预制装配式混凝土结构设计要点.pdf

2016年第24期(总第201期
江西建材
建筑与规划设计
预制装配式混凝土结构设计要点
■李海洋■江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京210019
摘要:本章刈预制装配式混凝土结构进行介绍,对设计流程进行总结,探析了拆分图设计。建筑、装修、水电、生产、施工各专业进行条件反馈。结构
预制装配式泥凝土结构设计要点,以供设计人员参考
拆分图设计完成后,应再次对预制率、造价等关键指标进行核算。(4)
关键词:预制装配式混凝土结构设计要点
施工图设计阶段:各专业采用协同设计平合,进行深入设计。各专业需
加强与施工单位的沟通,在具体构件设计吋,需综合考虑结构计算、建
预制装配式混凝土“ Precast Concrele(rC)”结构,是指将预制混筑功能及施工可行性。
凝土构件通过可靠地连接方式装配而成的混凝土结构。早在作1905年,4预制装配式混凝土结构主要设计要点
英国利物浦就已经出现采用预制混凝土作为房屋外挂装饰材料。在第
(1)结构布置:为保证结构的整体性能,高层建筑的底层及顶层应
二次世界大战之片,发达国家为了解决庞大的居住需求与劳动力的矛采用现浇结构;避免竖向构件不连续;剪力墙不宣有转角窗;剪力墙开
盾,于20世纪50年代开始研究推广预制钢筋混凝土结构,关国与目本洞位置应上下对齐。在房屋有回凸不规则位置,应采用现浇梁板连接,
合作进行了顶制装配式结构体系的抗震研究,并在20业纪90年代初以减小凹凸位置的长宽比。由于装隗式剪力墙结构工程经验相对较
研究开发了多种工法,确立了现在的装配式混凝土预制化工法。
少,且房屋高度较高,国家规程中对装配式剪力墙结构、装配式框架
我国预制装配技术在20世纪50年代开始起步。但由于缺乏熟练现浇剪力墙结构的适用高度比现浇结构有所降低
的技术人员,以及当时建造成本较高等原因,我国预制装配式建筑的发
(2)结构计算:预制构件的建筑物的结构设计原则上全部采用与
展缓慢。进人21世纪后,国民经济有了显者发展,技术人员素质遂渐适用于现浇钢筋混凝土构件相同的设计荷载及计算方法。需要特别注
提升,同时劳动力械少,推广预制装配式建筑的条件逐渐成熟。国家意的是:装配式混凝土结构由于装配缝、叠仚楼板等的使用,使得结构
十一五”规划已经明确,将全画推进装配式建筑为核心的建筑产业现整体劇度比现浇结构要小,结构计算时应尽可能考虑。例如:对于预制
代化
叠合楼板应根据貝体情况分析楼板刚性假定是否成立,楼面梁计算刚
1预制装配式混凝土结构的优势
度不可門考虑楼板的翼缘作用等等。另,由于装配式剪力墙结构存在
(1)质量可靠,尺寸可控。预制构件由于采用工」预制,对材料质墙板间接缝影响,H计算中无法考虑,位移角也需按规程从严控制
量及构件尺寸可以进行精确控制;还可以对构件进行怛温恒湿养护,减
(3)材料方面:由于工厂生成的养护条件较好,混凝土使用高强
少构件养护时间,建筑耐久性得到可靠保障。(2)减少人工成本。度混凝土,不宣低于C30。并采用高强钢筋,节约钢材。为了保证连接
随着我国人口老龄化及社会生活水平的提高,人力成本增高,原有劳动所需的摩擦力,并有效传递应力,需要用热轧带肋钢筋。但构件安装用
密集型的房屋建设方式不可持。而预制构件的生产和安装可以采用的吊环需要用IP300钢筋。
大量机械设备,减少人力成本。(3)材料及能量利用效率高,更加环
(4)构件设计:荷裁方雨,装配式混凝土结构中的预制构件设计,
保。预制构件在设计阶段通过归并和统计,可以提前确定各类构件的除了要考虑常规的恒、活、地震和风荷载以外,还需对预制构件在脱模
数量及材料用量,为工厂构件生产提供依据,有效提高各种材料的利用吊装、运输、堆放及安装过程中的安全性进行分析。可行性及成本方
