裝配式混凝土建筑第3章 結(jié)構(gòu)體系與部品部件

第三章裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系與部品部件裝配式混凝土結(jié)構(gòu)包括多種類型。其中，由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的方式進(jìn)行連接并與現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，稱為裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)。這里提到的預(yù)制構(gòu)件，是指不在現(xiàn)場(chǎng)原位支模澆筑的構(gòu)件，不僅包括在工廠制作的預(yù)制構(gòu)件，還包括由于受到施工場(chǎng)地或運(yùn)輸?shù)葪l件限制，而又有必要采用裝配式結(jié)構(gòu)時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)制作的預(yù)制構(gòu)件。裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)形式的一種。當(dāng)主要受力預(yù)制構(gòu)件之間的連接通過干式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接時(shí)，此時(shí)結(jié)構(gòu)的總體剛度與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比會(huì)有所降低，此類結(jié)構(gòu)不屬于裝配整體式結(jié)構(gòu)。根據(jù)我國目前的研究工作水平和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于高層混凝土建筑我國目前主要采用裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，其他建筑也是以裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)為主。3.1裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)3.1.1結(jié)構(gòu)體系

裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)，是指全部或部分框架梁、柱采用預(yù)制構(gòu)件構(gòu)建成的裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)。

框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，造價(jià)低，使用范圍廣，在低多層住宅和公共建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)繼承了傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的以上優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)國內(nèi)外多年的研究成果，在地震區(qū)的裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用了可靠的節(jié)點(diǎn)連接方式和合理的構(gòu)造措施后，其性能可等同于現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)及接縫采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造并滿足相關(guān)要求時(shí)，可認(rèn)為其性性能與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)基本一致。第三章裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系與部品部件3.1.2預(yù)制構(gòu)件1）預(yù)制柱矩形預(yù)制柱截面邊長(zhǎng)不宜小于400mm，圓形預(yù)制柱截面直徑不宜小于450mm，且不宜小于同方向梁寬的1.5倍。

柱縱向受力鋼筋直徑不宜小于20mm，縱向受力鋼筋間距不宜大于200mm且不應(yīng)大于400mm。柱縱向受力鋼筋可集中于四角配置且宜對(duì)稱布置。柱中可設(shè)置縱向輔助鋼筋（輔助鋼筋直徑不宜小于12mm且不宜小于箍筋直徑）。當(dāng)正截面承載力計(jì)算不計(jì)入縱向輔助鋼筋時(shí)，縱向輔助鋼筋可不伸入框架節(jié)點(diǎn)。

柱縱向受力鋼筋在柱底連接時(shí)，柱箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度不應(yīng)小于縱向受力鋼筋連接區(qū)域長(zhǎng)度與500mm之和；當(dāng)采用套筒灌漿連接或漿錨連接等方式時(shí)，套筒或搭接段上端第一道箍筋距離套筒或搭接段頂部不應(yīng)大于50mm。第三章裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系與部品部件第三章裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系與部品部件2）疊合梁

預(yù)制混凝土疊合梁是指預(yù)制混凝土梁頂部在現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土而形成的整體梁構(gòu)件，簡(jiǎn)稱疊合梁。

裝配整體式框架結(jié)構(gòu)中，當(dāng)采用疊合梁時(shí)，框架梁的后澆混凝土疊合層厚度不宜小于150mm，次梁的后澆混凝土疊合層厚度不宜小于120mm；當(dāng)采用凹口截面預(yù)制梁時(shí)，凹口深度不宜小于50mm，凹口邊厚度不宜小于60mm。3）疊合板

預(yù)制混凝土疊合板是指預(yù)制混凝土板頂部在現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土而形成的整體板構(gòu)件，簡(jiǎn)稱疊合板。

疊合板的預(yù)制板厚度不宜小于60mm，后澆混凝土疊合層厚度不應(yīng)小于60mm。跨度大于3m的疊合板，宜采用桁架鋼筋混凝土疊合板；跨度大于6m的疊合板，宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制板；板厚大于180mm的疊合板，宜采用混凝土空心板。當(dāng)疊合板的預(yù)制板采用空心板時(shí)，板端空腔應(yīng)封堵。（1）桁架鋼筋混凝土疊合板

桁架鋼筋混凝土疊合板的預(yù)制層在待現(xiàn)澆區(qū)預(yù)留桁架鋼筋。桁架鋼筋的主要作用是將后澆筑的混凝土層與預(yù)制底板聯(lián)結(jié)成整體，并在制作和安裝過程中提供一定剛度。

桁架鋼筋應(yīng)沿主要受力方向布置；距板邊不應(yīng)大于300mm，間距不宜大于600mm；桁架鋼筋弦桿鋼筋直徑不宜小于8mm，腹桿鋼筋直徑不應(yīng)小于4mm；桁架鋼筋弦桿混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15mm。桁架鋼筋混凝土疊合板（2）預(yù)應(yīng)力帶肋混凝土疊合樓板

