1、装配式混凝土结构关键技术研究及相关规范条文的介绍,徐其功广东省建筑科学研究院广东省建科建筑设计院,目 录,一、推广装配式建筑的意义及规范图集的现状二、装配式混凝土结构的水平划分三、连接四、结构拆分五、分析六、施工图设计、深化设计划分七、施工图审查要点八、质量监督,一、推广装配式建筑的意义及规范图集的现状,国家为什么推广装配建筑,1、建筑产业现代化与装配式建筑2、装配式建筑与装配式结构3、 建筑、设备、装饰4、 制作、安装5、 监督、管理,标准规范的现状与发展,装配式混凝土结构技术规程JGJ 1-2014装配式混凝土建筑技术标准GB/T 51231-2016装配式钢结构建筑技术标准GB/T 51
2、232-2016装配式木结构建筑技术标准GB/T 51233-2016 广东省标装配式混凝土建筑结构技术规程到北京15-107-2016钢筋套筒灌浆连接应用技术规程JGJ 355-2015混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2015,国家装配式建筑标准图集: 装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)15J939-1 装配式混凝土结构表示方法及示例（剪力墙结构)15G107-1 预制混凝土剪力墙外墙板15G365-1 预制混凝土剪力墙内墙板15G365-2 桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)15G366-1 预制钢筋混凝土板式楼梯15G367-1 装配式混凝土连接节点构造(楼
3、盖和楼梯)15G310-1 装配式混凝土连接节点构造（剪力墙）15G310-2 预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙15G368-1,已收集图集资料汇总,广东省正在编制的规范：1、装配式建筑工程施工质量验收规范2、地下综合管廊技术规程3、装配式建筑深化设计技术规程4、低层铝合金房屋技术规程5、行标：预装式铝合金低层房屋及移动屋技术标准,装配式混凝土建筑技术标准,装配式混凝土结构安全吗？,1.预制外挂墙板、楼梯、阳台(主体结构现浇)2.叠合楼板、叠合梁(竖向构件现浇)3.柱、墙等竖向构件预制,2 结构三个装配水平的划分,14,预制凸窗外挂墙板,预制带外墙饰面的外挂墙板,3.1.1 预制外挂墙板、
4、楼梯、阳台(主体结构现浇),目前我国“装配式结构”主要是非结构构件预制，例如：外挂墙板预制、楼梯预制、阳台预制、空调板预制、内墙板预制等等,预制楼梯,16,预制叠合阳台（万科）,全预制阳台（香港）,预制钢筋混凝土空调板,蒸压加气混凝土板内墙,空心板内墙,3.1.2 叠合楼板、叠合梁(竖向构件现浇),预制叠合梁,预制U型空心梁,双面预制叠合梁,预制叠合板,预制带肋预应力叠合楼板,3.1.3 柱、墙等竖向构件预制,预制柱,法国世构体系预制预应力框架结构预制三层高的串烧柱,预制空心柱,预制异形空心柱,2.2 结构抗侧力体系与抗重力体系,结构抗侧力体系： 是指结构中抵抗侧向作用或同时抵抗侧向作用和相应
5、竖向荷载的结构体系；结构抗重力体系： 是指结构中仅承担竖向荷载、不考虑其侧向刚度与侧向承载力贡献的结构体系；但应能适应抗侧力结构的侧向变形。,1、定义：装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。2、措施：1）装配整体式混凝土结构的连接以“湿连接”为主要方式；2）现浇楼板或叠合楼板将结构构件连成整体；3）嵌固端、转换层采用现浇层，屋面、收进等楼层加厚现浇层；4）剪力墙楼面标搞设置现浇圈梁（屋面、收进等楼层）或现浇带（标准层）,2.3 装配整体式混凝土结构和全装配式混凝土结构2.3.1 装配整体式混凝土结构：,3、特征：
6、 这样能保证装配式结构的整体性能，使其结构性能与现浇混凝土基本等同。4、现状： 目前，国内大多数多层和全部高层装配式混凝土结构均采用装配整体式混凝土结构。5、适用范围： 各级规范规定的混凝土结构。,3.2.2 全装配式结构,1、定义：不满足装配整体式要求的装配混凝土结构。2、特征： 1）没有或较少的现浇混凝土。 2）其结构性能与现浇混凝土不能等同。 3）计算分析方法和构造措施现浇混凝土差异较大，3、现状：目前，国内工程项目较少，没有规范。4、适用范围：低层、多层等高宽比较小，以竖向荷载为主的结构。,楼板可以没有现浇层,2.3 集成房屋,预制构件之间可以采用干连接,双T型板与预制梁的连接,三、装
