多层装配式墙板结构体系研发与工程应用

多层装配式墙板结构
《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231-2016) 《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1-2014) 《装配式多层混凝土结构技术规程》(CECS ×××)
技术体系特点
现有体系-装配整体式剪力墙结构
➢ 结构整体性能好，适用高度大，按现浇结构设计，多采用等同现浇构造。
➢ 施工工序复杂，难以发挥装配式结构质量好、施工效率高的优势。
焊接封闭箍
水平分布筋 8 14 末端90°弯钩
预制墙
焊接封闭箍
180
附加U形连接钢筋
水平分布筋 末端90°弯钩
预制墙
200 26d
400 200
26d 400
预制墙 26d
边缘构件
400
L形竖向接缝
边缘构件位置
预制墙
预制墙伸出 水平分布钢筋
竖向接缝 预制墙
预制墙
竖向接缝 预制墙
一体化预制连梁
水平接缝
楼板叠合层
一体化预制窗下墙
下层预制墙
楼板接缝
预制楼板
水平接缝 下层预制墙
技术体系特点
现有体系-装配整体式剪力墙结构
➢ 预制构件种类多，加工工艺复杂。
➢ 竖向钢筋接头多，安装困难，接头质量不易控制。
➢ 预制墙侧面外伸钢筋多，预制墙加工、现场竖向接缝钢筋绑扎效率低。
多层装配式墙板结构体系研发与工程应用
目录
1/ 技术体系特点 2/ 装配式墙板结构体系研究 3/ 小震弹性分析 4/ SAUSAGE大震弹塑性时程分析 5/ ABAQUS大震弹塑性分析 6/ 预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究 7/ 专家评审意见 8/ 施工工艺介绍
«
01 技术体系特点
技术体系特点
竖向分布钢筋
水平分布钢筋
σs
τ
σn
钢丝绳套
w
预制墙竖向接缝
σs
预制墙
τ
横向σn钢筋
s
竖向接缝
预制墙
竖向接缝钢筋连接构造 竖向接缝界面受剪机理
水平分布钢筋
钢筋锚环 横向钢筋
界面剪应力τ
τB
B
Xu界面模型
τA A 简化模型
Kt
sB
sA
sA
sB
阶段1 阶段2
界面滑移s
A τA
B
τB
预制墙
横向钢筋
竖向接缝 预制墙
26d
22d
580
T形竖向接缝
边缘构件位置
附加U形连接钢筋
焊接封闭箍
竖向钢筋接头密集
竖向接缝施工复杂
预制墙侧边伸出水平钢筋
伸出钢筋过长， 运输弯折
外伸钢筋多，工效低，质量管控难
技术体系特点
本体系特点
边缘构件竖向钢筋、竖向分布钢筋：采用大直径大间距套筒灌浆连接。 水平分布钢筋：侧面不出筋，采用可弯折锚环或钢丝绳套。 水平接缝：高强座浆料(不低于40MPa)。 竖向接缝：后浇筑细石混凝土，后浇段长度短；钢筋绑扎及支模简单。
间接搭接
边缘构件 单排附加 竖向钢筋 连接钢筋
竖向分布钢筋
单排附加 连接钢筋
边缘构件竖向钢筋、竖向分布钢筋连接
竖向接缝构造（钢筋锚环、钢丝绳套）
ld
梁墙节点
技术体系特点
本体系特点
门窗及预置阳台 叠合梁 现浇混凝土 预制内墙板 预制外墙板 预制楼板
技术体系特点
优化改进及突破-预制墙边缘构件
➢ 预制墙边缘构件范围及箍筋构造按《高规》设计，要求高于GB/T 51231，保证墙 肢变形能力。
➢ 归纳对比国内外主要规范的钢筋搭接连接设计方法和构造要求，为本体系预制墙竖 向钢筋间接接头设计提供参考。
装配式墙板结构体系研究
预制墙竖向钢筋间接搭接
1: GB 50010 2: ACI 318 3: MC90 4: Eurocode 2
70.0070
5: DIN-1045-1 6: AS 3600 7: NZS 3101 5
水平分布钢筋
钢丝绳套
横向钢筋
水平分
装配式墙板结构体系研究
预制墙竖向钢筋间接搭接
间接搭接
边缘构件 竖向钢筋
单排附加 连接钢筋
竖向分布钢筋
ld
单排附加 连接钢筋
lns
a0 l0 s
搭接钢筋
s 横向钢筋
受力机理与绑扎搭接不同，我国规范尚 d 无明确规定
关键参数：搭接长度、横向间距、横向 钢筋约束作用
装配式墙板结构体系研究
➢ 预制墙边缘构件及墙身竖向钢筋均采用大直径大间距钢筋连接，边缘构件连接钢 筋较GB/T 51231强，同时不影响预制墙安装效率。
间接搭接
边缘构件 竖向钢筋
单排附加 连接钢筋
竖向分布钢筋
ld
单排附加 连接钢筋
技术体系特点
优化改进及突破-竖向接缝
➢ 竖向接缝采用大间距钢筋锚环或钢丝绳套连接，间距600 mm左右，简化预制构 件生产及现场安装。
预制墙竖向钢筋间接搭接
边缘构件 单排附加 竖向钢筋 连接钢筋
边缘构件 单排附加 竖向钢筋 连接钢筋
6 12 6 14 6 16 6 18
2 22 2 25 2 28 2 32
边缘构件竖向钢筋间接搭接构造及钢筋替换原则
➢ 国外规范普遍给出了钢筋间接搭接的设计方法和构造要求，目前我国规范尚未给出 间接搭接接头的设计方法和构造要求。
➢ GB 50010计算得到的搭接长度ls-t分别为ACI318、MC90、Eurocode 2、DIN-1045-1、
AS 3600 及 NZS 3101 的 1.50~1.83 、 1.01~1.21 、 1.34~1.61 、 0.84~1.20 、 1.31~1.57 及
5
60.0060 1
50.0050
35
l/d
40.0040 30.0030 20.0020
46 2
7
1 3 5
46
2 7
13
46 2
7
13
4 6 ls-t
2
la-t
7
10.0010
0.00 0 d=12
d=14
d=16
d=18
不同直径边缘构件竖向钢筋锚固长度la-t和搭接长度ls-t
➢ d = 12~18 mm时，GB 50010计算得到的锚固长度la-t不低于国外规范。
现状及需求
➢ 中小城市及小城镇新建住房中多层和小高层住宅占比较高。 ➢ 北京地区近年来新建住宅以小高层为主，层数为3-8层的住宅占比较高，市场需求
较大。
技术体系特点
现状及需求
➢ 目前多层和小高层装配式住宅可采用的技术体系主要有：装配整体式剪力墙结构 和多层装配式墙板结构。
《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231-2016) 装配整体式剪力墙结构 《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1-2014)
➢ 竖向接缝连接弱于GB/T 51231，提出了针对性的设计方法和构造措施。
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02 装配式墙板结构体系研究
装配式墙板结构体系研究
关键问题
预制墙水平接缝
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预制墙竖向钢筋连接 水平接缝抗剪验算
ld
竖向接缝
预制间墙接搭接
预制墙
边缘构件 竖向钢筋
单排附加 连接钢筋
钢筋锚环
预制墙
竖向接缝 预制墙
单排附加 连接钢筋