混凝土叠合楼盖装配整体式建筑结构设计技术要求.doc

混凝土叠合楼盖装配整体式建筑结构设计技术要求1.1一般规定6.1.1 混凝土叠合楼盖装配整体式建筑可采用框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构及框架-核心筒结构体系。各种结构的房屋最大适用高度应符合高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3的3.3.1条的规定。6.1.2 高层建筑结构的高宽比不宜超过高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3的表3.3.2的规定。6.1.3 抗震设计时，抗震等级应符合建筑抗震设计规范GB50011表1.1.2规定。6.1.4 高层建筑宜设置地下室，地下室可采用叠合楼板，除有人防要求外。6.1.5 转换梁不宜采用预制构件。【说明：转换梁、转换柱是保证结构抗震性能的关键受力部位，且往往构件截面较大、配筋多，节点构造复杂，不适合采用预制构件。】6.1.6 整体稳定性设计应符合下列要求：1结构连接应保证构件的连续性和结构的整体性，并应避免结构在偶然荷载下发生连续性坍塌；2增强疏散通道、避难空间及结构关键传力部位的承载力和变形性能；3在施工阶段，结构在装配过程中未形成整体时，应采取临时支撑、拉结钢筋等可靠措施。【说明：在地震、爆炸力、撞击力等偶然荷载作用下，整体稳定性对混凝土叠合楼盖装配整体式建筑的安全至关重要。对于按照本规程中的规定设计的混凝土叠合楼盖装配整体式建筑，节点、接缝等部位的连接构造措施可保证构件的连续性和结构的整体性。】6.1.7 预制结构构件应根据结构整体分析的结果，对各类构件进行承载能力极限状态及正常使用极限状态的计算。6.1.8 抗震设计时，预制构件及接缝的承载力抗震调整系数应按表1.1.8采用。当仅考虑竖向地震作用组合时，抗震调整系数均应取为1.0。表1.1.8预制构件及接缝承载力抗震调整系数构件及接缝类型及受力性质梁、外墙挂板受弯0.75各类构件受剪、偏拉0.85接缝受弯、偏拉、受剪0.85局部受压1.0【说明：结构构件的承载力抗震调整系数与现浇混凝土结构相同。】1.2作用及作用组合6.2.1 荷载应根据国家标准建筑结构荷载规范GB50009、建筑抗震设计规范GB50011、高层建筑混凝土结构设计规程JGJ3确定。【说明：对混凝土叠合楼盖装配整体式建筑进行承载能力极限状态和正常使用极限状态验算时，荷载和地震作用的取值及其组合均按相关规范执行。】6.2.2 对预制构件进行计算时，应取下列荷载组合：1承载力(包括失稳)计算，应采用荷载的基本组合；2变形、抗裂验算，应采用荷载的标准组合。6.2.3 预制构件在脱模、翻转、运输、安装等各工况的施工验算，应将构件自重标准值乘以脱模吸附系数或动力系数后作为等效静力荷载标准值，并应符合下列规定：1脱模吸附系数宜取1.5，也可根据构件和模具表面状况按表1.2.3取用；2构件吊运、运输时，动力系数宜取1.5；构件翻转及安装过程中就位、临时固定时，动力系数可取1.2。3当有可靠经验时，脱模吸附系数和动力系数可根据实际受力情况和安全要求适当增减。表1.2.3脱模吸附系数预制构件型式模具表面光洁度涂阻滞剂外露骨料水性脱模剂光滑模板带活动侧模的平板，无槽口或槽边1.21.3带活动侧模的平板，有槽口或槽边1.31.4凹槽板1.41.6雕塑面板1.51.7【说明：此条规定与国家标准混凝土结构工程施工规范GB50666的9.2.2条相同。】