装配式混凝土结构设计要点分析

现浇框支框架 底部加强部位剪力墙 其他区域剪力墙
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干式连接：通过预埋件焊接或螺栓连接、搁置、销栓等方式 PC构 件之间 湿式连接：钢筋连接、后浇混凝土或灌浆结合为整体
干式连接：节点构造应符合计算简图要求；按实际内力验算螺栓、焊缝、钢板截面、 牛腿或挑耳企口弯剪、销栓受剪、局部承压等承载力。 参考： 《钢结构设计规范》 《混凝土结构设计规范》 PCI Design handbook Chapter 6 fib Bulletin 74 Planning and design handbook on precast building struetures chapter 5
（100）
90（80） 70（60）
120（110） 110（100） 90（80） 70（60） 40（30）
8
高宽比
非抗震 抗震设防烈度
结构类型 装配整体式框架结构 装配整体式框架-现浇剪力墙结构 装配整体式剪力墙结构
设计
5 6 6
6度、7度
4 6 6
8度
3 5 5
对结构刚度、整体稳定、承载力和经济合理性的宏观限制以外，对于装配式混凝土 结构，更重要的是提高结构的抗倾覆能力，减小结构底部在侧向力作用下出现拉力 的可能性，避免墙板水平接缝在受剪的同时受拉。
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抗震等级
结构类型 6度 抗震设防烈度 7度 8度
装配整体式 框架结构
高度（m）
框架 大跨度框架 高度（m） 框架 剪力墙
≤24 ＞24
四 三 ≤60 ＞60 四 三 三 三 ≤24 四 三 ≤24 四 ≤24 二 三 四 三
≤24
三 二
＞24
二
≤24
二 一 ≤24 三 二 ≤24 三 ≤24 一 二 三 >24且≤60 二 一 >24且≤70 二 >24且≤70 一 一 二
•
GB 50666
5 钢筋套筒灌浆连接技术
【GB 50204/9.3.2】钢筋采用套筒灌浆连接或浆锚搭接连接时，灌浆应饱满、密实。 【GB 50204/9.3.3】钢筋采用套筒灌浆连接或浆锚搭接连接时，其连接接头质量应 符合国家现行相关标准的规定。
《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ 355-2015
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一般规定
合理的结构方案及高宽比 拉力对接缝抗剪很不利，影响整体性
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承载力设计
叠合梁截面、预制或现浇柱截面、节点区承载力设计均按照混凝土结构设 计规范的规定进行。 本规程仅给出：梁端拼缝的受剪承载力计算公式； 柱底拼缝的受剪承载力计算公式；
接缝的剪力设计值按构件端部剪力设计值，扣除支座 区域； 按6.5.1 条符合接缝受剪承载力是否满足要求
装配式混凝土结构：由预制混凝土构件 通过各种可靠的连接方式装配而成的混 凝土结构。（JGJ 1）
关键：预制混凝土构件 可靠的连接方式
1 预制构件结构性能检验
预制构件分类
预制构件
专业企业生产 总包单位制作
wk.baidu.com最新的《建筑业企业资质标准》已于2015年1月1日正式施行，新标
准中取消了混凝土预制构件专业企业资质 《规范》规定的“专业企业生产”指与总承包单位不同的企业法人生
需避免削弱承载力，并附加构造筋控制裂 缝及保护层脱落
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总体思路：装配整体式剪力墙结构，与现浇混凝土剪力墙结构整体分析及 构件设计方法相同，主要用于高层建筑。
装配形式：以预制墙板、后浇边缘构件、后浇连接段、叠合楼板。墙板水 平拼缝竖向钢筋连接采用灌浆套筒连接、浆锚搭接连接等。 承载力计算：预制墙板水平拼缝的抗剪承载力计算 构件构造要求：预制墙板构造要求 节点构造要求：预制墙板竖向拼缝、水平拼缝、水平圈梁、连梁节点等构 造要求
2002年立项，2008年开始编制，2012年审查，2013年报批2014年发行
5
1、基本规定 2、连接设计
3、楼盖及楼梯设计
4、框架结构设计
5、剪力墙结构设计
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方案阶段各专业的协同 建筑及结构设计原则：标准化、模数化，少规格、多组合； 结构整体性、耐久性、高强高性能材料应用；合理的预制拆 分； 抗震设防标准
＞ 24 一
装配整体式 框架-现浇剪力墙结构
>24且≤60 ＞60 三 二 二 二
＞ 60 一 一 ＞ 70 一
装配整体式 剪力墙结构
高度（m） 剪力墙 高度