7、配式结构连接,钢筋连接,灌浆套筒,1、钢筋锚固插入深度不宜小于钢筋8倍2、连接的强度要大于钢筋，破坏于钢筋上3、要进行单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压试验4、全部纵筋可在同一截面连接、全截面受拉构件不宜,波纹管浆锚搭接,2.1.34金属波纹管浆锚搭接连接 rebar lapping in grout-filled hole formed with metal bellow在预制混凝土剪力墙中预埋金属波纹管形成孔道，在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方式。,约束浆锚搭接,连接的分类：湿连接与干连接,湿连接是指预制构件间主要纵向受力钢筋的拼接部位，用现浇混凝土
8、或灌浆填充的连接方法，干连接是指预制构件间连接不属于湿连接的连接方法。湿连接的强度、刚度与变形与整体式现浇混凝土结构类似,55,干连接,强连接,四、结构拆分,框架结构拆分1、梁柱连接形式,65,而结构构件，如梁、柱、剪力墙板预制均较少。若要凸显装配式结构的优势，减少建筑垃圾，缩短建设时间，则需要提高结构构件的预制率。,柱与柱、柱与基础,梁与梁、主梁与次梁,当后浇混凝土叠合层厚度不小于100mm，且不小于预制层厚度的1.5倍时，支承端预制板内纵向受力钢筋可采用搭接方式锚入支承梁或墙的现浇层内（图5.5.4），,行标,竖缝抗剪连接计算,柱水平连结抗剪计算,剪力墙结构拆分一、内浇外挂,1、叠合梁、板
9、2、预制楼梯、空调板等3、承重的墙、柱现浇4、内隔墙采用预制条板等5、预制外挂墙板,内浇外挂,剪力墙预制,单层普通预制剪力墙,多层全预制剪力墙,预制空心墙,预制混凝土夹心保温剪力墙,水平连接,剪力墙上、下层连接,1、连接部位加密水平筋,2）当边缘构件底部竖向钢筋连接长度范围内采用加密水平封闭箍筋约束时，应沿预留孔道直线段全高加密。箍筋沿竖向的间距，一级不应大于75mm，二、三级不应大于100mm，四级不应大于150mm；箍筋沿水平方向的肢距不应大于竖向钢筋间距，且不大于200mm；箍筋直径一、二级不应小于10mm，三、四级不应小于8mm。封闭箍筋宜采用焊接封闭箍筋（图5.7.5-3）。,剪力墙
10、设计,5.7.9在地震设计状况下，剪力墙水平接缝的受剪承载力设计值应按下式计算：,剪力墙连接设计,1、连接部位加密水平筋,3边缘构件竖向钢筋连接长度范围内应采取配置螺旋箍筋或加密水平封闭箍筋的横向约束措施，并应符合下列规定：1）当边缘构件竖向钢筋连接长度范围内采用螺旋箍筋约束时，螺旋箍筋配置应符合表5.7.5的规定。螺旋箍筋宜采用圆环形，最小内径宜为预留孔道直径的2倍，应设置在预留孔道及上层连接钢筋的外面，距预留孔道边不宜小于5mm；螺旋箍筋沿预留孔道直线段全高设置（图5.7.5-2），其开始与结束位置应有水平段，长度不小于一圈半，下端距墙底面的净间距不宜大于25mm，保护层厚度应符合现行国家
11、标准混凝土结构设计规范GB50010的规定。,2）当边缘构件底部竖向钢筋连接长度范围内采用加密水平封闭箍筋约束时，应沿预留孔道直线段全高加密。箍筋沿竖向的间距，一级不应大于75mm，二、三级不应大于100mm，四级不应大于150mm；箍筋沿水平方向的肢距不应大于竖向钢筋间距，且不大于200mm；箍筋直径一、二级不应小于10mm，三、四级不应小于8mm。封闭箍筋宜采用焊接封闭箍筋（图5.7.5-3）。,5.7.7楼层内相邻预制剪力墙之间应采用整体式接缝连接，且应符合下列规定：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（图5.7.7-1）宜全部采用后浇混凝土，并应在后浇