6.2.4 进行后浇叠合层混凝土施工阶段验算时，叠合楼盖的施工活荷载取值应考虑实际施工情况且不宜小于1.5kN/m2。1.3结构分析6.3.1 混凝土叠合楼盖装配整体式建筑可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析。【说明：在预制构件之间采用安全可靠的连接方式的前提下，混凝土叠合楼盖装配整体式建筑的整体性能与现浇结构类似，设计中可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析，并根据本规程的相关规定对计算结果进行适当的调整。对于混凝土叠合楼盖装配整体式建筑，应该根据结构的特点、连接节点的性能选取适当的方法进行结构分析。】6.3.2 承载能力极限状态及正常使用极限状态的作用效应分析可采用线弹性方法。6.3.3 按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比宜符合高层混凝土结构技术规程JGJ3的表3.7.3规定。【说明：结构的层间位移角限值与现浇结构相同。】6.3.4 当进行结构内力与位移计算时，采用装配式叠合楼板的楼面中，应考虑叠合板对梁刚度的增大作用，中梁可根据翼缘情况取1.32.0的增大系数，边梁可根据翼缘情况取1.01.5的增大系数。【说明：叠合楼板中预制部分之间如采用整体式接缝，则考虑预制楼板对楼面梁刚度的贡献；如叠合楼板中预制部分之间接缝不连接，仅考虑现浇部分对楼面梁刚度的贡献。】6.3.5 对于新型的装配式结构构件和节点，宜进行精细的有限元分析，必要时采用试验方法对其性能进行验证。【说明：对结构构件和节点进行精细有限元分析时，较大规模的分析模型中，梁、柱采用梁单元，墙、板采用壳单元；单元宜细分，模型中应包括对节点及接缝的模拟。局部模型中，宜采用块单元模拟构件，接缝可考虑采用接触单元、弹簧单元等模拟。可根据分析目的采用弹性或者弹塑性的材料本构关系。试验方法应符合国家标准混凝土结构试验方法标准GB50152的要求。】1.4预制构件设计6.4.1 预制构件的计算及其构造应考虑脱模、翻转、运输、安装、堆放和使用各个阶段的不同工况，并应根据相应的荷载值，按国家标准混凝土结构设计规范GB50010、混凝土结构施工规范GB50666的规定，进行各个阶段的承载力、变形及裂缝控制验算。【说明：预制构件在脱模、翻转、运输、安装等各个环节的设计验算是不能忽视的。预制构件应考虑施工阶段的附加要求，对制作、运输、安装过程中的安全性进行分析。这主要是由于：1）此阶段的受力状态和计算模式经常与使用阶段不同；2）预制构件的混凝土强度等级在此阶段尚未达到设计强度。因此，许多预制构件的配筋，不是使用阶段的设计计算起控制作用，而经常是此阶段的设计计算起控制作用。】6.4.2 预制构件应合理选择吊具和吊点的数量和位置，使其在脱模、翻转、运输及安装阶段满足设计要求。6.4.3 预制构件中普通钢筋及预应力筋的混凝土保护层厚度除应满足国家标准混凝土结构设计规范GB50010的要求外，尚应符合相关规范的防火要求。6.4.4 预制楼梯板宜配置连续的上部钢筋，最小配筋率为0.15%。分布钢筋直径不宜小于6mm，间距不宜大于250mm；下部钢筋应按计算确定。【说明：预制楼梯两端通常为简支，按照简支构件计算截面下部钢筋。但为了保证吊装、运输机安装过程中的构件截面承载力及控制裂缝宽度，对其上部构造钢筋的最小配筋进行了规定。】6.4.5 预埋吊件应满足下列要求：1预制构件吊装用预埋吊件的位置应能保证构件在吊装、运输过程中平稳受力。