預(yù)應(yīng)力帶肋混凝土疊合樓板，又稱PK板，是一種新型的裝配整體式預(yù)應(yīng)力混凝土樓板。它是以倒“T”型預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制帶肋薄板為底板，肋上預(yù)留橢圓形孔，孔內(nèi)穿置橫向預(yù)應(yīng)力受力鋼筋，然后再澆筑疊合層混凝土從而形成整體雙向樓板。

預(yù)應(yīng)力帶肋混凝土疊合樓板具有厚度薄、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，并且采用預(yù)應(yīng)力可以極大的提高混凝土的抗裂性能。由于采用了T型肋，且肋上預(yù)留鋼筋穿過的孔洞，新老混凝土能夠?qū)崿F(xiàn)良好的互相咬合。4）其他預(yù)制構(gòu)件

此外，裝配整體式框架混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件還有預(yù)制混凝土樓梯、預(yù)制混凝土陽臺(tái)板、預(yù)制混凝土空調(diào)板等。3.2裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)3.2.1結(jié)構(gòu)體系

裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，是指全部或部分剪力墻采用預(yù)制墻板構(gòu)建成的裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)。我國新型的裝配式混凝土建筑是從住宅建筑發(fā)展起來的，而高層住宅建筑絕大多數(shù)采用剪力墻結(jié)構(gòu)。因此，裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在國內(nèi)發(fā)展迅速，得到大量的應(yīng)用。

裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻體之間的接縫數(shù)量多且構(gòu)造復(fù)雜，接縫的構(gòu)造措施及施工質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)整體的抗震性能影響較大，使裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能很難完全等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。世界各地對(duì)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的研究少于裝配式框架結(jié)構(gòu)的研究，因此我國目前對(duì)裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)采用從嚴(yán)要求的態(tài)度。圖3.2.1裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)3.2.2預(yù)制構(gòu)件

裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中，預(yù)制構(gòu)件主要有預(yù)制內(nèi)、外墻板、疊合梁、疊合板、預(yù)制混凝土樓梯、陽臺(tái)、空調(diào)板等。其中，疊合梁、疊合板、預(yù)制混凝土樓梯、陽臺(tái)、空調(diào)板的做法與裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)的做法相同。1）預(yù)制混凝土剪力墻內(nèi)墻板

預(yù)制混凝土剪力墻內(nèi)墻板是指在工廠預(yù)制成的混凝土剪力墻構(gòu)件。預(yù)制混凝土剪力墻內(nèi)墻板側(cè)面在施工現(xiàn)場(chǎng)通過預(yù)留鋼筋與剪力墻現(xiàn)澆區(qū)段連接，底部通過鋼筋灌漿套筒和坐漿層與下層預(yù)制剪力墻連接。

預(yù)制剪力墻宜采用一字型，也可采用L型、T型或U型。開洞預(yù)制剪力墻洞口宜居中布置，洞口兩側(cè)的墻肢寬度不應(yīng)小于200mm，洞口上方連梁高度不宜小于250mm。

預(yù)制剪力墻的連梁不宜開洞。當(dāng)需開洞時(shí)，洞口宜預(yù)埋套管。洞口上、下截面的有效高度不宜小于梁高的1/3，且不宜小于200mm。被洞口削弱的連梁截面應(yīng)進(jìn)行承載力驗(yàn)算，洞口處應(yīng)配置補(bǔ)強(qiáng)縱向鋼筋和箍筋，補(bǔ)強(qiáng)縱向鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm。

預(yù)制剪力墻開有邊長(zhǎng)小于800mm的洞口且在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中不考慮其影響時(shí)，應(yīng)沿洞口周邊配置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。補(bǔ)強(qiáng)鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm,截面面積不應(yīng)小于同方向被洞口截?cái)嗟匿摻蠲娣e。該鋼筋自孔洞邊角算起伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于其抗震錨固長(zhǎng)度。第三章裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系與部品部件當(dāng)采用套筒灌漿連接時(shí)，自套筒底部至套筒頂部并向上延伸300mm范圍內(nèi)，預(yù)制剪力墻的水平分布筋應(yīng)加密。加密區(qū)水平分布筋直徑不應(yīng)小于8mm。當(dāng)構(gòu)件抗震等級(jí)為一、二級(jí)時(shí)，加密區(qū)水平分布筋間距不應(yīng)大于100mm；當(dāng)構(gòu)件抗震等級(jí)為三、四級(jí)時(shí)，其間距不應(yīng)大于150mm。套筒上端第一道水平分布鋼筋距離套筒頂部不應(yīng)大于50mm。

端部無邊緣構(gòu)件的預(yù)制剪力墻，宜在端部配置2根直徑不小于12mm的豎向構(gòu)造鋼筋。沿該鋼筋豎向應(yīng)配置拉筋，拉筋直徑不宜小于6mm，間距不宜大于250mm。第三章裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)體系與部品部件2）預(yù)制混凝土夾心外墻板

