裝配式整體混凝土結(jié)構(gòu)設計探討培訓講義PPT

1、 PC結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系及體系及設計設計 Precast Concrete 混凝土預制（構(gòu)件）裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念定義：定義：由預制混凝土構(gòu)件或部件通過各種可靠的方式進行連接，并與現(xiàn)場澆筑的混凝土形成整體的混凝土結(jié)構(gòu)。期望的效果：期望的效果： 使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)完全等同 整體性、穩(wěn)定性和延性。裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念關(guān)鍵技術(shù)問題：關(guān)鍵技術(shù)問題：（1）水平縫、豎縫的鋼筋連接技術(shù)（2）結(jié)合面抗剪性能：粗糙面、鍵槽、抗 剪鋼筋（3）新型配筋技術(shù)：大直徑、大間距（4）結(jié)構(gòu)分析方法、設計方法裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝

2、土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的概念裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程柱吊裝柱吊裝小梁小梁吊裝吊裝疊合板底板疊合板底板吊裝吊裝大梁吊裝大梁吊裝節(jié)點節(jié)點 箍筋箍筋下一樓層下一樓層梁板鋼筋鋪設梁板鋼筋鋪設澆筑混凝土澆筑混凝土START所涉及的規(guī)范及圖集所涉及的規(guī)范及圖集 基本設計原則基本設

3、計原則混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 961 裝配式、裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中各類預制構(gòu)件及連接構(gòu)造應按下列原則進行設計： 1 應在結(jié)構(gòu)方案和傳力途徑中確定預制構(gòu)件的布置及連接方式，并在此基礎上進行 整體結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件及連接設計； 2 預制構(gòu)件的設計應滿足建筑使用功能，并符合標準化要求； 3 預制構(gòu)件的連接宜設置在結(jié)構(gòu)受力較小處，且宜便于施工；結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接 構(gòu)造應滿足結(jié)構(gòu)傳遞內(nèi)力的要求； 4 各類預制構(gòu)件及其連接構(gòu)造應按從生產(chǎn)、施工到使用過程中可能產(chǎn)生的不利工況 進行驗算，對預制非承重構(gòu)件尚應符合本規(guī)范第968條的規(guī)定。951 二階段成形的水平疊合受彎構(gòu)件，當預制構(gòu)件高度不足全截面高度的40時，施工階

4、段應有可靠的支撐。 施工階段有可靠支撐有可靠支撐的疊合受彎構(gòu)件，可按整體受彎整體受彎構(gòu)件設計計算，但其斜截面受剪承載力和疊合面受剪承載力應按本規(guī)范附錄H計算。 施工階段無支撐無支撐的疊合受彎構(gòu)件，應對底部預制構(gòu)件及澆筑混凝土后的疊合構(gòu)件按本規(guī)范附錄H的要求進行二階段受力計算二階段受力計算。（一）（一）裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)程規(guī)程適用范圍適用范圍 適用于抗震設防烈度為68度地區(qū)的裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)、裝配整體式混凝土框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)及裝配整體式混凝土部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的民用建筑。 （一）（一）裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程裝配式混凝土結(jié)構(gòu)

5、技術(shù)規(guī)程規(guī)程規(guī)程適用范圍適用范圍結(jié)構(gòu)類型抗震設防烈度6度7度8度（0.2g）8度（0.3g）裝配整體式框架結(jié)構(gòu)60504030裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)130（120） 110（100）90（80）70（60）裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)110（100）90（80）70（60）40（30）裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度（裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度（m m）注：注：1 房屋高度指室外地面到主要屋面的高度，不包括局部突出屋頂部分； 2 2 在規(guī)定的水平力作用下，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)和裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)中，當預制剪力墻構(gòu)件底部承擔的總剪

