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装配式混凝土建筑技术体系发展指南(居住建筑)结构系统

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3 结构系统

3.1 一般规定

3.1.1 结构系统指预制构件通过可靠的连接方式装配而成、以承受或传递荷载作用的整体。本《发展指南》适用于装配式混凝土剪力墙结构、框架结构及框架一剪力墙结构。

3.1.2 装配式混凝土结构技术体系应涵盖以下内容:

1、建立结构构件系统,构件系统应遵循通用化和标准化原则,针对具体的建筑产品类型,配套完整的构件产品手册及技术指标说明。在一定范围内宜形成系列化标准构件。

2、形成构件连接和接口的成套技术,包括构件与构件、构件与部品等。连接技术应遵循安全可靠、适用明确、配套完整、操作简便等原则,针对具体的建筑产品类型,建立完整的标准和标准设计体系,发展相关配套产品。

3、建立与结构系统相匹配的设计方法,提出与结构体系相适宜的性能目标和技术要求,结构计算模型应与结构整体、构件及其连接的实际受力特征相符合。

4、形成预制构件生产成套技术及产品标准,包括生产工艺、模具、质量标准和管理系统、存放和运输、成品保护等。

5、形成装配式混凝土结构成套施工技术,包括安装工艺和工序、配套设备设施和机具、质量控制措施、检验验收方法等。

3.1.3 结构布置应与建筑功能空间相互协调,宜满足建筑功能空间组合的灵活可变性要求,宜采用大开间、大进深的布置方案。预制构件应与外围护、内装、设备与管线系统的部品部件之间进行协调。

3.1.4预制混凝土构件宜符合下列要求:

1、宜采用高性能混凝土、高强度钢筋,提倡采用预应力技术。

2、在运输、吊装能力范围内构件规格尺寸宜大型化。

3、钢筋混凝土结构构件宜采用成型钢筋,钢筋的定位宜标准化,钢筋的间距宜优先采用1M的整数倍,也可采用1M的整数倍及其与M/2的组合。

4、截面尺寸宜选用本章第3.2节的优先尺寸,应与周边部品部件进行尺寸协调,同生产运输和施工安装的行。

3.1.5 预制构件之间的连接技术应符合下列要求。

1、应符合结构整体性能目标要求,连接做法应简单、易操作。

2、连接用配套产品应系列化、通用化。

3、连接技术应配套施工工艺。

4、当预制混凝土构件之间采用后浇混凝土连接时,后浇混凝土部分的宽度尺寸宜与施工模板尺寸相协调。

3.1.6 预制构件及连接采用的定型产品,宜采用经过认证的产品,并按照产品的企业标准或使用说明书应用。

3.2 标准化指导

3.2.1墙板类构件

1、高层建筑中预制剪力墙板尺寸宜符合表3.2.1-1的规定;低、多层建筑预制墙板尺寸可参照表3.2.1-1采用。其中,长度尺寸宜采用2M的整数倍,也可采用1M的整数倍;尚应根据建筑产品特征(空间、立面、装修等)和部品集成要求等选择适宜的模数。

剪力墙结构中预制剪力墙板优先尺寸(mm)表3.2.1-1

2、预制剪力墙板的高度尺寸应协调建筑层高、门窗洞口尺寸、结构楼板厚度、建筑地面做法厚度、墙体两侧楼板是否存在降板及板顶标高、楼板与墙板构件的连接方式、生产和施工过程中采取的措施等综合确定。

3、预制剪力墙板钢筋宜优先采用成型钢筋和焊接钢筋网片组合,钢筋直径和间距宜符合表3.2.1-2的规定。

预制剪力墙板钢筋选用(mm)表3.2.1-2

4、预制剪力墙板钢筋应综合考虑常用钢筋规格尺寸、钢筋连接做法、钢筋的受力性能要求、各部位的耐久性要求等制定标准化的钢筋定位,以提高模具的重复使用率。通过后浇段连接时,后浇段内钢筋定位应与构件外伸钢筋定位相匹配。

5、复合夹心保温墙板中外叶墙板尺寸宜符合表3.2.1-3的规定。

复合夹心保温墙板选用尺寸(mm)表3.2.1-3

6、对于不设外伸钢筋的双面叠合剪力墙,构件的外形尺寸应与建筑功能空间、结构布置相协调。其他可参照本章表3.2.1-1〜表3.2.1-3。

3.2.2 框架柱

1、矩形柱截面尺寸宜为1M的整数倍,可为1M的整数倍及其与M/2的组合,不宜小于400mm,且不宜小于同方向梁宽的1.5倍。

2、柱内钢筋宜采用成型钢筋骨架,纵向受力钢筋的直径不宜小于25mm,在满足国家现行相关标准的前提下,宜采用大直径钢筋,可集中于四角配置且宜对称布置。纵向受力钢筋间距不宜大于200mm且不应大于400mm,优先尺寸官为100mm、150mm、200mm,纵筋集中布置在角部时,钢筋净距及其连接做法应符合国家现行标准的要求。

3、柱内箍筋宜采用螺旋箍筋、焊接成型箍筋、一笔箍等。箍筋间距应为100mm的。

4、采用节点现浇的做法时,预制柱纵向钢筋定位应与预制梁下部钢筋定位相协调,并事先制定预制梁、节点核心区箍筋安装工序。在满足国家现行相关标准要求的前提下,节点区宜采用大直径箍筋,减少箍筋肢数。当采用复合箍筋时宜采用拉筋与外围箍筋组成的复合箍筋形式。

