土圈梁构造示意1—后浇混凝土叠合层;2—预制板;3—后浇圈梁;4—预制剪力墙2圈梁内配置的纵向钢筋不应少于412,且按全截面计算的配筋率不应小于0.5%和水平分布筋配筋率的较大值,纵向钢筋竖向间距不应大于200mm;箍筋间距不应大于200mm,且直径不应小于8mm。7.7.266
各层楼面位置,预制剪力墙顶部无后浇圈梁时,应设置连续的水平后浇带(图7.7.14);水平后浇带应符合下列规定:1水平后浇带宽度应取剪力墙的厚度,高度不应小于楼板厚度;水平后浇带应与现浇或者叠合楼、屋盖浇筑成整体。2水平后浇带内应配置不少于2根连续纵向钢筋,其直径不宜小于12mm。(a)端部节点(b)中间节点图7.7.14水平后浇带构造示意1—后浇混凝土叠合层;2—预制板;3—水平后浇带;4—预制墙板;5—纵向钢筋【说明】7.7.13~7.7.14在楼层收进及屋面处设置封闭连续的后浇钢筋混凝土圈梁,是为了保证结构整体性和稳定性。在不设置圈梁的楼面处,通过设置水平后浇带并在其内设置纵向钢筋,也可起到保证结构整体性和稳定性的作用。7.7.1预制剪力墙洞口上方的预制连梁宜与后浇圈梁或水平后浇带形成叠合连梁(图7.7.15),叠合连梁的配筋及构造要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。图7.7.15预制剪力墙叠合连梁构造示意1—后浇圈梁或后浇带;2—预制连梁;3—箍筋;4—纵向钢筋7.7.266
楼面梁不宜与预制剪力墙在剪力墙平面外单侧连接;当楼面梁与剪力墙在平面外单侧连接时,宜采用铰接。【说明】7.7.16剪力墙平面内刚度和承载力较大,但平面外刚度和承载力相对较小。当楼面梁与预制剪力墙在剪力墙平面外单侧连接时,对预制剪力墙会产生不利的平面外内力,因此应尽量避免这种连接。7.7.1预制叠合连梁的预制部分宜与剪力墙整体预制,也可在跨中拼接或在端部与预制剪力墙拼接。【说明】连梁端部钢筋锚固构造复杂,应尽量避免预制连梁在端部与预制剪力墙连接。7.7.2当预制叠合连梁在跨中拼接时,可按本规程第7.5.5条的规定进行接缝的构造设计。7.7.3当预制叠合连梁端部与预制剪力墙在平面内拼接时,接缝构造应符合下列规定:1当墙端边缘构件采用后浇混凝土时,连梁纵向钢筋应在后浇段中可靠锚固(图7.7.19a)或连接(图7.7.19b);2当预制剪力墙端部上角预留局部后浇节点区时,连梁的纵向钢筋应在局部后浇节点区内可靠锚固(图7.7.19c)或连接(图7.7.19d)。(a)预制连梁钢筋在后浇段内锚固构造示意(b)预制连梁钢筋在后浇段内与预制剪力墙预留钢筋连接构造示意66
(c)预制连梁钢筋在预制剪力墙局部后浇节点区内锚固构造示意(d)预制连梁钢筋在预制剪力墙局部后浇节点区内与墙板预留钢筋连接构造示意图7.7.19同一平面内预制连梁与预制剪力墙连接构造示意1—预制剪力墙;2—预制连梁;3—边缘构件箍筋;4—连梁下部纵向受力钢筋锚固或连接【说明】7.7.19给出了两种常用的“刀把墙”的预制连梁与预制墙板的连接方式。也可采用其它连接方式,但应保证接缝的受弯及受剪承载力不低于连梁的受弯及受剪承载力。7.7.1当采用后浇连梁时,宜在预制剪力墙端伸出预留纵向钢筋,并与后浇连梁的纵向钢筋可靠连接(图7.7.20)。图7.7.20后浇连梁与预制剪力墙连接构造示意1—预制墙板;2—后浇连梁;3—预制剪力墙伸出纵向受力钢筋7.7.2应按本规程第7.5.2条的规定进行叠合连梁端部接缝的受剪承载力计算。7.7.366