6、力大于該層總剪力的50%時，最大適用高度應適當降低；當預制剪力墻構(gòu)件底部承擔的總剪力大于該層總剪力的80%時，應取括號中數(shù)值； 3 3 當結(jié)構(gòu)中僅采用疊合梁、板構(gòu)件，而豎向承重構(gòu)件全部現(xiàn)澆時，其最大適用高度同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。（二）結(jié)構(gòu)布置要求（二）結(jié)構(gòu)布置要求p 裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)應重視結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性。特別不規(guī)則的建筑應采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。p 特別不規(guī)則，是指具有較明顯的薄弱部位，可能引起不良后果者，參照建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2010第3.4.1條。（三）疊合樓蓋（三）疊合樓蓋p裝配整體式結(jié)構(gòu)的樓蓋宜采用疊合樓蓋。裝配整體式結(jié)構(gòu)中，下列部位樓蓋宜采用現(xiàn)澆混凝土 ： 1 結(jié)構(gòu)頂層、地下室頂層；

7、 2 作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層及其相關(guān)范圍； 3 結(jié)構(gòu)體型收進處的樓層及相鄰上、下各一層； 4 平面復雜或開洞較大的樓層； 5 斜柱上、下端周圍局部樓蓋 。1.1.疊合板疊合板裝配疊合板的形式桁架鋼筋混凝土疊合板預應力鋼筋混凝土預制板適用范圍：板跨6m,宜采用桁架鋼筋混凝土疊合板板跨6m,宜采用預應鋼筋混凝土預制板1.1.疊合板疊合板n 在預制板內(nèi)設置桁架鋼筋，可增加預制板的整體剛度和水平界面抗剪性能。n 鋼筋桁架的下弦與上弦可作為樓板的下部和上部受力鋼筋使用。n 施工階段，驗算預制板的承載力及變形時，可考慮桁架鋼筋的作用，減少預制板下的臨時支撐。 1.1.疊合板疊合板a.疊合板采用的

8、標準圖集疊合板采用的標準圖集1.1.疊合板疊合板b.樓板制圖示例：樓板制圖示例：1.1.疊合板疊合板c.板圖說明板圖說明板圖比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板圖圖紙量增加：底板布置圖與現(xiàn)澆層配筋圖分開繪制底板布置圖：根據(jù)板跨與受力形式在圖集中選用相應的板，并將圖集中板編號 表示在底板布置圖中，較大的板可采用現(xiàn)澆接縫將大板分為較小 的板，并在圖中注明接縫位置及寬度，標準接縫在接縫表中引用 圖集節(jié)點，非標準接縫畫出接縫大樣?，F(xiàn)澆層配筋圖：根據(jù)計算值畫出支座負筋，其表示方法同現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)。疊合板胡子筋1.1.疊合板疊合板2.2.疊合梁疊合梁n 疊合梁預制部分的截面形式： 疊合梁預制部分可采用矩形或凹口截面形式。123605

9、0150123150（a）矩形截面（b）凹口截面2.2.疊合梁疊合梁n 疊合梁的箍筋形式： 可采用整體封閉箍筋或組合封閉箍筋的形式。 抗震等級為一、二級的疊合框架梁的梁端箍筋加密區(qū)宜采用整體封閉箍筋。1313124134（a）整體封閉箍（b）組合封閉箍復合組合箍筋2.2.疊合梁疊合梁2.2.疊合梁疊合梁n 疊合梁的梁梁拼接節(jié)點： 宜在受力較小截面 。 梁下部縱向鋼筋在后澆段內(nèi)宜采用機械連接或焊接連接；上部縱向鋼筋應在后澆段內(nèi)連續(xù) 。123n 疊合梁接縫的受剪承載力驗算：651 裝配整體式結(jié)構(gòu)中，接縫的正截面承載力應符合現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB 50010的規(guī)定。接縫的受剪承載力應符合

10、下列規(guī)定： 1 持久設計狀況： （外力抗力） 2 地震設計狀況： （外力抗力） 在梁、柱端部箍筋加密區(qū)及剪力墻底部加強部位，尚應符合下式要求：式中：0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，安全等級為一級時不應小于11， 安全等級為二級時不應小于10； Vjd持久設計狀況下接縫剪力設計值； VjdE地震設計狀況下接縫剪力設計值； Vu持久設計狀況下梁端、柱端、剪力墻底部接縫受剪承載力設計值； VuE地震設計狀況下梁端、柱端、剪力墻底部接縫受剪承載力設計值； Vmua被連接構(gòu)件端部按實配鋼筋面積計算的斜截面受剪承載力設計值； j接縫受剪承載力增大系數(shù)，抗震等級為一、二級取12，抗震等級為三、 四級取11。2.2.疊合梁

