装配式混凝土建筑结构体系与部品部件

第三章装配式混凝土建筑结构体系与部品部件装配式混凝土结构包括多种类型。

其中，由预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构，称为装配整体式混凝土结构。

这里提到的预制构件，是指不在现场原位支模浇筑的构件，不仅包括在工厂制作的预制构件，还包括由于受到施工场地或运输等条件限制，而又有必要采用装配式结构时，在现场制作的预制构件。

装配整体式混凝土结构是装配式混凝土结构形式的一种。

当主要受力预制构件之间的连接通过干式节点进行连接时，此时结构的总体刚度与现浇混凝土结构相比会有所降低，此类结构不属于装配整体式结构。

根据我国目前的研究工作水平和工程实践经验，对于高层混凝土建筑我国目前主要采用装配整体式混凝土结构，其他建筑也是以装配整体式混凝土结构为主。

3.1装配整体式混凝土框架结构3.1.1结构体系装配整体式混凝土框架结构，是指全部或部分框架梁、柱采用预制构件构建成的装配整体式混凝土结构。

图3.1.1装配整体式混凝土框架结构框架结构建筑平面布置灵活，造价低，使用范围广，在低多层住宅和公共建筑中得到了广泛的应用。

装配整体式混凝土框架结构继承了传统框架结构的以上优点。

根据国内外多年的研究成果，在地震区的装配整体式框架结构，当采用了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后，其性能可等同于现浇混凝土框架结构。

因此，对装配整体式框架结构，当节点及接缝采用适当的构造并满足相关要求时，可认为其性能与现浇结构基本一致。

3.1.2预制构件装配整体式混凝土框架结构中，预制构件主要有预制柱、叠合梁、叠合板等。

1）预制柱图3.1.2预制柱矩形预制柱截面边长不宜小于400mm，圆形预制柱截面直径不宜小于450mm，且不宜小于同方向梁宽的1.5倍。

柱纵向受力钢筋直径不宜小于20mm，纵向受力钢筋间距不宜大于200mm且不应大于400mm。

柱纵向受力钢筋可集中于四角配置且宜对称布置。

柱中可设置纵向辅助钢筋（辅助钢筋直径不宜小于12mm且不宜小于箍筋直径）。

当正截面承载力计算不计入纵向辅助钢筋时，纵向辅助钢筋可不伸入框架节点。

柱纵向受力钢筋在柱底连接时，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；当采用套筒灌浆连接或浆锚连接等方式时，套筒或搭接段上端第一道箍筋距离套筒或搭接段顶部不应大于50mm。

图3.1.3预制柱底部箍筋加密区构造示意1预制柱；2连接接头或钢筋连接区域；3加密区箍筋；4箍筋加密区（阴影区域）2）叠合梁预制混凝土叠合梁是指预制混凝土梁顶部在现场后浇混凝土而形成的整体梁构件，简称叠合梁。

图3.1.4叠合梁装配整体式框架结构中，当采用叠合梁时，框架梁的后浇混凝土叠合层厚度不宜小于150mm，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，凹口深度不宜小于50mm，凹口边厚度不宜小于60mm。

图3.1.5叠合框架梁截面示意1后浇混凝土叠合层；2叠合梁；3叠合板抗震等级为一、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。

当叠合梁受扭时宜采用整体封闭箍筋，且整体封闭箍筋的搭接部分宜设置在预制部分。

采用组合封闭箍筋的形式时，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，箍筋帽宜两端应做成135°弯钩，也可做成一端135°另一端90°弯钩，但135°弯钩和90°弯钩应沿纵向受力钢筋方向交错布置，框架梁弯钩平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径），次梁135°弯钩平直段长度不应小于5d，90°弯钩平直段长度不应小于10d。

1预制梁；2开口箍筋；3上部纵向钢筋；4箍筋帽；5封闭箍筋图3.1.6叠合梁箍筋构造示意3）叠合板预制混凝土叠合板是指预制混凝土板顶部在现场后浇混凝土而形成的整体板构件，简称叠合板。

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。

跨度大于3m的叠合板，宜采用桁架钢筋混凝土叠合板；跨度大于6m的叠合板，宜采用预应力混凝土预制板；板厚大于180mm的叠合板，宜采用混凝土空心板。

当叠合板的预制板采用空心板时，板端空腔应封堵。

（1）桁架钢筋混凝土叠合板桁架钢筋混凝土叠合板的预制层在待现浇区预留桁架钢筋。

桁架钢筋的主要作用是将后浇筑的混凝土层与预制底板联结成整体，并在制作和安装过程中提供一定刚度。

桁架钢筋应沿主要受力方向布置；距板边不应大于300mm，间距不宜大于600mm；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；桁架钢筋弦杆混凝土保护层厚度不应小于15mm。