当预制剪力墙洞口下方有墙时,宜将洞口下墙作为单独的连梁进行设计(图7.7.22)。图7.7.22预制剪力墙洞口下墙与叠合连梁的关系示意1—洞口下墙;2—预制连梁;3—后浇圈梁或水平后浇带【说明】7.7.22洞口下墙的构造有三种做法:1预制连梁向上伸出竖向钢筋并与洞口下墙内的竖向钢筋连接,洞口下墙、后浇圈梁与预制连梁形成一根叠合连梁。该做法施工比较复杂,而且洞口下墙与下方的后浇圈梁、预制连梁组合在一起形成的叠合构件受力性能没有经过试验验证,受力和变形特征不明确,纵筋和箍筋的配筋也不好确定。不建议采用此做法。2预制连梁与上方的后浇混凝土形成叠合连梁;洞口下墙与下方的后浇混凝土之间连接少量的竖向钢筋,以防止接缝开裂并抵抗必要的面外荷载。洞口下墙内设置纵筋和箍筋,作为单独的连梁进行设计。建议采用此种做法。3当洞口下墙采用轻质填充墙时,或者采用混凝土墙但与结构主体采用柔性材料隔离时,在计算中可仅作为荷载,洞口下墙与下方的后浇混凝土及预制连梁之间不连接,墙内设置构造钢筋。当计算不需要窗下墙时可采用此种做法。7.8预制楼梯7.8.1预制楼梯可采用预制混凝土楼梯,也可采用预制钢结构楼梯。当采用预制混凝土板式楼梯时,梯段板厚度不宜小于120mm,66
梯段板面、板底均应配置通长的纵向钢筋。【说明】7.8.1目前预制钢结构楼梯已在实际工程中得到大量应用,尤其是建筑效果要求的异型楼梯,对于预制异型楼梯,采用钢结构设计及施工简便,比混凝土结构具有明显优势。采用预制钢结构楼梯时,应注意进行防腐防锈处理,并采取防火处理措施。对于预制混凝土板式楼梯,吊装、运输及安装过程中受力状况比较复杂,且与使用阶段不同,为了保证构件的承载力及控制裂缝宽度,规定梯段板厚度不宜小于120mm,板面和板底均应配通长钢筋。7.8.1预制楼梯与支承构件之间宜采用简支连接。采用简支连接时,应符合下列要求:1预制楼梯两端宜分别设置固定铰和滑动铰,其转动及滑动变形能力应满足结构层间位移的要求,且预制楼梯端部在支承构件上的最小搁置长度应符合表7.8.2的规定;2预制楼梯设置滑动铰的端部应有防止滑落的构造措施。表7.8.2预制楼梯在支承构件上的最小搁置长度抗震设防烈度6度7度8度最小搁置长度(mm)100100120【说明】7.8.2发生强烈地震时,楼梯是重要的逃生通道,应避免楼梯的破坏。框架结构中,预制楼梯与主体结构之间采用后浇混凝土等措施形成两端固支,梯板起到斜支撑的作用,对结构刚度、承载力、规则性影响较大,应参与抗震计算。当预制楼梯与主体结构采取一端为固定铰、另一端为滑动铰的简支连接时,楼梯对结构刚度等的影响较小,可不参与抗震计算;应保证铰支承具有足够的转动及滑动变形能力,并采取构造措施防止滑落。剪力墙结构中,当采用简支的预制楼梯时,楼梯间墙宜做成小开口剪力墙。预制混凝土楼梯一端为固定铰、另一端为滑动铰的简支连接时,做法可参照图4、图5。图4预制楼梯上端连接做法66
图5预制楼梯下端连接做法66
8外挂墙板8.1一般规定8.1.1外挂墙板应采用合理的连接节点并与主体结构可靠连接。有抗震设防要求时,外挂墙板及其与主体结构的连接节点,应进行抗震设计。[说明]8.1.1本章所指外挂墙板是装配在混凝土结构上的非承重的预制外墙板,应按非结构受力构件进行设计。外挂墙板与主体结构应采用合理的连接节点,以保证荷载传递路径简捷,符合结构的计算假定。连接节点包括预埋件及连接件,其中预埋件包括主体结构支承构件中的预埋件,以及在外挂墙板中的预埋件,通过连接件与这两种预埋件的连接,将外挂墙板与主体结构连接在一起。对有抗震设防要求的地区,应对外挂墙板和连接节点进行抗震设计。8.1.2外挂墙板结构分析可采用线性弹性方法,其计算简图应符合实际受力状态。