设置预埋件、吊环、吊装孔及各种内埋式预留吊具时，应对构件在该处承受的吊装作用效应进行承载力的验算，并应采取构造措施避免吊点处混凝土局部破坏；2内埋式螺母或内埋式吊杆的设计与构造，应满足起吊方便和吊装安全的要求。专用内埋式螺母或内埋式吊杆及配套的吊具，应根据相应的技术规程选用；3吊环锚入混凝土的深度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，d为吊环钢筋的直径。在构件的自重标准值作用下，每个吊环按二个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2；当在一个构件上设有四个吊环时，应按三个吊环进行计算。【说明：预埋吊件的要求同混凝土结构设计规范GB50010中的要求。】1.5连接设计6.5.1 混凝土叠合楼盖装配整体式建筑中，预制构件与现浇混凝土连接接缝的承载力应按下列公式进行验算：1持久设计状况、短暂设计状况：（1.5.1-1）2地震设计状况：在控制区域：（1.5.1-2）且（1.5.1-3）在一般区域：（1.5.1-4）注：控制区域指梁柱箍筋加密区、墙板边缘构件区和底部加强部位，其他区域为一般区域。式中：结构重要性系数，按国家相关标准规定取用；接缝内力增大系数，取值见表1.5.1-2；接缝作用效应组合设计值；静力承载力极限状态下接缝承载力设计值；地震作用承载力极限状态下接缝承载力设计值；被连接构件的相应承载力设计值，即被连接构件的正截面抗压、抗拉、抗弯承载力和斜截面受剪承载力；接缝强连接系数，取值见表1.5.1-1；接缝承载力抗震调整系数，按本规程条确定。表1.5.1-1接缝强连接系数取值抗震等级一二三四抗剪连接1.51.41.31.2其他连接1.11.11.11.1表1.5.1-2接缝内力增大系数抗震等级一二三四抗剪1.41.31.21.1其他1.11.11.11.1【说明：结构中的接缝主要指预制构件之间的接缝及预制构件与现浇混凝土之间的界面。混凝土叠合楼盖装配整体式建筑中，接缝是影响结构受力性能的重要部位。对于装配整体式结构的控制区域，接缝要实现强连接，保证不在接缝处发生破坏，即要求接缝的承载力大于被连接构件的设计承载力乘以强连接系数，强连接系数根据抗震等级、连接区域的重要性以及连接类型。同时，也要求接缝的承载力设计值大于设计内力，保证接缝的安全。对于其他区域的接缝，可采用延性连接，可在连接部位产生塑性变形，但要求接缝的承载力设计值大于设计内力乘以增大系数，保证接缝的安全。】6.5.2 接缝受压、受拉及受弯承载力设计值，可按国家标准混凝土结构设计规范GB50010构件的相应规定计算，其中接缝混凝土等效抗压强度，应取构件、接缝处灌浆以及后浇混凝土中的较低值。6.5.3 混凝土叠合楼盖装配整体式建筑中，节点及接缝处的纵向钢筋连接宜根据受力特点选用机械连接、焊接连接；当采用机械连接时，应满足行业标准钢筋机械连接技术规程JGJ107的要求。【说明：接缝的压力通过后浇混凝土、灌浆或座浆直接传递；拉力由各种连接筋、预埋件传递；接缝剪力由结合面的粘结强度、混凝土键槽或者粗糙面、钢筋的摩擦抗剪作用、销栓抗剪作用承担，节点及接缝处于受压、受弯状态时，静力摩擦可承担一部分剪力。预制构件连接接缝一般采用抗压强度高于构件的后浇混凝土及灌浆料，当节点、接缝所配钢筋及后浇混凝土或者灌浆料抗压强度高于构件，且接缝处钢筋不少于构件内钢筋并符合本规程规定时，可认为节点及接缝的受压、受拉及受弯承载力高于构件，不必进行承载力计算。