11、疊合梁n 疊合梁接縫的受剪承載力驗算：722 疊合梁端豎向接縫的受剪承載力設計值應按下列公式計算： 1 持久設計狀況 2 地震設計狀況 式中：Acl疊合梁端截面后澆混凝土疊合層截面面積； fc預制構(gòu)件混凝土軸心抗壓強度設計值； fy垂直穿過結(jié)合面鋼筋抗拉強度設計值； Ak各鍵槽的根部截面面積(圖722)之和，按后澆鍵槽根部截面 和預制鍵槽根部截面分別計算，并取二者的較小值； Asd垂直穿過結(jié)合面所有鋼筋的面積，包括疊合層內(nèi)的縱向鋼筋。 n 疊合梁接縫的受剪承載力驗算： Vmua被連接構(gòu)件端部按實配鋼筋面積計算的斜截面受剪承載力設計值，按混規(guī)計算，如下： 以300 x700高的框架梁為例，計算如

12、下n 框架梁接縫驗算實例：（四）豎向預制構(gòu)件的鋼筋連接技術(shù)（四）豎向預制構(gòu)件的鋼筋連接技術(shù)n 豎向預制承重構(gòu)件的縱向受力鋼筋連接是裝配整體混凝土結(jié)構(gòu)中最為關(guān)鍵的技術(shù)，裝配整體混凝土結(jié)構(gòu)正是在連接技術(shù)的進步與革新的基礎上得到應用和發(fā)展的。n 目前國內(nèi)外比較成熟的豎向預制承重構(gòu)件的鋼筋連接技術(shù)主要有兩種： （1）套筒灌漿連接 （2）漿錨搭接連接 1. 1. 套筒灌漿連接套筒灌漿連接套筒灌漿連接是指在預制混凝土構(gòu)件中預埋的金屬套筒中插入鋼筋并灌注水泥基灌漿料而實現(xiàn)的鋼筋連接方式。鋼筋套筒灌漿連接的技術(shù)在美國和日本已經(jīng)有近四十年的應用歷史，是一項十分成熟的技術(shù)。美國ACI已明確將這種連接列入機械連接的

13、一類，不僅將這項技術(shù)廣泛應用于預制構(gòu)件受力鋼筋的連接，而且還用于現(xiàn)澆混凝土受力鋼筋的連接。我國部分單位對這種接頭進行了一定數(shù)量的試驗研究工作，證實了它的安全性。1. 1. 套筒灌漿連接套筒灌漿連接連接套筒1. 1. 套筒灌漿連接套筒灌漿連接1. 1. 套筒灌漿連接套筒灌漿連接連接套筒包括全灌漿套筒和半灌漿套筒兩種形式。 全灌漿套筒：兩端均采用灌漿方式與鋼筋連接； 半灌漿套筒：后者一端采用灌漿方式與鋼筋連接，而另一端采用非灌漿方式與鋼筋連接（通常采用螺紋連接）。（a）全灌漿套筒（b）半灌漿套筒1. 1. 套筒灌漿連接套筒灌漿連接全灌漿套筒1. 1. 套筒灌漿連接套筒灌漿連接半灌漿套筒需注意的問題

14、需注意的問題鋼筋通過套筒連接時，套筒的保護層厚度從套筒外邊算起，剪力墻為15mm，框架柱為20mm。常用的套筒直徑比被連接的鋼筋直徑大3040mm，因此，對于框架柱，被連接的縱筋的保護層厚度實際是3540mm。柱截面設計時，應考慮這一問題，截面尺寸不宜太?。荒Ｐ陀嬎銜r，應注意調(diào)整參數(shù)。由于所有鋼筋均在同一位置通過套筒連接，而規(guī)范要求套筒之間的凈距不應小于25mm。因此宜采用大直徑的鋼筋，以減少鋼筋的根數(shù)。鋼筋連接處箍筋須加密，具體詳見相關(guān)規(guī)范。2. 2. 漿錨搭接連接漿錨搭接連接漿錨搭接連接是指在預制混凝土構(gòu)件中采用特殊工藝制成的孔道中插入需搭接的鋼筋，并灌注水泥基灌漿料而實現(xiàn)的鋼筋搭接連接方