效率。同时,工厂生产过程中,可以有效提高能源利用效率,滅少粉尘、面,预制构件的成本计算通常按体积、类型数量核算。因此在构件设计
噪声等污染。(4)工期短,提高资金的利用效率。预制装配式建筑在时,应对构件进行归并,滅少构件的规格。构件设计前还需与生成
施工基础现浇部分时,工厂内同时开始预制构的生产,缩短整个工程工.家、施工单位提前沟通,了解生产及施工限制条件。例如,某工程生成
期,加快资金回收效率。
厂家的框架梁铝模只能生产450mm宽以内的框架梁,如果构件设计宽
2预制装配式钢筋混凝士结构的分类
度超出该范围,需重新加工铝模,增加了生成费用:构件重量如果超过
预制装配混凝土结构(±0.000以上)根摒结构形式可以分为以下施工现场塔式吊车最大起重量,现场可能需额外増加履带式吊车,甚至
几类:(1)装配整体式框架结构:梁、柱和楼板采用工厂预制,现场并根木无法施工
装,节点区域采用现场浇注的混凝土结构;(2)装配整体式剪力墙结
(5)构件连接设计:连接设计是装配式结构设计的核心技术,合理
构:梁、板、剪力墙全部或部分采用工厂预制墙板,现场拼装,连接区域的连接节点及其构造措施,是实现结构整体性、延性、承载力和耐久性
采用现场浇注的混凝土结构(剪力墙边缘构件、连梁采用现浇)。由于的关键。主要的连接包括梁端接缝、柱顶底接缝、剪力墙的竖向接缝和
高层建筑底部儿层抗震性能更加重要,剪力墙配筋一般较大,建筑功能水平接缝等。接缝处的压力通过混凝土、灌浆料传递;拉力由钢筋连接
多变,故《装配式混凝土结构技术规程》(JCJ1-2014)中要求剪力墙传递:剪力由混凝土、键槽和摩擦力传递。其中拉力和剪力的传递方式
结构底部加强部位的剪力墙宜采用现浇混凝士:(3)装配整体式框架是连接设计的重点。连接构造设计应保证结构的传力途径和变形与计
现浇剪力墙结构:剪结构中剪力墙需现浇,梁、板等预制。
算假定相同。如果由于生成、施工原因导致的偏差,需在结构计算阶段
3预制装配式钢筋混凝土结构设计流程
提前考虑,并对计算结果进行调整。例如:采用预制外墙板时,窗洞上
(1)设计前期资料收集阶段:项目设计任务开始前,需要明确项目下部位如采用钢筋混凝土,需考虑外墙板对整体结构刚度的影响,结构
预制率等规划指标;明确施工设备、生产场地等限制条件;明确当地主计算时可按双连梁考虑。也可采取设缝等构造措施,使窗间墙与主体
管部门的审查要求等信息。(2)建筑方案阶段:建筑体型应规则,因为结构脱开。钢筋的连接方式常用的有钢筋套管灌浆连接、约東浆锚搭
不规则的建筑的结构分析比较复杂,内力分布不均匀,构件不易标准接连接、波纹管浆锚搭接连接等。竖向构件的钢筋连接宜采用套管灌
化,不适合采用预制装配结构。建筑方案设计阶段,建筑、结构、水电、浆连接、约東浆備搭接连接;冰平构件可根据不同部位,分别采用焊接
装修、施工和制作单位应全程介入:各专业协调进行模块化概念设计,机械连接或套筒灌浆连接。钢筋套管灌浆连接的灌浆料需有较高的抗
对建筑平和立进行标准化设计,对应用预制构件的技术可行性和压强度,灌浆套筒应具有较大的刚度和较小的变形。约東浆错搭接连
经济性进行论证。初算预制率,对不同方案进行造价対比。各专业也接还要求搭接的钢筋间距较大。结构连接设计时,需考虑接缝位置能
应推行信息化协同,对预制构件的尺寸和形状、节点构造等提出具体技够切实有效传递内力。故需与设备、装修等专业提前沟通,剪力墙内内
术要求,并对制作、运输、安装和施工全过程的可行性以及造价等作出不官设置设备管线,确需设置时,应避开边缘构件,预制柱内则不应设
预测。其中结构专业还应特别关注结构布置、结构的关键节点或构件,置设备管线
对需要进行专家论证或试验的部分,应即时反馈给建筑及甲方。(3)5结语
初步设计阶段:各专业对各建筑模块细