后浇混凝土或者灌浆料与预制构件界面的粘结抗拉强度、粘结抗剪强度往往低于预制构件本身混凝土的抗拉及抗剪强度。因此，预制构件的连接节点、接缝一般都需要进行受剪承载力的计算。具体到各种结构形式中的接缝，其受剪承载力的主要组成是：叠合梁向结合面受剪承载力主要由三部分构成：界面粘结强度及混凝土键槽或者粗糙面的抗剪强度；现浇叠合层的抗剪强度；梁纵筋的摩擦抗剪作用及销栓抗剪作用，由于钢筋直径较粗，以销栓抗剪作用为主。钢筋的销栓抗剪作用通常是在混凝土键槽或粗糙面的抗剪失效以后再起主要作用，因此一般不能叠加。参考了国内外相关研究成果及规程，针对各种形式接缝分别提出了受剪承载力的计算公式，列在第7章的相关条文中。】6.5.4 预制构件与现浇混凝土的接合面宜做成粗糙面或键槽，并应满足下列要求：1预制梁、板与现浇混凝土之间的水平接合面宜做成粗糙面，凹凸不宜小于4mm；2预制梁端面宜做成梯形键槽，键槽的尺寸和数量应通过计算确定；键槽的深度不宜小于30mm；键槽端部斜面与侧边的倾角宜为45°。6.5.5 预制构件纵向受力钢筋宜在节点区直线锚固，当直线锚固长度不足时可采用弯折、锚固板、锚头等机械锚固措施。6.5.6 采用预埋件连接时，应按施工过程和使用阶段中的各种不利荷载的组合进行预埋件等连接件承载力的计算，并应满足国家标准混凝土结构设计规范GB50010的要求。6.5.7 连接节点应采取防腐蚀措施，其耐久性应满足工程设计使用年限的要求。所有外露金属件（包括连接件和预埋件）的设计均应考虑环境类别的影响进行封锚或防腐防锈处理。有防火要求的连接件应采取防火措施。6.5.8 预制构件的精度和连接部位构造应与连接方式相适应。预制构件尺寸、连接筋、预留孔洞及预埋件等位置应符合有关规范的要求。6.5.9 预制楼梯与支承构件之间宜采用简支连接，端部应有防止位移过大时楼梯从支承构件上滑落的构造措施，且在支承构件上的搁置长度不宜小于75mm。1.6楼盖设计6.6.1 楼盖应采用叠合楼盖。结构转换层、加强层、平面复杂或开洞较大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖。6.6.2 叠合楼板与梁或剪力墙之间应通过现浇叠合层进行连接。6.6.3 叠合板应符合下列要求：1叠合板的混凝土强度等级不宜低于C30，预制板厚度不宜小于50mm，现浇层厚度不应小于60mm；2当叠合板的预制板搁置在梁上或剪力墙上时，搁置长度不宜小于15mm；3对于楼板较厚及整体性要求较高的楼盖或屋盖结构，宜采用桁架钢筋叠合楼板。图1.1.3预制楼板设置桁架钢筋示意【说明：叠合板现浇层最小厚度的规定考虑了楼板整体性要求以及管线预埋、面筋铺设、施工误差等因素。预制板最小厚度的规定考虑了脱模、吊装、运输、施工等因素。但有足够的构造措施，比如预设桁架钢筋增加其预制板刚度的情况下可以考虑适当厚度减少。为防止在施工时预制构件坠落以及混凝土浇筑时漏浆，预制板需要与其支承构件有一定的支承长度，一般不小于15mm。为了增加预制板的整体刚度和水平界面抗剪性能，可在预制板内设置桁架钢筋，如图1.1.3所示。钢筋桁架的下弦及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，减小预制板下的临时支撑。】6.6.4 对叠合面不配抗剪钢筋的叠合板，叠合面的表面做成凹凸不小于4mm的粗糙面时，其叠合面的受剪强度应符合下列公式的要求：(N/mm2)(1.1.4)V水平接合面剪力设计值（N）；b叠合面的宽度（mm）；h0叠合面的有效高度（mm）。