12、段内设置封闭箍筋。,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（图5.7.7-2），当仅在一面墙上设置后浇段时，后浇段的长度不宜小于300mm（图5.7.7-3）。,5.7.10上下层预制剪力墙的竖向钢筋连接应符合下列规定：1边缘构件的竖向钢筋应逐根连接；2预制剪力墙的竖向分布钢筋宜采用双排连接，当采用“梅花型”部分连接时，应符合本规范5.7.115.7.13条的规定；3除下列情况外，预制剪力墙的竖向分布钢筋可采用单排连接，当采用单排连接时，应符合本规范5.7.11、5.7.13条的规定，且在计算分析时不应考虑剪力墙平面外刚度及承载力：1）抗震等级为一级的
13、剪力墙以及二、三、四级底部加强部位的剪力墙；2）一侧或者两侧无楼板侧向支撑的剪力墙；3）墙厚小于层高1/16的剪力墙；4）一字形剪力墙、一端有翼墙连接但剪力墙非边缘构件区长度大于3m的剪力墙以及两端有翼墙连接但剪力墙非边缘构件区长度大于6m的剪力墙；4抗震等级为一级的剪力墙以及二、三级底部加强部位的剪力墙，剪力墙的边缘构件竖向钢筋宜采用套筒灌浆连接。,双面叠合剪力墙,截面形式：,填充内墙,3）接缝防水,四、装配式混凝土结构体系及整体分析,1、建筑结构常见的体系2、整体分析3、性能设计,4.1建筑结构常见的体系,1、装配整体式框架结构体系；2、装配整体式剪力墙结构体系；3、装配整体式框架现浇剪力
14、墙结构体系；4、装配整体式框架斜撑结构体系等；5、装配整体式框架现浇核心筒结构体系。,框架-斜撑结构（目前国内比较少）,高层装配整体式结构适用的最大高宽比,省标与国标相同，增加了框架-斜撑结构,丙类建筑抗侧力体系的抗震等级,4.2 整体分析,1、装配整体式结构采用与现浇结构相同的方法进行2、全装配式结构采用干式连接法，可能实现承载力及刚度与现浇结构类似，但是其延性及恢复力性能难以与现浇节点等同，因此不能应用于等同现浇的预制框架结构中；,装配式混凝土结构弹性分析时，宜根据节点和接缝的实际构造和受力条件进行构件之间连接的模拟。装配式混凝土结构弹塑性分析时，宜根据节点和接缝在受力全过程中的特性进行节
15、点和接缝的模拟。材料的非线性行为可根据现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010确定，节点、接缝的非线性行为可根据试验研究确定。对于本规范中未包含的装配式混凝土结构，可采用试验方法对结构整体或者局部构件的正常使用极限状态和承载能力极限状态进行复核。内力和变形计算时，应计入填充墙对结构刚度的影响。当采用轻质墙板时，可采用周期折减的方法考虑其对结构刚度的影响；周期折减系数可根据墙板数量、刚度及墙板与主体结构连接的强弱取0.81.0。,整体分析注意事项,1、弹性阶段分析2、梁柱节点采用湿式连接3、叠合梁板，是否采用刚性楼板假定与现浇结构相同,1、如果采用单向预应力叠合板或者单向预应力空心板，则应把
16、板的受力模式改为对边传导，单向传力。2、预制外墙板对梁的影响。,其中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：若叠合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。,大震下：强连接的影响,构件设计和大震下：纵向钢筋位置影响,外挂墙板的影响,5.9.5主体结构计算时，应按下列规定计入外墙挂板的影响：1应计入支承于主体结构的外挂墙板的自重；2仅采用点支承与主体结构相连的外挂墙板，可不计入其刚度影响；3采用线支承与主体结构相连的外挂墙板，应根据刚度等代原则计入其刚度影响，但不得考虑外挂墙板的有利影响；4当外挂墙板相对于其支承构件有偏心时，应计入外挂墙板重
17、力荷载偏心产生的不利影响。,外挂墙板的影响,可参考深圳标准：1、对于满跨无洞外挂墙板，当墙板与梁全长连接时，梁刚度增大系数可取1.5；当墙板与梁两端脱开长度不小于梁高时，梁刚度增大系数可取1.2；2、对于满跨大开洞外挂墙板，当墙板与梁全长连接时，梁的刚度增大系数可取1.3；当墙板与梁两端脱开长度不小于梁高时，梁的刚度增大系数可取1.03、对于半跨无洞外挂墙板，墙板与梁全长连接时，梁的刚度增大系数可取1.4；当墙板与梁脱开长度不小于梁高时，梁的刚度增大系数可取1.14、当同时考虑楼板与外挂墙板对梁刚度的影响时，梁刚度增大系数的增大部分取两者之和。,4.3 性能设计,4.3.1 传统设计方法 小震
