装配整体式混凝土结构设计规程课件.ppt

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1、山东省工程建设标准装配整体式混凝土结构设计规程,张 鑫,2015年4月,编制介绍,山东建筑大学，,主要内容,三 规程主要内容及要求,二 规程编制过程,一 规程编制背景,四 结 语,主要内容,三 规程主要内容及要求,二 规程编制过程,一 规程编制背景,四 结 语,绿色建筑（可持续建筑）全寿命周期绿色建造建筑工业化建筑产业现代化,新型建筑工业化,什么是建筑工业化？“建筑工业化”在上世纪50年代就已经提出。建筑工业化：设计标准化、生产工厂化、施工装配化、管理信息化、装修一体化。新型建筑工业化是从建筑业的生产方式变革的角度而言的，“新型”二字主要是与我国以前的建筑工业化相区别，着重强调信息化与建筑工业

2、化的深度融合。 装配整体式混凝土结构是实现新型建筑工业化的主要方式和手段。,新型建筑工业化,什么是建筑工业化？“建筑工业化”在上世纪50年代就已经提出。建筑工业化：设计标准化、生产工厂化、施工装配化、管理信息化、装修一体化。新型建筑工业化是从建筑业的生产方式变革的角度而言的，“新型”二字主要是与我国以前的建筑工业化相区别，着重强调信息化与建筑工业化的深度融合。 装配整体式混凝土结构是实现新型建筑工业化的主要方式和手段。,新型建筑工业化,为什么提出“建筑工业化”？原因一：（国家政策）节能减排，保护环境，节约资源，提高工程质量、提高效率 2013年初，国务院转发了国家发展改革委和住房城乡建设部绿色

3、建筑行动方案国办发20131号文件，将推动新型建筑工业化作为一项重要内容。其中 （八）推动建筑工业化。 2013年底，全国住房城乡建设工作会议的工作报告，其中2014年十项重点工作任务中第七项明确提出：加快推进建筑节能工作，促进建筑产业现代化。 2014年4月，国务院出台的国家新型城镇化发展规划（2014-2020）也明确提出“大力发展绿色建材，强力推进建筑工业化”的要求。原因二：劳动力下降，劳动成本上升,第一次工业革命：18世纪60年代，蒸汽机，机器代替人工生产。 第二次工业革命：19世纪70年代，电力，流水线生产。 第三次工业革命：20世纪40-50年代，信息化生产。 建筑业落后80-14

4、0年。,国外的装配式混凝土结构,装配式混凝土建筑的快速发展始于二战后，20世纪七、八十年代以来，世界上许多发达国家，包括美国、日本和欧洲等在装配式混凝土结构的技术上有了很大进步和技术革新。目前装配整体式混凝土结构在欧洲、新加坡以及高烈度地震区国家如美国、日本等得到广泛应用。,装配式混凝土结构,国外的装配式混凝土结构,国外的装配式混凝土结构,国家規範PCa技术书（日本 ）,日本PCa技术协会（已有中文译本）,日本装配式混凝土结构规范的演变及其影响,一份关于在1995年神户大地震期间混凝土结构性能的报告，显示了由于日本规范的改进，所产生的影响。 大量的根据1971年以前日本建筑规范建造的现浇混凝土

5、框架结构倒塌，或被严重损害。 1971年，日本对建筑规范进行了重大修改，要求增加柱箍筋的数量。在1995年神户强烈地震期间，在如此强烈的地面运动的区域中，凡是遵守日本1971年建筑设计规范条款的建筑，没有一例倒塌，尽管有些被严重损坏（混凝土保护层破碎或开裂发生）。,1981年，日本又对建筑规范进行了重大修改，它引进了在梁柱节点部位，在梁中刻意地设置塑性铰的要求。这个做法保证了塑性铰发生在梁中，并发生在设计者预期的、希望发生的部位。 在1995年神户的大地震期间，在如此强烈的地面运动的区域中，凡是遵守日本1981年建筑规范条款设计的建筑，混凝土框架结构没有倒塌，也没有不可修复的重大损伤，而只有可