[说明]8.1.2外挂墙板与主体结构之间可以采用多种连接方法,对外挂墙板和连接节点进行设计计算时,所取用的计算简图应与实际连接构造相一致。8.1.3对外挂墙板和连接节点进行承载力验算时,其结构重要性系数应取不小于1.0,连接节点承载力抗震调整系数应取1.0。8.1.4支承外挂墙板的结构构件应具有足够的承载力和刚度,不宜将外挂墙板支承在跨度较大的悬臂构件上。[说明]8.1.4支承外挂墙板的结构构件应具有足够的承载力和刚度,尽量减少挠曲,避免扭转,以减少对外挂墙板的不良影响。当实在不能避免时,应进行定量的分析计算,采取加强措施。当支承构件为跨度较大的悬臂构件时,其端部可能会产生较大的位移,不宜将外挂墙板支承在此类构件上。8.1.5外挂墙板与主体结构宜采用柔性连接,连接节点应具有足够的承载力和适应主体结构变形的能力,并应采取可靠的防腐、防锈和防火措施。[说明]8.1.5外挂墙板与主体结构宜采用柔性连接,保证外挂墙板在地震时能够适应主体结构的的最大层间位移角。柔性连接有点支承和线支承两种。本规程参照国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》,外挂墙板与主体结构的连接节点推荐采用柔性连接的点支承的方式。点支承的外挂墙板可区分为平移式外挂墙板(图666
a)和旋转式外挂墙板(图6b)两种形式。它们与主体结构的连接节点,又可以分为承重节点和非承重节点两类。一般情况下,外墙挂板与主体结构的连接宜设置4个支承点:当下部两个为承重节点时,上部两个宜为非承重节点;相反,当上部两个为承重节点时,下部两个宜为非承重节点。应注意,平移式外挂墙板与旋转式外挂墙板的承重节点和非承重节点的受力状态和构造要求是不同的,因此设计要求也是不同的。(a)平移式外挂墙板(b)旋转式外挂墙板—可水平滑动;—承重铰支节点;—可竖向滑动;—承重可向上滑动图8.1.5外挂墙板及其连接节点形式示意一边固定的线支承方式在我国部分地区有所应用,但目前有关线支承的科研成果还偏少。根据现有的研究成果,当外挂墙板与主体结构采用线支承连接时,连接节点的抗震性能应满足:①多遇地震和设防地震作用下连接节点保持弹性;②罕遇地震作用下外挂墙板顶部剪力键不破坏,连接钢筋不屈服。连接节点的构造应满足:1)外挂墙板上端与楼面梁连接时,连接区段应避开楼面梁塑性铰区域;2)外挂墙板与梁的结合面应做成粗糙面并宜设置键槽,外挂墙板中应预留连接用钢筋。连接用钢筋一端应可靠地锚固外挂墙板中,另一端应可靠地锚固在楼面梁(或板)后浇混凝土中;3)外挂墙板下端应设置2个非承重节点,此节点仅承受平面外水平荷载;其构造应能保证外挂墙板具有随动性,以适应主体结构的变形。8.2作用及作用组合8.2.1外挂墙板及连接节点的承载力计算时,荷载组合的效应设计值应符合下列规定:1持久设计状况:当风荷载效应起控制作用时:66
(8.2.1-1)当永久荷载效应起控制作用时:(8.2.1-2)2地震设计状况:在水平地震作用下:(8.2.1-3)在竖向地震作用下:(8.2.1-4)式中:——基本组合的效应设计值;——水平地震作用组合的效应设计值;——竖向地震作用组合的效应设计值;——永久荷载的效应标准值;——风荷载的效应标准值;——水平地震作用的效应标准值;——竖向地震作用的效应标准值;——永久荷载分项系数,按本规程第8.2.2条规定取值;——风荷载分项系数,取1.4;——水平地震作用分项系数,取1.3;——竖向地震作用分项系数,取1.3;——风荷载组合系数。在持久设计状况下取0.6,地震设计状况下取0.2。3施工阶段验算:施工阶段按脱模、翻转、吊装、运输、安装等环节最不利施工荷载工况计算,应计算重力荷载和脱模或动力作用的等效荷载效应。脱模或动力作用的等效荷载效应应符合本规程第7.2.2条的有关规定。[说明]8.2.1~8.2.2在外挂墙板和连接节点上的作用与作用效应的计算,均应按照我国现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009和《建筑抗震设计规范》GB50011的规定执行。同时应注意:66