≤70 ＞70 四 三
>24且≤70 ＞70 三 二
≤70 ＞70 二 三 四 二 二 三
>24且≤70 ＞70 二 二 三 一 一 二
装配整体式 部分框支剪力墙结构
重视深化设计（构件、支撑等施工验算）
第 二 部 分
装配式混凝土结构关键施工 技术与验收标准
01
02 03
预制构件结构性能检验 预制构件结合面处理 预制构件吊运 临时固定措施 钢筋套筒灌浆连接技术 后浇区钢筋安装 全过程施工验算
目
04 05
录
06 07 08
装配式结构工程验收
混凝土结构：以混凝土为主制成的结构， 包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和 预应力混凝土结构。 （GB 50010）
深化设计要求
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适用高度
非抗震设 计 70 150 6度 60 130 抗震设防烈度 7度 50 120 110 8度 8度
结构类型
（0.2g） （0.3g） 40 100 30 80
装配整体式框架结构 装配整体式框架-现浇剪力墙结构 装配整体式剪力墙结构 装配整体式部分框支剪力墙结构
140（130） 130（120）
侧面：粗糙面，凹凸深度>6mm。也可设键槽
粗糙面的面积不宜小于结合面的80%
清水面，带防滑条，栏杆预埋件，两端简支
钢筋桁架叠合楼板，可做单向、双向板
总体思路：装配整体式框架结构，等同现浇，与现浇混凝土框架结构整体 分析及构件设计方法相同
装配形式：以预制柱、叠合梁、叠合楼板、现浇节点构成，梁柱以一维构 件为主，方便制作及安装。柱纵筋连接采用灌浆套筒连接。 承载力计算：叠合梁拼缝、预制柱拼缝的抗剪承载力计算 构件构造要求：叠合梁、预制柱构造要求 节点构造要求：主次梁节点、叠合梁拼接节点、梁柱节点构造要求
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强接缝，弱构件
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钢筋连接：套筒灌浆连接，机械连接，焊接，搭接等
钢筋套筒灌浆连接应用技术规程 钢筋机械连接通用技术规程
混凝土结构设计规范
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钢筋连接：浆锚搭接连接
钢筋锚固
构件结合面：
预制板顶面：粗糙面，凹凸深度>4mm 预制梁顶面：粗糙面，凹凸深度>6mm 端面：键槽（计算确定），宜同时设粗糙面，凹凸深度>6mm 预制柱底：键槽（考虑灌浆排气），宜同时设粗面，凹凸深度>6mm 柱顶：粗糙面，凹凸深度>6mm 预制墙顶底面：粗糙面，凹凸深度>6mm
装配式混凝土结构设计 要点分析
2018/11
第 一 部 分
装配式混凝土结构设计要点
目
01 02
规程及图集介绍
设计要点
录
03
总结
类 别 国家 标准
编 号 GB 50010-2010 GB 50666-2011 GB 50204（2011年修订版） JGJ 1-2014 混凝土结构设计规范
名 称 混凝土结构工程施工规范 混凝土结构工程施工质量验收规范 装配式混凝土结构技术规程
钢筋混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程 整体预应力装配式板柱结构技术规程
地方标准 北京、上海、深圳、辽宁、安徽、黑龙江、福建、香港、广东等各地方规程
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充分分析研究市场需求，做有用的标准 包含主要装配式结构体系（不仅是剪力墙大板）
不片面强调全预制装配，提高结构性能/抗震性能
结构设计上主要依靠现有规范体系及设计技术 针对低层、多层建筑，提出专门规定和要求 补充、强化建筑设计、加工制作、安装、工程验收 必须安全可靠，力争技术先进、经济合理
GB 50204
2 预制构件的结合面处理
结合面
规程JGJ 1第6.5.5条：预制构件与后浇混凝土、灌浆料、坐 浆材料的结合面应设置粗糙面、键槽。
键槽
露骨料粗糙面
刻花粗糙面
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4 mm，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 。
产
GB 50204
2 预制构件的结合面处理
【GB 50204/9.2.8】预制构件粗糙面的质量及键槽的 数量应符合设计要求。
装配整体式结构中预制构件与后浇混凝土结合的界面称为结合面，
具体可为粗糙面或设置键槽两种形式 有需要时，还需要在粗糙面、键槽上配置抗剪或抗拉钢筋等以确保 结构连接构造的整体性设计要求
烈度、气候条件，使用功能 预制率要求 生产能力，施工安装水平