6、修复的混凝土破碎或次要裂缝发生。,我国的装配式混凝土结构的发展,20世纪50年代：开创（主要是前苏联技术）20世纪6080年代：发展20世纪90年代：低潮 传统装配式建筑存在问题： （1） 建筑功能/使用功能：户型单一、渗漏、不保温、不节能，标准低、质量差 （2）结构问题：抗震性能等 （3）效率与成本：与现浇结构相比无优势21世纪10年代：恢复、发展、创新,我国的装配式混凝土结构的发展,我国从上世纪50年代末开始研究叠合构件的受力性能，1977年开始对装配式结构体系进行了研究和开发，1991年在借鉴前苏联的经验的基础上，编制了装配式大板居住建筑设计和施工规程，1992年编制了钢筋混凝土装配整体

7、式框架节点与连接技术规程。,我国的装配式混凝土结构的发展,近年来，我国多家科研单位、高校等对装配整体式混凝土结构技术进行了广泛的研究。随着研究的深入以及对国外先进技术、成熟经验的借鉴，装配整体式混凝土结构在我国多个省市得到了大力推广及应用。目前国家已编制了装配整体式混凝土结构技术规程JGJ1-2014，深圳、上海、辽宁、安徽、黑龙江等都已经编制了相应的地方规程。,山东省规程编制 为加快装配整体式混凝土结构技术的推广应用，促进山东省建筑产业现代化的发展，根据山东省住房和城乡建设厅统一安排，山东建筑大学组织有关单位和专家，依据国家相关标准，借鉴国内外实践经验，结合我省实际，编制了山东省装配整体式混

8、凝土结构设计规程。,我国的装配式混凝土结构的发展,我国的装配式混凝土结构的发展,我国的装配式混凝土结构的发展,据初步调查统计全国近两年的建设量：大约在 1300万左右。 2014年全国计划建设量：预计在 2000万左右。,部分城市装配式混凝土结构建筑建设量统计,我国的装配式混凝土结构的发展,我国的装配式混凝土结构的发展,我国的装配式混凝土结构的发展,建筑面积：10380平方米地下一层，地上15层，建筑高度45m2-15层采用全预制装配整体式框架-钢支撑结构体系,南京万科上坊6-05栋全预制装配整体式框架钢支撑结构,我国的装配式混凝土结构的发展,南京万科南站项目,装配整体式混凝土结构的概念,定义

9、：由预制混凝土构件或部件通过各种可靠的方式进行连接，并与现场浇筑的混凝土形成整体的混凝土结构。期望的效果： 使装配式混凝土结构具有与现浇混凝土结构完全等同的整体性、稳定性和延性。,装配整体式混凝土结构的概念,关键技术问题：（1）水平缝、竖缝的钢筋连接技术（2）结合面抗剪性能：粗糙面、键槽、抗剪钢筋（3）新型配筋技术：大直径、大间距（4）锚固技术：锚固板等机械锚固技术（5）结构分析方法、设计方法,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整

10、体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的概念,装配整体式混凝土结构的施工过程,柱吊装,小梁吊装,叠合板底板吊装,大梁吊装,节点 箍筋,下一楼层,梁板钢筋铺设浇筑混凝土,START,主要内容,三 规程主要内容及要求,二 规程编制过程,一 规程编制背景,四 结 语,规程编制过程,在本规程编制期间，编制组对国内外装配整体式混凝土结构技术做了大量的调研工作。 （1）广泛查阅了国外如美国、日本、新加坡及欧洲等国家的装配整体式混凝土结构技术的研究成果、工程实践及规范标准资料，并进行了细致地分析和总结。 （2）对国内目前的研究成果、相关标准进行了研究分析。对国内起步较早的地区

11、如沈阳、深圳、上海、长沙等地的工程实践进行了广泛考察、调研。,规程编制过程,在本规程编制期间，编制组对国内外装配整体式混凝土结构技术做了大量的调研工作。 （3）对我省建筑材料生产单位、构配件生产厂家、施工单位等进行了考察、调研，济南市也已经进行了工程试点建设。,主要内容,三 规程主要内容及要求,二 规程编制过程,一 规程编制背景,四 结 语,规程主要内容及要求,1.总则 2.术语和符号 3.基本规定 4.材料 5.建筑设计 6.结构设计基本规定 7.构件及连接设计 8.外挂墙板设计,（一）规程适用范围,适用于抗震设防烈度为68度地区的装配整体式混凝土框架结构、装配整体式混凝土框架-现浇剪力墙结