15、式。這種搭接技術(shù)在歐洲有多年的應用歷史，也被稱之為間接搭接或間接錨固。2. 2. 漿錨搭接連接漿錨搭接連接目前主要采用的是在預制構(gòu)件中有螺旋箍筋約束的孔道中進行搭接的技術(shù)，稱為鋼筋約束漿錨搭接連接。 金屬波紋管漿錨搭接連接：墻板主要受力鋼筋采用插入一定長度的鋼套筒或預留金屬波紋管孔洞，灌入高性能灌漿料形成的鋼筋搭接連接接頭。 金屬波紋漿錨管：采用鍍鋅鋼帶卷制形成的單波或雙波形咬邊扣壓制成的預埋于預制鋼筋混凝土構(gòu)件中用于豎向鋼筋漿錨接的金屬波紋管。另外比較成熟的還有金屬波紋管漿錨搭接連接技術(shù)。 2. 2. 漿錨搭接連接漿錨搭接連接預制內(nèi)墻板間豎向鋼筋的金屬波紋管漿錨搭接連接2. 2. 漿錨搭接連

16、接漿錨搭接連接預制外墻板間豎向鋼筋的金屬波紋管漿錨搭接連接 （外墻拼縫截面采用內(nèi)高外低的防雨水滲漏構(gòu)造）（外墻拼縫截面采用內(nèi)高外低的防雨水滲漏構(gòu)造）2. 2. 漿錨搭接連接漿錨搭接連接2. 2. 漿錨搭接連接漿錨搭接連接漿錨搭接連技術(shù)的關(guān)鍵在于孔洞的成型技術(shù)、灌漿料的質(zhì)量以及對被搭接鋼筋形成約束的方法等各個方面。目前我國的孔洞成型技術(shù)種類較多，尚無統(tǒng)一的論證，因此規(guī)程要求縱向鋼筋采用漿錨搭接連接時，對預留孔成孔工藝、孔道形狀和長度、構(gòu)造要求、灌漿料和被連接鋼筋，應進行力學性能以及適用性的試驗驗證。3. 3. 兩種鋼筋連接方式的比較兩種鋼筋連接方式的比較相比較而言，鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)更加成熟，

17、適用于較大直徑鋼筋的連接；鋼筋漿錨搭接連接適用于較小直徑的鋼筋（d20mm）的連接，連接長度較大，不適用于直接承受動力荷載構(gòu)件的受力鋼筋連接。長沙會展中心項目設計交流長沙會展中心項目設計交流相比較而言，鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)更加成熟，適用于較大直徑鋼筋的連接；鋼筋漿錨搭接連接適用于較小直徑的鋼筋（d20mm）的連接，連接長度較大，不適用于直接承受動力荷載構(gòu)件的受力鋼筋連接。（五）預制框架柱（五）預制框架柱裝配整體式結(jié)構(gòu)中一般部位的框架柱采用預制柱；重要或關(guān)鍵部位的框架柱應現(xiàn)澆，比如穿層柱、躍層柱、斜柱，高層框架結(jié)構(gòu)中地下室部分及首層柱。（樓梯間的柱，重要，邊于設置梯梁）注意，預制框架柱鋼筋宜只排

18、一排，以免注漿困難。（五）預制框架柱（五）預制框架柱上下層預制柱連接位置：采用預制柱及疊合梁的裝配整體式框架中，柱底接縫宜設置在樓面標高處。鋼筋連接方式：框架柱抗震性能比較重要，而且框架柱的縱向鋼筋直徑較大，故宜采用灌漿套筒連接。（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻剪力墻結(jié)構(gòu)中一般部位的剪力墻可采用部分預制、部分現(xiàn)澆，也可全部預制；（注意規(guī)范中對預制剪力墻比例與房屋最大適用高度的要求）底部加強部位的剪力墻現(xiàn)澆。（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻1. 預制剪力墻截面形式及要求： 預制剪力墻宜采用一字形，也可采用L形、T形或U形；預制墻板洞口宜居中布置。 當預制剪力墻外墻