以现有规程、图集中技术体系及做法为主 对各种结构体系及连接做法，要因地、因人制宜选用 新型体系及做法要有较完整的研究及论证资料、设计方法。 重视节点连接构造
比传统设计多出来的工作量 结构设计与生产、施工密切配合，多看现场 充分考虑施工因素（吊装、运输）
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一般规定
26
一般规定
高规7.1.8条适当加严
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外墙挂板均为非承重板，不协助主体结构承载，仅承受自身分 担的荷载和地震作用；适应主体结构变形要求 线连接和点连接的选择 点连接变形模式的选择（平移，转动，固定）
结构布置考虑装配化的要求，不要先按现浇设计，再拆分 考虑综合因素、合理选择技术方案
拉毛粗糙面
凿毛粗糙面
3 预制构件吊运
预埋吊件（HPB300吊环和专用预埋吊件）
规范 GB 50666 给出了预埋吊件的施工安全系数要求。专用预埋吊件构造 比较复杂，实际承载力计算缺少相关公式可依据，需要通过试验加以确 定。但是，目前我国缺乏专用预埋吊件性能检验的试验标准。因此，应 用专用预埋吊件时，应严格遵守产品应用技术手册的要求。
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湿式连接传力途径：
压力：后浇混凝土、灌浆料或座浆材料直接传递； 拉力：连接钢筋传递； 剪力：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、 销栓抗剪作用承担； 弯矩：连接钢筋抗拉及后浇混凝土、灌浆料或座浆材料抗压；
设计思路：
拉、压、弯承载力计算同混凝土构件，满足构造要求时无需计算； 剪力：结合面直剪单独进行计算，并确定键槽及抗剪钢筋数量；
3 预制构件吊运
4个算3个一定安全吗？
4 临时固定措施
【GB 50204/9.3.1】临时固定措施的安装质量应符合 施工方案的要求
临时固定措施应按《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的有关规
定进行施工验算，并形成施工方案 “临时固定措施”作用同模板支架，但考虑其重要性，本条定为主 控项目 预制构件安装就位后应及时采取临时固定措施，并可通过临时支撑 对构件的水平位置和垂直度进行微调
5 钢筋套筒灌浆连接技术
• 接头性能要求
【JGJ 355/3.2.2强条】钢筋套筒灌浆连接接头的抗拉 强度不应小于连接钢筋抗拉强度标准值，且破坏时应 断于接头外钢筋.
JGJ 3-2010
行业标准 JGJ 224-2010 JGJ355-2015 JGJ256
高层建筑混凝土结构技术规程
预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程 钢筋套筒灌浆连接应用技术规程 钢筋锚固板应用技术规程
CECS 40:92
协会标准 CECS 43:92 CECS 52:2010
混凝土及预制混凝土构件质量控制规程
GB 50204
4 临时固定措施
• 预制构件安装过程中应根据水准点和轴线校正位置，安装就位后 应及时采取临时固定措施。预制构件与吊具的分离应在校准定位及临 时固定措施安装完成后进行。临时固定措施的拆除应在装配式结构能 达到后续施工承载要求后进行。 采用临时支撑时，应符合下列规定： 每个预制构件的临时支撑不 宜少于2道； 对预制柱、墙板的上部斜撑，其支撑点距离底部的距离不 宜小于高度的2/3，且不应小于高度的1/2； 构件安装就位后，可通过 临时支撑对构件的位置和垂直度进行微调。
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承载力设计
后浇层混凝 土抗剪作用
键槽抗 剪作用
穿过结合面的钢 筋销栓抗剪作用
键槽构造按6.5.5条
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构造要求 节点设计要点： 1.柱钢筋集中角部布置，柱截面不宜小； 2.梁配筋率适宜，尽量单排布筋； 3.几个方向梁下部钢筋避让：水平弯折， 竖向弯折，两个方向梁高区别,弯折角度 1:6
4.梁钢筋弯折或避让造成局部保护层过厚，
混凝土结构：以混凝土为主制成的结 构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土 结构和预应力混凝土结构，按施工方
法可分为现浇混凝土结构和装配式混
凝土结构。（GB 50666、GB50204）
装配式混凝土结构的设计也需要符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 等有关规定，确保结构安全、适用和经济，但也要考虑易施工性。