12、构、装配整体式混凝土剪力墙结构及装配整体式混凝土部分框支剪力墙结构的民用建筑。,（一）规程适用范围,装配整体式结构房屋的最大适用高度（m）,注：1 房屋高度指室外地面到主要屋面的高度，不包括局部突出屋顶部分； 2 在规定的水平力作用下，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中，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，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，应取括号中数值； 3 当结构中仅采用叠合梁、板构件，而竖向承重构件全部现浇时，其最大适用高度同现浇结构。,（二）结构布置要求,装配整体式混凝土结构应重视结构布置的规则性。

13、特别不规则的建筑应采用现浇结构。 特别不规则，是指具有较明显的薄弱部位，可能引起不良后果者，参照建筑抗震设计规范GB50011-2010第3.4.1条。,（三）叠合楼盖,装配整体式结构的楼盖宜采用叠合楼盖。装配整体式结构中，下列部位楼盖宜采用现浇混凝土 ： 1 结构顶层、地下室顶层； 2 作为上部结构嵌固部位的地下室楼层及其相关范围； 3 结构体型收进处的楼层及相邻上、下各一层； 4 平面复杂或开洞较大的楼层； 5 斜柱上、下端周围局部楼盖 。,1.叠合板,装配叠合板的形式常规的预制底板混凝土叠合板桁架钢筋 混凝土叠合板预制带肋底板 混凝土叠合板,1.叠合板,在预制板内设置桁架钢筋，可增加预制

14、板的整体刚度和水平界面抗剪性能。钢筋桁架的下弦与上弦可作为楼板的下部和上部受力钢筋使用。施工阶段，验算预制板的承载力及变形时，可考虑桁架钢筋的作用，减少预制板下的临时支撑。,1.叠合板,预制带肋底板混凝土叠合板的预制底板上设有板肋且在板肋上预留孔洞，预留孔洞中布置横向穿孔钢筋和管线，可根据需要设计成单向板或双向板。板肋的存在，增大了新、老混凝土接触面，板肋预留孔洞内后浇叠合层混凝土与横向穿孔钢筋形成的抗剪销栓，能保证叠合层混凝土与预制带肋底板形成整体协调受力并共同承载，加强了叠合面的抗剪性能 。,1.叠合板,2.叠合梁,叠合梁预制部分的截面形式： 叠合梁预制部分可采用矩形或凹口截面形式。,（a

15、）矩形截面,（b）凹口截面,2.叠合梁,叠合梁的箍筋形式： 可采用整体封闭箍筋或组合封闭箍筋的形式。 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。,（a）整体封闭箍,（b）组合封闭箍,2.叠合梁,叠合梁的梁梁拼接节点： 宜在受力较小截面 。 梁下部纵向钢筋在后浇段内宜采用机械连接或焊接连接；上部纵向钢筋应在后浇段内连续 。,（四）竖向预制构件的钢筋连接技术,竖向预制承重构件的纵向受力钢筋连接是装配整体混凝土结构中最为关键的技术，装配整体混凝土结构正是在连接技术的进步与革新的基础上得到应用和发展的。目前国内外比较成熟的竖向预制承重构件的钢筋连接技术主要有两种：（1）套筒灌浆

16、连接（2）浆锚搭接连接,1. 套筒灌浆连接,套筒灌浆连接是指在预制混凝土构件中预埋的金属套筒中插入钢筋并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋连接方式。钢筋套筒灌浆连接的技术在美国和日本已经有近四十年的应用历史，是一项十分成熟的技术。美国ACI已明确将这种连接列入机械连接的一类，不仅将这项技术广泛应用于预制构件受力钢筋的连接，而且还用于现浇混凝土受力钢筋的连接。我国部分单位对这种接头进行了一定数量的试验研究工作，证实了它的安全性。,1. 套筒灌浆连接,连接套筒,1. 套筒灌浆连接,1. 套筒灌浆连接,连接套筒包括全灌浆套筒和半灌浆套筒两种形式。全灌浆套筒：两端均采用灌浆方式与钢筋连接；半灌浆套筒：后者一

17、端采用灌浆方式与钢筋连接，而另一端采用非灌浆方式与钢筋连接（通常采用螺纹连接）。,（a）全灌浆套筒,（b）半灌浆套筒,1. 套筒灌浆连接,1. 套筒灌浆连接,1. 套筒灌浆连接,在装配整体式混凝土结构中，套筒灌浆连接接头主要用于墙、柱重要竖向连接构件中的同截面钢筋100%连接部位，其连接性能应满足钢筋机械连接技术规程JGJ 107-2010 中的级接头的要求。套筒灌浆连接施工应采用由接头型式检验确定的匹配灌浆套筒、灌浆料，灌浆套筒、灌浆料经检验合格后方可使用。,2. 浆锚搭接连接,浆锚搭接连接是指在预制混凝土构件中采用特殊工艺制成的孔道中插入需搭接的钢筋，并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋搭接连接