1)对外挂墙板进行持久设计状况下的承载力验算时,外挂墙板仅承受平面外的风荷载;当进行地震设计状况下的承载力验算时,除应计算外挂墙板平面外水平地震作用效应外,尚应分别计算平面内水平和竖向地震作用效应,特别是对开有洞口的外挂墙板,更不能忽略后者;2)承重节点应能承受重力荷载、外挂墙板平面外风荷载和地震作用、平面内的水平和竖向地震作用;非承重节点仅承受上述各种荷载与作用中除重力荷载外的各项荷载与作用;3)在一定的条件下,旋转式外挂墙板可能产生重力荷载仅由一个承重节点承担的工况,应特别注意分析;4)计算重力荷载效应值时,除应计入外挂墙板自重外,尚应计入依附于外挂墙板的其他部件和材料的自重。5)计算风荷载效应标准值时,应分别计算风吸力和风压力在外挂墙板及其连接节点中引起的效应。6)对重力荷载、风荷载和地震作用,均不应忽略由于各种荷载和作用对连接节点的偏心在外挂墙板中产生的效应。7)外挂墙板和连接节点的截面和配筋设计应根据各种荷载和作用组合效应设计值中的最不利组合进行。8.2.1在持久设计状况、地震设计状况下,进行外挂墙板和连接节点的承载力设计时,永久荷载分项系数应按下列规定取值:1进行外挂墙板平面外承载力设计时,应取为0;进行外挂墙板平面内承载力设计时,应取为1.2;2进行连接节点承载力设计时,在持久设计状况下,当风荷载效应起控制作用时,应取1.2,当永久荷载效应起控制作用时,应取1.35;在地震设计状况下,应取1.2。8.2.2风荷载标准值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009有关围护结构的规定确定。8.2.3计算水平地震作用标准值时,可采用等效侧力法,并应按下式计算:(8.2.4)式中:——施加于外挂墙板重心处的水平地震作用标准值;——动力放大系数,可取5.0;——水平地震影响系数最大值,应按表8.2.4采用;66
——外挂墙板的重力荷载标准值。表8.2.4水平地震影响系数最大值抗震设防烈度6度7度8度a0.040.08(0.12)0.16(0.24)注:设防烈度为7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。8.2.1竖向地震作用标准值可取水平地震作用标准值的0.65倍。[说明]8.2.4~8.2.5外挂墙板的地震作用是依据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011对于非结构构件的规定制订,并参照现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003的规定,对计算公式进行了简化。8.3外挂墙板和连接设计8.3.1外挂墙板的厚度应符合下列规定:1外挂墙板的厚度不宜小于100mm;1预制夹心外墙板的总厚度不宜小于150mm,且内、外叶墙板的厚度均不宜小于50mm;保温材料的厚度不宜小于30mm,且不宜大于120mm。[说明]8.3.1按照现阶段外挂墙板的构造要求,规定了外挂墙板的最小厚度。8.3.2外挂墙板的高度除顶层外不宜大于一个层高,宽度不宜大于一个开间。