18、不坏、中震可修、大震不倒小震下，结构为弹性体系，采用弹性反应谱进行弹性分析中震下，结构进入非弹性工作阶段，但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围大震下，结构有较大的非弹性变形，但应控制在规定的范围内，以免倒塌。,4.3.2 性能设计抗震设防水准性能水准性能目标,性能设计特点：（1）对不同的建筑结构可以确定不同的性能目标（2）可以对不同强度地震作用下结构的实际响应作出预期估（3）运用到我国超限高层建筑工程的抗震设计中去，超限高层采用基于性能的抗震设计方法，可以有针对性的采取有效措施，使设计的建筑结构更加安全。计,性能目标,性能水准,大震下：连接对塑性铰的影响,各性能水准层间位移角限值,各
19、性能水准层间位移角限值,装配整体式钢筋混凝土结构抗震承载力设计：（1）第1性能水准的结构，应满足弹性设计要求。（2）第2性能水准的结构，基本处于弹性状态，耗能构件的变形可少量 超过弹性变形。（3）第3性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度或预估的罕遇地震作用下，部分普通竖向构件及耗能构件的变形控制效应可进入屈服阶段。（4）第4性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度或预估的罕遇地震作用下，部分普通竖向构件及耗能构件的变形控制效应进入屈服阶段，允许小部分耗能构件发生比较严重的破坏。（5）第5性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在预估的罕遇地震作用下，较多的竖向构件进入屈服阶段，允许
20、部分耗能构件发生比较严重的破坏。,（4）,（4）,（4）,外挂墙板设计,2018/9/24,六、施工图设计、深化设计划分,设计阶段：施工图设计、施工详图（深化设计）,施工图设计,一、与现浇一样1、表达结构在满足抗风、抗震、竖向荷载、温度安全2、耐久性3、使用功能要求二、拆分和连接的内容三、从设计角度对制作、安装、验收等的要求,装配式结构深化设计包括三方面内容：一、构件制作图1、是结构施工图本身需要进一步的细化；2、是其他专业设计中需要预埋、预留及需要与预制构件一起生产的装修等；3、是生产、运输、安装等环节相关要求在深化图中的反映。4、工厂制作的摸具、排版二、制作、运输、安装的验算三、与现浇结构
21、施工结合四、堆放、运输和安装的顺序,装配式建筑结构施工图设计深度,除传统现浇结构表达内同以外，针对装配式结构体系还需要明确表达的内容1.结构平面图：用不同填充符号标明预制构件和现浇构件并编号，给出预制构件详图索引，标出预留洞大小及位置，标注特殊梁板标高等；2.钢筋混凝土构件配筋及详图： 构件模板图，表示模板尺寸、预留洞及预埋件位置、尺寸、编号、标高等； 构件配筋图，表示钢筋形式、箍筋直径与间距，配筋复杂时宜采用纵剖面形式表达； 对形状简单、规则的构件，可用列表法绘制。,3. 装配式结构节点构造详图：梁、柱与墙体锚拉等详图应绘出平、剖面，注明相互定位关系，构件代号、连接材料、附加钢筋（或埋件）的
22、规格、型号、性能、数量，并注明连接方法及对施工安装、后浇混凝土的有关要求等。 以上详图可引用标准设计、通用图集中的详图索引表示。4.其他图： 楼梯图，每层楼梯结构平面布置及剖面图，注明尺寸、构件代号、标高，梯梁及梯板配筋等。若采用标准构件，需标注构件编号，表明节点连接方式。 预埋件，施工图阶段的预埋件主要是与结构连接相关的预埋件，需采用平面、剖面（或侧面）绘制，注明尺寸、钢材和锚筋的规格、型号、性能、焊接要求等。,常用节点连接大样,结构平面图示例,预制构件详图示例,装配式建筑深化设计,深化设计是施工图设计工作的进一步延续，作为施工依据的设计文件和深化设计结果，其内容包括预制构件拆分设计、预制构
23、件装配详图设计、构件制作装配的施工及验收方法、构件装配运输要求等内容，可以对设计、构件制作、运输、安装及验收起到统筹指导作用。,装配式建筑深化设计具体可分为各专业装配图设计和构件加工图设计两个部分。装配图设计包含的内容：（一）现场施工措施需求设计内容1.现场构件拼装图：预制构件平、立面布置图，构件装配方向，构件安装顺序，构件支撑（包括斜撑）布置，防护体系布置，现浇结构模板布置图，垫块布置图等；2.构件信息体现：构件编号、尺寸、重量、装配方向、装配位置等，与现场施工相关的预埋吊件（可为吊环、吊钉或螺栓等），支撑、斜撑及模板安装预埋螺杆、预留孔，施工升降机、塔式起重机附墙件的布置等；3.预制构件吊