18、方式。这种搭接技术在欧洲有多年的应用历史，也被称之为间接搭接或间接锚固。我国已有多家单位对间接搭接技术进行了一定数量的研究工作，如哈尔滨工业大学、黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司等对这种技术进行了大量试验研究，也取得了许多试验研究成果。,2. 浆锚搭接连接,目前主要采用的是在预制构件中有螺旋箍筋约束的孔道中进行搭接的技术，称为钢筋约束浆锚搭接连接。,金属波纹管浆锚搭接连接：墙板主要受力钢筋采用插入一定长度的钢套筒或预留金属波纹管孔洞，灌入高性能灌浆料形成的钢筋搭接连接接头。 金属波纹浆锚管：采用镀锌钢带卷制形成的单波或双波形咬边扣压制成的预埋于预制钢筋混凝土构件中用于竖向钢筋浆锚接的金属波纹管。

19、,另外比较成熟的还有金属波纹管浆锚搭接连接技术。,2. 浆锚搭接连接,预制内墙板间竖向钢筋的金属波纹管浆锚搭接连接,2. 浆锚搭接连接,预制外墙板间竖向钢筋的金属波纹管浆锚搭接连接 （外墙拼缝截面采用内高外低的防雨水渗漏构造）,2. 浆锚搭接连接,2. 浆锚搭接连接,浆锚搭接连技术的关键在于孔洞的成型技术、灌浆料的质量以及对被搭接钢筋形成约束的方法等各个方面。目前我国的孔洞成型技术种类较多，尚无统一的论证，因此规程要求纵向钢筋采用浆锚搭接连接时，对预留孔成孔工艺、孔道形状和长度、构造要求、灌浆料和被连接钢筋，应进行力学性能以及适用性的试验验证。,3. 两种钢筋连接方式的比较,相比较而言，钢筋套

20、筒灌浆连接技术更加成熟，适用于较大直径钢筋的连接；钢筋浆锚搭接连接适用于较小直径的钢筋（d20mm）的连接，连接长度较大，不适用于直接承受动力荷载构件的受力钢筋连接。,4. 其它新型连接方式,山东骊久建筑科技有限公司研发的偏心机械连接技术,特点：1、生产制作成本低。2、安装使用便捷，需要搭接的钢筋，误差在5mm范围内，均能实现顺利搭接。,（五）预制框架柱,装配整体式结构中一般部位的框架柱采用预制柱；重要或关键部位的框架柱应现浇，比如穿层柱、跃层柱、斜柱，高层框架结构中地下室部分及首层柱。,（五）预制框架柱,上下层预制柱连接位置：采用预制柱及叠合梁的装配整体式框架中，柱底接缝宜设置在楼面标高处。

21、钢筋连接方式：框架柱抗震性能比较重要，而且框架柱的纵向钢筋直径较大，故宜采用灌浆套筒连接。,（六）预制剪力墙,剪力墙结构中一般部位的剪力墙可采用部分预制、部分现浇，也可全部预制；底部加强部位的剪力墙宜现浇。,（六）预制剪力墙,1. 预制剪力墙截面形式及要求：预制剪力墙宜采用一字形，也可采用L形、T形或U形；预制墙板洞口宜居中布置。当预制剪力墙外墙采用夹心保温墙板时，应满足下列要求 ： （1） 外叶墙板厚度不应小于50mm，且外叶墙板应与内叶墙板可靠连接； （2）夹心墙板的夹层厚度不宜大于120mm； （3） 内叶墙板应按剪力墙进行设计。,（六）预制剪力墙,2.楼层内相邻预制剪力墙之间连接接缝应

22、现浇形成整体式接缝。相邻预制剪力墙之间竖向接缝位置的确定： 一方面应避免接缝对结构整体性能产生不良影响，同时也要便于预制剪力墙构件的标准化生产、吊装、运输和就位。,（六）预制剪力墙,（1）当接缝位于纵横墙交接处的约束边缘构件区域时，约束边缘构件的阴影区域宜全部采用后浇混凝土，并应在后浇段内设置封闭箍筋 。,（a）有翼墙 （b）转角墙图 约束边缘构件阴影区域全部后浇构造示意lc约束边缘构件沿墙肢的长度1后浇段；2预制剪力墙,（六）预制剪力墙,（2）当接缝位于纵横墙交接处的构造边缘构件区域时，构造边缘构件宜全部采用后浇混凝土； 当仅在一面墙上设置后浇段时，后浇段的长度不宜小于300mm。,（a）转