預(yù)制混凝土夾心外墻板又稱“三明治板”，由內(nèi)葉板、保溫夾層、外葉板通過連接件可靠連接而成。預(yù)制混凝土夾心外墻板在國內(nèi)外均有廣泛的應(yīng)用，具有結(jié)構(gòu)、保溫、裝飾一體化的特點(diǎn)。預(yù)制混凝土夾心外墻板根據(jù)其在結(jié)構(gòu)中的作用，可以分為承重墻板和非承重墻板兩類。當(dāng)其作為承重墻板時(shí)，與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同承擔(dān)垂直力和水平力；當(dāng)其作為非承重墻板時(shí)，僅作為外圍護(hù)墻體使用。預(yù)制混凝土夾心外墻板根據(jù)其內(nèi)、外葉墻板間的連接構(gòu)造，又可以分為組合墻板和非組合墻板。組合墻板的內(nèi)、外葉墻板可通過拉結(jié)件的連接共同工作；非組合墻板的內(nèi)、外葉墻板不共同受力，外葉墻僅作為荷載，通過拉結(jié)件作用在內(nèi)業(yè)墻板上。鑒于我國對(duì)于預(yù)制混凝土夾心外墻板的科研成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都還較少，目前在實(shí)際工程中，通常采用非組合式的墻板，只將外葉板作為中間層保溫板的保護(hù)層，不考慮其承重作用，但要求其厚度不應(yīng)小于50mm。中間夾層的厚度不宜大于120mm，用來放置保溫材料，也可根據(jù)建筑物的使用功能和特點(diǎn)聚合諸如防火等其他功能的材料。當(dāng)預(yù)制混凝土夾心外墻板作為承重墻板時(shí)，將內(nèi)葉板按剪力墻構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并執(zhí)行預(yù)制混凝土剪力墻內(nèi)墻板的構(gòu)造要求。夾心保溫外墻板3）雙面疊合剪力墻

雙面疊合剪力墻是內(nèi)、外葉墻板預(yù)制并用桁架鋼筋可靠連接，中間空腔在現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土和形成的剪力墻疊合構(gòu)件。雙面疊合墻板通過全自動(dòng)流水線進(jìn)行生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，具有非常高的生產(chǎn)效率和加工精度，同時(shí)具有整體性好、防水性能優(yōu)等特點(diǎn)。

雙面疊合剪力墻的墻肢厚度不宜小于200mm，單葉預(yù)制墻板厚度不宜小于50mm，空腔凈距不宜小于100mm。預(yù)制墻板內(nèi)外葉內(nèi)表面應(yīng)設(shè)置粗糙面，粗糙面凹凸深度不應(yīng)小于4mm。內(nèi)外葉預(yù)制墻板應(yīng)通過鋼筋桁架連接成整體。鋼筋桁架宜豎向設(shè)置，單片預(yù)制疊合剪力墻墻肢不應(yīng)小于2榀，鋼筋桁架中心間距不宜大于400mm且不宜大于豎向分布筋間距的2倍；鋼筋桁架距疊合剪力墻預(yù)制墻板邊的水平距離不宜大于150mm。鋼筋桁架的上弦鋼筋直徑不宜小于10mm，下弦及腹桿鋼筋直徑不宜小于6mm。鋼筋桁架應(yīng)與兩層分布筋網(wǎng)片可靠連接。

雙面疊合剪力墻空腔內(nèi)宜澆筑自密實(shí)混凝土；當(dāng)采用普通混凝土?xí)r，混凝土粗骨料的最大粒徑不宜大于20mm，并應(yīng)采取保證后澆混凝土澆筑質(zhì)量的措施。雙面疊合剪力墻4）PCF板PCF板是預(yù)制混凝土外葉層加保溫板的永久模板。其做法是將“三明治”外墻板的外葉層和中間保溫夾層在工廠預(yù)制，然后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)吊裝到位，再在內(nèi)葉層一側(cè)綁扎鋼筋、支好模板、澆筑內(nèi)葉層混凝土從而形成完整的外墻體系。PCF板主要用于裝配式混凝土剪力墻的陽角現(xiàn)澆部位。PCF板的應(yīng)用，有效的替代了剪力墻轉(zhuǎn)角處現(xiàn)澆區(qū)外側(cè)模板的支模工作，還可以減少施工現(xiàn)場(chǎng)在高處作業(yè)狀態(tài)下的外墻外飾面施工。3.3其他結(jié)構(gòu)體系

裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)、裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)目前在我國國內(nèi)發(fā)展迅速，得到了廣泛的應(yīng)用。此外，我國目前推廣的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系中，還包括裝配整體式混凝土框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配整體式框架-現(xiàn)澆核心筒結(jié)構(gòu)、裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

裝配整體式混凝土框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)是以預(yù)制裝配框架柱為主，并布置一定數(shù)量的現(xiàn)澆剪力墻，通過水平剛度很大的樓蓋將二者聯(lián)系在一起共同抵抗水平荷載?？紤]到目前的研究基礎(chǔ)，目前我國建議剪力墻構(gòu)件采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，以保證結(jié)構(gòu)整體的抗震性能。裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架的性能與現(xiàn)澆框架等同，因此整體結(jié)構(gòu)性能與現(xiàn)澆框架-剪力墻結(jié)構(gòu)基本相同。裝配整體式框架-現(xiàn)澆核心筒結(jié)構(gòu)、裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)目前國內(nèi)外研究均較少，在我國國內(nèi)的應(yīng)用也很少。3.4部品部件