图3.1.7桁架钢筋混凝土叠合板（2）预应力带肋混凝土叠合楼板预应力带肋混凝土叠合楼板，又称PK板，是一种新型的装配整体式预应力混凝土楼板。

它是以倒“T”型预应力混凝土预制带肋薄板为底板，肋上预留椭圆形孔，孔内穿置横向预应力受力钢筋，然后再浇筑叠合层混凝土从而形成整体双向楼板。

预应力带肋混凝土叠合楼板具有厚度薄、质量轻等特点，并且采用预应力可以极大的提高混凝土的抗裂性能。

由于采用了T型肋，且肋上预留钢筋穿过的孔洞，新老混凝土能够实现良好的互相咬合。

图3.1.8预应力带肋混凝土叠合楼板4）其他预制构件此外，装配整体式框架混凝土结构的预制构件还有预制混凝土楼梯、预制混凝土阳台板、预制混凝土空调板等。

预制混凝土楼梯是装配式混凝土建筑重要的预制构件，具有受力明确、外形美观等优点，避免了现场支模板，安装后可作为施工通道，节约施工工期。

通常预制混凝土楼梯构件会在踏步上预制防滑条，并在楼梯临空一侧预制栏杆扶手预埋件。

图3.1.9预制混凝土楼梯预制混凝土阳台板，是集承重、围护、保温、防水、防火等功能为一体的重要装配式预制构件。

预制混凝土阳台板通过局部现浇混凝土，与主体结构实现可靠连接，使之形成装配整体式住宅。

预制阳台板一般有叠合板式阳台板、全预制板式阳台板和全预制梁式阳台板，目前以叠合板式阳台板为主。

图3.1.10预制混凝土阳台板3.2装配整体式混凝土剪力墙结构3.2.1结构体系装配整体式混凝土剪力墙结构，是指全部或部分剪力墙采用预制墙板构建成的装配整体式混凝土结构。

我国新型的装配式混凝土建筑是从住宅建筑发展起来的，而高层住宅建筑绝大多数采用剪力墙结构。

因此，装配整体式混凝土剪力墙结构在国内发展迅速，得到大量的应用。

装配整体式混凝土剪力墙结构中，墙体之间的接缝数量多且构造复杂，接缝的构造措施及施工质量对结构整体的抗震性能影响较大，使装配整体式剪力墙结构抗震性能很难完全等同于现浇结构。

世界各地对装配式剪力墙结构的研究少于装配式框架结构的研究，因此我国目前对装配整体式混凝土剪力墙结构采用从严要求的态度。

图3.2.1装配整体式混凝土剪力墙结构3.2.2预制构件装配整体式混凝土剪力墙结构中，预制构件主要有预制内、外墙板、叠合梁、叠合板、预制混凝土楼梯、阳台、空调板等。

其中，叠合梁、叠合板、预制混凝土楼梯、阳台、空调板的做法与装配整体式混凝土框架结构的做法相同。

1）预制混凝土剪力墙内墙板预制混凝土剪力墙内墙板是指在工厂预制成的混凝土剪力墙构件。

预制混凝土剪力墙内墙板侧面在施工现场通过预留钢筋与剪力墙现浇区段连接，底部通过钢筋灌浆套筒和坐浆层与下层预制剪力墙连接。

图3.2.2预制混凝土剪力墙内墙板预制剪力墙宜采用一字型，也可采用L型、T型或U型。

开洞预制剪力墙洞口宜居中布置，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。

预制剪力墙的连梁不宜开洞。

当需开洞时，洞口宜预埋套管。

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。

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不应小于其抗震锚固长度。

当采用套筒灌浆连接时，自套筒底部至套筒顶部并向上延伸300mm范围内，预制剪力墙的水平分布筋应加密。

加密区水平分布筋直径不应小于8mm。

当构件抗震等级为一、二级时，加密区水平分布筋间距不应大于100mm；当构件抗震等级为三、四级时，其间距不应大于150mm。

套筒上端第一道水平分布钢筋距离套筒顶部不应大于50mm。

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。

2）预制混凝土夹心外墙板预制混凝土夹心外墙板又称“三明治板”，由内叶板、保温夹层、外叶板通过连接件可靠连接而成。

预制混凝土夹心外墙板在国内外均有广泛的应用，具有结构、保温、装饰一体化的特点。

预制混凝土夹心外墙板根据其在结构中的作用，可以分为承重墙板和非承重墙板两类。

当其作为承重墙板时，与其他结构构件共同承担垂直力和水平力；当其作为非承重墙板时，仅作为外围护墙体使用。

a实景图b示意图图3.2.3预制混凝土夹心外墙板预制混凝土夹心外墙板根据其内、外叶墙板间的连接构造，又可以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，外叶墙仅作为荷载，通过拉结件作用在内业墙板上。

鉴于我国对于预制混凝土夹心外墙板的科研成果和工程实践经验都还较少，目前在实际工程中，通常采用非组合式的墙板，只将外叶板作为中间层保温板的保护层，不考虑其承重作用，但要求其厚度不应小于50mm。

中间夹层的厚度不宜大于120mm，用来放置保温材料，也可根据建筑物的使用功能和特点聚合诸如防火等其他功能的材料。

当预制混凝土夹心外墙板作为承重墙板时，将内叶板按剪力墙构件进行设计，并执行预制混凝土剪力墙内墙板的构造要求。

3）双面叠合剪力墙双面叠合剪力墙是内、外叶墙板预制并用桁架钢筋可靠连接，中间空腔在现场后浇混凝土和形成的剪力墙叠合构件。

双面叠合墙板通过全自动流水线进行生产，自动化程度高，具有非常高的生产效率和加工精度，同时具有整体性好、防水性能优等特点。

随着桁架钢筋技术的发展，自20世纪70年代起，双面叠合剪力墙结构体系在欧洲开始得到了广泛的应用。

自2005年起双面叠合剪力墙体系慢慢引入中国市场，在这十多年时间里，结合我国国情，各大高校、科研机构及企业针对双面叠合剪力墙结构体系进行了一系列试验研究，证实了双面叠合剪力墙具有与现浇剪力墙接近的抗震性能和耗能能力，可参考现浇结构计算方法进行结构计算。