6.6.5 对以下情况，叠合板的叠合面应设置抗剪桁架钢筋：1当叠合板跨度超过5m时的板；2当相邻悬挑板的上部钢筋伸入叠合板中的锚固范围内；【说明：预制混凝土叠合板当跨度超过5m或悬挑板上部钢筋伸入时，叠合板周边1/4跨或悬挑板上部钢筋伸入范围内，叠合面的水平剪力较大，需设置界面抗剪连接钢筋来保证水平界面的抗剪能力。必要时应根据水平叠合面抗剪计算的结果来设置抗剪钢筋。】1.1.6预埋在预制板内的抗剪桁架钢筋，直径不应小于6mm，中心间距不应大于800mm，伸入到现浇层的上部钢筋高度不应小于40mm。1.1.7叠合楼板可采用整体式拼缝的预制叠合板（图1.1.7）的形式，叠合后的楼板可近似按双向板计算。带拼缝的预制叠合板1预制叠合板；2梁或墙；3板端支座；4板边界拼缝；5板中央整体式拼缝；图1.1.7预制叠合板形式【说明：根据楼板边界支座条件、板块尺寸、预制板尺寸及拼缝构造，采用有限元计算方法计算。整个楼板厚度取叠合板与现浇层厚度的总和，但拼缝处板带的厚度只取现浇层厚度，拼缝处板带的宽度可取100mm。预制混凝土板拼缝位置宜避开叠合板受力较大部位。支座及拼缝构造详见本节后几条规定。】1.1.8叠合板端支座处，预制板内的纵向受力钢筋宜从板端伸出并锚入支承梁或墙的现浇混凝土层中，锚固长度不应小于5d及100mm的较大值，且宜伸过支座中心线（图1.1.8a）。单向预制板的板侧支座处，钢筋可不伸出，支座处宜贴预制板顶面在现浇混凝土中设置附加钢筋；附加钢筋面积不宜小于预制板内同向钢筋面积，在现浇混凝土层内锚固长度不小于0.8la，在支座内锚固长度不应小于5d及100mm的较大值，且宜伸过支座中心线（图1.1.8b）。（a）板端支座（b）板侧支座1梁或墙；2预制板；3纵向受力钢筋；4附加钢筋图1.1.8预制叠合板端及板侧构造【说明：预制板内的纵向受力钢筋即为叠合楼板的下部纵向受力钢筋，在板端宜按照现浇楼板的要求伸入支座。在预制板侧面的构造钢筋为了预制板加工及施工方便可不伸出，但应采用附加钢筋的方式，保证楼面的整体性及连续性。当现浇层的厚度较大（如大于75mm）且板内配置了钢筋桁架时，也可在板端采用图1.1.7（b）的方式。】1.1.9预制叠合板板侧的拼缝应配置附加接缝钢筋（图1.1.9），并应符合下列规定：1在接缝处的预制板顶面设置垂直于板缝的接缝钢筋，接缝钢筋与预制板钢筋的搭接长度在板跨中部位不应小于1.2la；2接缝钢筋配筋应按计算确定，且不宜小于该方向预制板中受力钢筋的50%，配筋率不宜小于0.3%；钢筋直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。1现浇层；2预制板；3现浇层内钢筋；4接缝钢筋图1.1.8板侧分离式拼缝构造【说明：本条所述的拼缝形式较简单，利于构件生产机施工。理论分析与试验结果表明，这种做法的是可行的。叠合楼板的整体受力性能介于按板缝划分的单向板和整体双向板之间，与楼板的尺寸、后浇层与预制板的厚度比例、接缝钢筋数量等因素有关。开裂特征类似于单向板，承载力高于单向板，挠度小于单向板但大于双向板。当现浇层厚度较大，且设置钢筋桁架并设置足够数量的接缝钢筋时，拼缝可承受足够大的弯矩及剪力，应计算接缝处的弯矩设计值，按照现浇层的厚度计算接缝处需要的钢筋数量。】板的负弯矩可进行调幅，设置在现浇层内的负弯矩钢筋应按叠合受弯构件的计算确定，其构造要求与现浇板的负弯矩钢筋相同。阳台板宜采用预制构件或预制叠合构件。当采用预制叠合构件时，悬臂叠合构件负弯矩钢筋应在现浇层中锚固并应置于现浇层主要受力钢筋内侧。