23、角墙 （b）有翼墙图 构造边缘构件全部后浇构造示意（阴影区域为构造边缘构件范围）1后浇段；2预制剪力墙,（a）转角墙 （b）有翼墙图 构造边缘构件部分现浇构造示意（阴影区域为构造边缘构件范围）1后浇段；2预制剪力墙,（六）预制剪力墙,（3）非边缘构件位置，相邻预制剪力墙之间应设置后浇段，后浇段的宽度不应小于墙厚且不宜小于200mm；后浇段内应设置不少于4根竖向钢筋，钢筋直径不应小于墙体竖向分布筋直径且不应小于8mm。,（六）预制剪力墙,3.上下层预制剪力墙的连接：连接位置：剪力墙底部接缝宜设置在楼面标高处。上下层预制剪力墙的竖向钢筋连接方式： （1） 剪力墙边缘构件抗震性能比较重要，而且竖向钢

24、筋直径较大，故宜采用灌浆套筒连接，且应逐根连接。 （2） 剪力墙其他部位的竖向钢筋连接可采用套筒灌浆连接，也可采用浆锚搭接连接。 竖向钢筋可部分连接：被连接的同侧钢筋间距不应大于600mm，且在剪力墙构件承载力设计和分布钢筋配筋率计算中不得计入不连接的分布钢筋；不连接的竖向分布钢筋直径不应小于6mm。,（六）预制剪力墙,图 预制剪力墙竖向分布钢筋连接构造示意1不连接的竖向分布钢筋；2连接的竖向分布钢筋；3连接接头,（七）预制楼梯,预制楼梯可采用预制混凝土楼梯，也可采用预制钢结构楼梯。目前预制钢结构楼梯已在实际工程中得到应用，尤其是建筑效果要求的异型楼梯，采用钢结构时设计及施工简便，比混凝土结构

25、具有明显优势。采用预制钢结构楼梯时，应注意进行防腐防锈处理，并采取防火处理措施。,（七）预制楼梯,（七）预制楼梯,预制楼梯与支承构件之间宜采用一端为固定铰、一端滑动的简支连接。,（七）预制楼梯,（a）下端连接,（b）上端连接,（七）预制楼梯,（a）下端连接,（b）上端连接,（八）外挂墙板,包括普通外挂墙板和夹心外挂墙板 。预制夹心外墙板，目前国内通常采用是非组合式的夹心墙板，外叶墙板仅作为荷载，内叶墙板受力 。,（八）外挂墙板,构造要求：普通外挂墙板的厚度不宜小于120mm，宜双层双向配筋。预制夹心外墙板外叶墙板的厚度不宜小于50mm，内叶墙板的厚度不宜小于80mm，保温材料的厚度不宜小于30

26、mm；受力的内叶墙板宜双层双向配筋。,（八）外挂墙板,外挂墙板与主体结构的连接节点推荐采用柔性连接的点支承的方式。,（八）外挂墙板,外挂墙板与主体结构的连接节点推荐采用柔性连接的点支承的方式。,主要内容,三 规程主要内容及要求,二 规程编制过程,一 规程编制背景,四 结 语,结 语,装配整体混凝土结构设计规程编制过程中进行了大量调研，参考了国内外先进标准，密切结合我省工程建设、预制构件生产、地方建筑材料等方面的地方特点，并进行了试点工程建设。在广泛征求意见的基础上，总结实践经验及研究成果编制而成。 规程对加快装配整体式混凝土结构技术的推广应用，推动山东省建筑产业现代化的发展起到积极的促进及指导作用。积极稳步推进，加强监管监测，提高工程质量,问 题,目前 “建筑产业化”是否有些过热？ 目前，装配整体混凝土结构应用中存在较多问题： 如预制构件质量差，竖向钢筋设置位置精度不够，技术和管理水平不足等等。还需要完善和提高：（1）设计理念的更新；（2）创新适合我国工业化建筑的多元化结构体系；（3）加大相关应用基础研究；（4）适合的施工机具及施工技术；（5）适合的质量检测技术、检测设备、验收技术研发；（6）专业人员、产业工人的培训。,