装配整体式混凝土框架结构设计要点及案例分析

装配式混凝土框架结构设计要点及案例分析

2017.9

目录

前言﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒3 第一章、装配式结构设计流程﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4 第二章第二章装配式设计流程特点﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6 第三章装配式框架结构设计分析﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒14 第四章装配式框架结构的连接设计﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒17 第五章装配式框架结构深化设计﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒30第六章装配式框架结构案例分析﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒32第七章塔吊及汽车吊布置﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒43

前言

近年来,整浇式梁柱节点在北京地区民用建筑钢筋混凝土多层装配式框架结构中被普遍采用。为了有利于构件生产定型化及现场安装施工速度的提高,我们在几年来的工程设计、施工和科研实践的基础上,对J_(72)、J_(74)型节点,进行了总结和改进,并经河南饭庄等工程试点,提出了DZ1、DZ2型两种梁柱节点方案。由于这类节点是在现场把预制钢筋混凝土梁、柱构件浇注成整体的,故统称为"整浇式梁柱节点"。

装配整体式钢筋混凝土结构房屋是指主要水平受力构件和垂直非承重构件采用预制的方法，在现场经过装配式施工，垂直受力构件和节点进行现浇连接，使建筑物成为一个整体，这样的建筑结构称为装配整体式结构。其主要特征为：工厂化批量预制、机械化施工，现场湿作业少，具有施工快、质量好、节省材料和人工的优点。

装配整体式钢筋混凝土结构房屋在建筑设计时，除满足国家现行设计规范外，还应考虑装配整体式结构的技术特点，合理设计构件节点，使构造方式有利于构件拆解和预制生产，提高工业化程度，以更好地保证构件质量、加快建设进度

本文从装配式结构设计流程、构件组成分析，设计分析、连接设计、深化设计、案例分析六个方面介绍了装配式混凝土框架结构设计要点，结合多年工作经验总结了装配整体式混凝土框架结构设计过程中需要注意的问题。

第一章装配式结构设计流程

从设计角度比较现浇式建设流程和装配式建设流程（见图1）。装配式建筑建设过程中因为包括构件生产的环节，必然会增加构件加工图设计，就是通常所说的构件深化设计。根据装配式建筑的特点，主体结构施工需要与内装设计同步进行。除此以外，装配式建筑建造技术含量较高、装配式建筑容错性很差，如果设计阶段发生错误就会造成很大损失。所以，在装配式建设流程前期中还增加了技术策划这个阶段，而技术策划这个阶段又往往被忽视。一方面设计单位接触这个内容比较少，另一方面开发商的装配式建筑项目比较少，所以都没有注重技术策划阶段。装配式建筑设计和传统设计较大的差异就是有贯穿始终的协同设计过程，从技术策划直到主体施工、内装施工，都要与业主、设计各专业、施工单位协同、协作（见图2）。

（a）现浇式建设流程

（b）装配式建设流程

图1现浇式建设流程和装配式建设流程的比较

图2技术协同贯穿装配式设计流程

装配式建设流程中有三个重要环节（见图3）：

图3

第二章装配式设计流程特点

第一，前期技术策划十分重要，主要是分析产业政策，设计师除了考虑政策目标，同时要考虑客户的利益需求最大化，有时客户的想法远远超过政策目标，那么就要兼顾政策同时达到产业化目标，从而确定技术方向。前期的技术策划，对整个装配式建筑设计的技术走向至关重要，对成本影响特别大。

第二，技术协同贯穿设计全过程。过去传统设计停留于设计院内部的建筑、结构、设备、内装专业配合，如毛坯房交付这样的简单设计连内装专业都没有，专业配合很少。而在装配式建筑中，内装设计的配合就极其重要，和设计单位、建设单位、生产单位都需要协作，比如考虑深化设计、生产能力等。

第三，构件深化设计繁复琐碎，装配式建筑都需要做构件的深化设计，这部分设计内容在传统设计中不是放在设计院做，而是放在加工厂做，而对于装配式建筑，有些设计院和加工厂不愿意或没有能力做构件的深化设计，深化设计的内容比想象的多得多，要考虑的问题也和传统分工差距比较大。传统建筑设计对施工问题考虑得很少，装配式建筑设计必须考虑生产、吊运、现场施工等要求，内容繁琐复杂。

1装配整体式结构设计的一般要求

1）建筑设计应遵循少规格、多组合的原则

2）宜采用主体结构、装修和设备管线的装配化集成技术

3）建筑设计应符合建筑模数协调标准

4）围护结构及建筑部品等宜采用工业化、标准化产品

5）宜选用大开间、大进深的平面布置

6）宜采用规则平面和立面布置

结构设计是一个复杂的体系，但是做装配式建筑设计是需要把复杂的体系分步骤来解决问题的。做装配式建筑首先很重要的是要具有工业化的思维，就是我们常说的概念设计，只要把成本因素、施

工的便利性考虑进去，就比较合理。例如，我们说标准化是为了降低成本，不做标准化设计构件规格和数量就会很多，必然会提高成本。对于施工的便利性，传统设计中开间会选用2-3m的跨度，板厚度较小，而对装配式的叠合楼板来说，可能4-6m是比较合适的正常板跨，也有一些案例选取了更大板跨。

2装配整体式结构最大适用高度

设计时首先要考虑装配式结构是否适合在该建筑中应用，图4的表格给出了装配整体式结构与现浇结构体系的最大适用高度，如果结构体系的主要抗侧力构件节点连接采用现浇混凝土，应该能满足受力要求（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，在规定的水平力作用下，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，其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，最大适用高度应取表6.1.1中括号内的数值）。差别有三点：1）9度抗震设防烈度不适用于装配式混凝土结构；2）装配式框架结构及装配式框架-现浇剪力墙结构的最大适用高度与现浇式结构相同；3）装配式剪力墙结构的最大适用高度有所降低。