19、采用夾心保溫墻板時（即夾心外墻板），應滿足下列要求 ： （1） 外葉墻板厚度不應小于50mm，且外葉墻板應與內(nèi)葉墻板可靠連接； （2）夾心墻板的夾層厚度不宜大于120mm； （3） 內(nèi)葉墻板應按剪力墻進行設計。（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻2.樓層內(nèi)相鄰預制剪力墻之間連接接縫應現(xiàn)澆形成整體式接縫。相鄰預制剪力墻之間豎向接縫位置的確定： 一方面應避免接縫對結(jié)構(gòu)整體性能產(chǎn)生不良影響，同時也要便于預制剪力墻構(gòu)件的標準化生產(chǎn)、吊裝、運輸和就位。（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（1）當接縫位于縱橫墻交接處的約束邊緣構(gòu)件區(qū)域時，約束邊緣構(gòu)件的陰影區(qū)域宜全部采用后澆混凝土，并應在后澆段內(nèi)設置封閉箍筋 。2

20、121bf且300bwlc且300bfbw且300bf2bf2bf且300bfbwlcbf且300bwlc（a）有翼墻 （b）轉(zhuǎn)角墻圖 約束邊緣構(gòu)件陰影區(qū)域全部后澆構(gòu)造示意lc約束邊緣構(gòu)件沿墻肢的長度1后澆段；2預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（2）當接縫位于縱橫墻交接處的構(gòu)造邊緣構(gòu)件區(qū)域時，構(gòu)造邊緣構(gòu)件宜全部采用后澆混凝土； 當僅在一面墻上設置后澆段時，后澆段的長度不宜小于300mm。2001212400200400bw200400200（a）轉(zhuǎn)角墻 （b）有翼墻圖 構(gòu)造邊緣構(gòu)件全部后澆構(gòu)造示意（陰影區(qū)域為構(gòu)造邊緣構(gòu)件范圍）1后澆段；2預制剪力墻3001212200400bw300

21、400400200200（a）轉(zhuǎn)角墻 （b）有翼墻圖 構(gòu)造邊緣構(gòu)件部分現(xiàn)澆構(gòu)造示意（陰影區(qū)域為構(gòu)造邊緣構(gòu)件范圍）1后澆段；2預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻 （3）非邊緣構(gòu)件位置，相鄰預制剪力墻之間應設置后澆段，后澆段的寬度不應小于墻厚且不宜小于200mm；后澆段內(nèi)應設置不少于4根豎向鋼筋，鋼筋直徑不應小于墻體豎向分布筋直徑且不應小于8mm。（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻3.上下層預制剪力墻的連接：連接位置：剪力墻底部接縫宜設置在樓面標高處。上下層預制剪力墻的豎向鋼筋連接方式： （1） 剪力墻邊緣構(gòu)件抗震性能比較重要，而且豎向鋼筋直徑較大，故宜采用灌漿套筒連接，且應逐根連接。 （2

22、） 剪力墻其他部位的豎向鋼筋連接可采用套筒灌漿連接，也可采用漿錨搭接連接。 豎向鋼筋可部分連接：被連接的同側(cè)鋼筋間距不應大于600mm，且在剪力墻構(gòu)件承載力設計和分布鋼筋配筋率計算中不得計入不連接的分布鋼筋；不連接的豎向分布鋼筋直徑不應小于6mm。（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻236006001AA12A-A圖 預制剪力墻豎向分布鋼筋連接構(gòu)造示意1不連接的豎向分布鋼筋；2連接的豎向分布鋼筋；3連接接頭（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻l 國家建筑標準設計圖集15G310-2裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點構(gòu)造（剪力墻）（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻對于約束邊緣對于約束邊緣構(gòu)件能否采用構(gòu)件能否采用墻身水平鋼筋墻身水平鋼筋計入邊緣構(gòu)件計入邊緣構(gòu)件體積配箍率的體積配箍率的問題，尚需請問題，尚需請教專家。教專家。（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻預制剪力墻的設計制圖預制剪力墻的設計制圖A.平面圖示例平面圖示例（六）預制剪力墻（六）預制剪力墻B.預制剪力墻平面說明 圖中包括：剪力墻平面布