3.2.3 梁类构件

1、预制混凝土梁高度尺寸应与室内净空高度、楼面建筑做法厚度及吊顶高度等进行尺寸协调,框架梁高度、宽度和非框架梁高度尺寸宜采用1M的整数倍,可采用1M的整数倍及其与M/2的组合;非框架梁宽度尺寸宜采用M/2的整数倍;预制混凝土梁的尺寸符合表3.2.3的规定。

预制混凝土梁优先尺寸(mm)表3.2.3

2、非框架梁宜采用铰接的连接方式。

3.2.4楼板类构件

1、结构楼(屋)盖尺寸应与室内净空高度、楼面建筑做法厚度及吊顶高度等进行尺寸协调。

2、楼板厚度宜采用表3.2.4-1中的优先尺寸。

楼板厚度优先尺寸(mm)表3.2.4-1

3、预制混凝土底板宜采用钢筋焊接网,钢筋间距宜为M/2的整数倍,尺寸宜符合表2.4-2的要求。存在外伸钢筋时,外伸钢筋的定位应与周边构件外伸钢筋的定位相协调。

预制楼板钢筋间距优先尺寸(mm)表3.2.4-2

3.2.5预制楼梯

1、住宅中疏散楼梯可采用板式楼梯或梁式楼梯(图3.2.5-1),常用规格尺寸见表3.2.5。

2、预留缝宽度S应按相邻构件尺寸偏差、安装尺寸偏差协调的需求确定,并应考虑建筑楼梯间的布置方案。

3.3 通用技术要求

3.3.1 装配式混凝土结构的设计、施工和维护应使结构在规定的设计使用年限内,能够以规定的可靠度满足国家现行相关标准规定的各项性能要求。

3.3.2 装配式混凝土结构应具备在施工和使用期间可能出现的各种荷载及作用下,包括重力、温度、风、地震、雪或者火灾等极端情况下,保持安全的能力。

3.3.3 装配式混凝土结构应采取有效措施保证结构的整体性。装配式混凝土结构的整体性应注重结构构件之间的连接性能及其做法、楼盖体系传递水平作用的能力等。

3.3.4 装配式混凝土结构宜按表3.3.4所示的流程进行结构性能化设计。

结构性能化设计流程表3.3.4

环节 设计要点
连接节点 (1)确定连接技术的可靠性(包括钢筋连接和构件连接技术); (2)确定接缝节点的恢复力模型(承载能力、荷载与变形的演化关系)
结构 (3)确定性能目标; (4)确定结构力学模型、分析模型
分析 (5)结构在各种设计状况下的内力、变形、损伤程度等分析
设计 (6)以性能目标指导设计

3.3.5装配整体式混凝土结构应进行防连续倒塌设计或采取防连续倒塌的措施。防连续倒塌设计时,可采取的措施包括减小偶然荷载作用的效应、布置可替代的传力途径、增强关键部位的承载能力和变形能力、增加结构冗余度等。

3.3.6对于混凝土预制构件,除应进行持久设计状况和地震设计状况的计算分析外,尚应重视短暂设计状况的计算分析。短暂设计状况主要包括:

1、预制构件脱模、翻转工况;

2、预应力施加工况;

3、在预制构件厂、施工现场的存储工况;

4、运输工况;

5、吊装工况;

6、预制叠合构件等后浇部位的混凝土浇筑工况;

7、其他工况等。

3.3.7连接节点是保证装配式结构整体性能的重要部位,应采用成熟可靠的技术,设计时应对接缝承载力进行验算并采取可靠的构造措施,施工时应严格按照设计要求进行。装配整体式混凝土结构连接节点应符合表3.3.7的相关要求。

要点 具体措施
(1)宜设置露骨料的粗糙面或键槽,不应以较浅的压痕、花纹等代替粗糙面
钢筋连接 (2)应选用成熟、可靠的技术并严格控制施工质量
装配整体式剪力墙结构节点 (3)竖向缝应能可靠地传递剪力,后浇段内配筋应符合国家现行标准的规定; (4)水平接缝应根据其具体构造验算承载力; (5)在楼层(水平缝)处应设置混凝土后浇带,在顶层屋面板处应设置混凝土后浇圈梁
装配整体式混凝土框架结构 (6)梁、柱,主梁以及主次梁之间的连接节点宜采用后浇混凝土连接成为整体,当有可靠、成熟的经验时,也可采用后张法预应力、螺栓连接等连接技术; (7)叠合梁端的竖向接缝,以及预制柱底的水平接缝,应进行受剪承载力验算

3.3.8预制夹心保温外墙除应进行持久设计状况和地震设计状况下墙板和连接节点的承载力设计,尚应进行保温拉结件在持久设计状况和短暂设计状况下的承载力和变形验算。

3.3.9针对装配式混凝土结构构件及连接节点的特点进行耐久性设计,除应满足国家现行标准对混凝土结构有关耐久性的要求之外,尚应注意以下内容:

1、根据预制构件的质量和表面装饰做法,合理确定保护层厚度。

2、预制构件之间的连接节点、钢筋连接、预埋件连接等,在满足其结构受力"传力的要求外,应注意使其满足防火、防腐等要求。

3、在腐蚀环境或者寒冷条件等不利环境中,装配式混凝土结构构件及连接节点的耐久性要进行专门的研究。

本文内容来源住建部

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