[说明]8.3.2构件尺度过长或过高,如跨越两个层高后,主体结构层间位移对外墙挂板内力的影响较大,有时甚至需要考虑构件的P-Δ效应。根据我国现阶段吊车的起重能力、卡车的运输能力、施工单位的施工水平、以及连接节点构造的成熟程度,目前还不宜将构件做得过大。现阶段预制外挂墙板一般为一个层高、一个开间。顶层为施工方便,一般和女儿墙一起预制。8.3.3外挂墙板宜双层双向配筋,竖向和水平钢筋的配筋率均不应小于0.15%,且钢筋直径不宜小于5mm,间距不宜大于200mm。[说明]8.3.3由于外挂墙板受到平面外风荷载和地震作用的双向作用,因此应双层、双向配筋,且应满足最小配筋率的要求。对于预制夹心外墙板,目前国内通常采用是非组合式的夹心墙板,外叶墙板仅作为荷载,内叶墙板受力,本条对配筋的要求是针对受力的内叶墙板。8.3.4门窗洞口周边、角部应配置加强钢筋。[说明]8.3.4外挂墙板门窗洞口边由于应力集中,应采取防止开裂的加强措施。对开有洞口的外挂墙板,应根据外挂墙板平面内水平和竖向地震作用效应设计值66
,对洞口边加强钢筋进行配筋计算。一般情况下,洞边钢筋不应少于2根、直径不应小于12mm;该钢筋自洞口边角算起伸入外挂墙板内的长度不应小于。洞口角部尚应配置加强斜筋,加强斜筋不应少于212;且应满足锚固长度要求。8.3.1最外层钢筋的混凝土保护层厚度除有专门要求外,应符合下列规定:1)对石材或面砖饰面,不应小于15mm;2)对清水混凝土,不应小于20mm;3)对露骨料装饰面,应从最凹处混凝土表面计起,且不应小于20mm。[说明]8.3.5外挂墙板的饰面可以有多种做法,应根据外挂墙板饰面的不同做法,确定其钢筋混凝土保护层的厚度。当外挂墙板的饰面采用表面露出不同深度的骨料时,其最外层钢筋的保护层厚度,应从最凹处混凝土表面计起。8.3.2外挂墙板承载能力极限状态的计算,应符合本规程第7.2节和第8.2节的要求,并应进行正常使用状态的验算。[说明]8.3.6点支承的外挂墙板一般可视连接节点为铰支座,两个方向均按简支构件进行承载能力极限状态计算分析。外挂墙板一般同时具有装饰功能,对其外表面观感的要求较高,一般在施工阶段不允许开裂,使用阶段应对其挠度和裂缝宽度进行控制,满足设计要求。8.3.3外挂墙板与主体结构的连接节点应采用预埋件,不得采用后锚固的方法。外挂墙板与主体结构采用点支承连接时,连接件的滑动孔尺寸,应根据穿孔螺栓的直径、层间位移值和施工误差等因素确定。[说明]8.3.7根据日本和台湾的工程实践经验,点支承的连接节点一般采用在连接件和预埋件之间设置带有长圆孔的滑移垫片,形成平面内可滑移的支座;当外挂墙板相对于主体结构可能产生转动时,长圆孔宜按垂直方向设置;当外挂墙板相对于主体结构可能产生平动时,长圆孔宜按水平方向设置。用于连接外挂墙板的型钢、连接板、螺栓等零部件的规格应加以限制,力争做到标准化,使得整个项目中,各种零部件的规格统一化,数量最小化,避免施工中可能发生的差错,以便保证和控制质量。8.3.4外挂墙板间接缝的构造应符合下列规定:1接缝构造应满足防水、防火、隔音等建筑功能要求;2接缝宽度应满足主体结构的层间位移、密封材料的变形能力、施工误差、温差引起变形等要求,且不应小于15mm。[说明]8.3.8外挂墙板板缝中的密封材料,处于复杂的受力状态中,由于目前相关试验研究工作做得还比较少,尚未提出定量的计算方法。设计时应注重满足其各种功能要求。板缝不应过宽,以减少密封胶的用量,降低造价。66
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