24、装、堆放方案设计：预制构件吊装采用的吊装设备，吊装半径及现场路径，构件现场堆放方式及布局等；,4.安装工艺说明：构件连接预留钢筋对位，灌浆料拌制，灌浆方法，接缝处理等说明及其检验；5.结构安装误差及检测说明。6.计算书：构件吊装、安装等临时状态的承载力验算。,外挂墙板深化设计图纸示例,施工吊装、运输及堆放规划,斜撑布置图,（二）精装修图纸需求设计内容1.水电专业安装图：水电管线预埋布置，分离管线安装及吊挂件预埋螺母布置，预埋线盒布置，穿构件管线预留槽孔布置等；2.新风、燃气、空调等需求预留洞口布置；,预制构件制作图1.前面所有设计阶段构件信息汇总并细化制图：钢筋放样，构件大样，预埋构件及预留槽
25、孔定位等；,2.预制构件生产工艺要求：构件脱模方式，粗糙面制作方法，外饰面制作工艺，构件养护及吊装、堆放及保护说明等；,3.计算书：构件制作时脱模吊装及堆放等临时状态承载力验算；4.构件质量检测及出厂文件说明；,七、施工图审查要点,施工审查要点,1、查看：装配水平整体式和全装配式2、拆分和连接方式3、计算模型4、构造5、装配率和预制率,八、质量监督,质量监督,1、工场内2、进工地3、安装过程4、验收试验和检验,工场内,1、摸具检查2、制作过程2、材料检验3、外观检查2、构件试验,11.1.1 装配式结构施工前应编制施工组织设计、施工方案；施工组织设计的内容应符合现行国家标准建筑施工组织设计规范
26、GB/T 50502的规定；施工方案的内容应包括构件安装及节点施工方案、构件安装的质量管理及安全措施等。,10.1.2 预制构件制作前，应对其技术要求和质量标准进行技术交底，并应编制生产方案；生产方案应包括生产工艺、模具方案、生产计划、技术质量控制措施、成品保护、堆放及运输方案等内容。,工场内,1、生产线2、固定胎模,尺寸偏差,1、钢筋、埋件、管线、孔洞、饰面、保温层检查2、材料3、养护4、脱模5、堆放6、出厂,性能试验：除常规材料试验留样外：1）钢筋连接2）受弯构件3）夹心墙板、隔热、隔声、防火4）装饰层,1）钢筋连接,10.1.4 预制结构构件采用钢筋套筒灌浆连接时，应在构件生产前进行钢筋
27、套筒灌浆连接接头的抗拉强度试验，每种规格连接接头试件数量不应少于3个。,322 钢筋套筒灌浆连接接头的抗拉强度不应小于连接钢筋抗拉强度标准值，且破坏时应断于接头外钢筋。323 钢筋套筒灌浆连接接头的屈服强度不应小于连接钢筋屈服强度标准值。324 套筒灌浆连接接头应能经受规定的高应力和大变形反复拉压循环检验，且在经历拉压循环后，其抗拉强度仍应符合本规程第322条的规定。,2）受弯构件,承载力、裂缝宽度控制,3）夹心墙板,力学性能、隔热、隔声、防火,装饰层,工场内,1、监理住厂2、作为产品：产品合格证发放：型式检验出厂检验3、集成房屋,运输,进场、安装,11.2.5 预制构件的安装，应符合下列规定
28、： 1 构件安装前应根据测量放线成果设计支撑构件的架体。首层支撑架体的地基必须坚实；2 架体必须有足够的刚度和稳定性；3 叠合梁、板的预制部分应根据施工荷载进行承载力和裂缝验算，确定合理的临时支撑，且临时支撑间距不宜大于1.8m，距离墙、柱、梁边净距不宜大于0.5m，竖向连续支撑层数不应少于2层；4 构件进场后应先检查是否有损坏，复核构件尺寸是否正确。根据吊装方案的顺序对构件进行编号；,11.3.2 应对构件进行吊装过程中的承载力计算、挠度及裂缝宽度验算，合理确定吊点位置。当不满足吊装要求时，应采取加强措施。,11.1.2 装配式结构的后浇混凝土部位在浇筑前应进行隐蔽工程验收。验收项目应包括下列内容：1 钢筋的牌号、规格、数量、位置、间距等；2 纵向受力钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率、搭接长度等；3 纵向受力钢筋的锚固方式及长度；4 箍筋、横向钢筋的牌号、规格、数量、位置、间距，箍筋弯钩的弯折角度及平直段长度；5 预埋件的规格、数量、位置；6 混凝土粗糙面的质量，键槽的规格、数量、位置；7 预留管线、线盒等的规格、数量、位置及固定措施。,套筒灌浆1、宜分仓连通灌浆2、不采用连通灌浆时，要坐浆,谢谢！,
