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《裝配式混凝土建筑技術標準》專家解讀系列之結構系統

由住房和城鄉建設部負責管理,中國建筑標準設計研究院(以下簡稱“標準院”)牽頭編制的《裝配式混凝土建筑技術標準》GB/T 51231-2016和《裝配式鋼結構建筑技術標準》GB/T 51232-2016,已正式發布并將于2017年6月1日起實施。我們特請《裝配式混凝土建筑技術標準》的主要編制專家肖明為您解讀裝配式混凝土標準的結構系統。


基于裝配式建筑自身的特點和需求,裝配式建筑技術標準更加注重建筑的集成性和一體化,在標準內容上覆蓋全專業、全過程,通過四大系統集成打造完整的裝配式建筑產品。


主體結構系統作為裝配式混凝土建筑的重要技術內容,歷來是裝配式混凝土建筑相關標準的重點內容之一。


《裝配式混凝土建筑技術標準》(GB/T 51231)(以下簡稱《標準》)作為三本重要的裝配式建筑技術標準之一,既秉承裝配式建筑標準的集成性和一體化特點,同時又兼顧了結構系統設計的重要性。


考慮到現有的《裝配式混凝土結構技術規程》(JGJ1-2014)(以下簡稱《規程》)在結構設計方面已經自成體系,因此新編制的《標準》在第5章“結構系統設計”中主要結合近幾年的科研成果和工程實踐經驗,對《規程》的技術內容和條文進行補充完善,豐富發展了裝配式混凝土結構的成熟新技術、新工藝。


新補充的技術內容仍按照《規程》的技術架構來編寫,確保二者協調統一。同時為保證新補充的技術內容從邏輯性和系統性上更加完整,摘錄和指引了《規程》的部分重要技術條文。


因此《標準》與《規程》在內容上避免了重復和矛盾,二者關系協調,便于工程技術人員清晰理解和使用。


裝配式混凝土結構系統設計力求做到全面性、先進性和可實施性。


一、吸納最新科研成果及成熟實踐經驗,豐富完善


裝配整體式框架結構大間距配筋構造


基于理論和實驗研究以及工程實踐經驗,針對“裝配整體式框架結構”中的框架梁柱縱筋間距和箍筋肢距做適當調整和規定,以適應實際工程中預制裝配式結構對大間距配筋的需求。


鋼筋擠壓套筒連接


鋼筋擠壓套筒連接是一種常見的機械連接形式,不僅適用于普通現澆混凝土結構,同樣適用于裝配式混凝土結構中,具有連接可靠、施工方便、節省人工、施工質量現場可檢查等優點。


《標準》在“結構系統設計”中增加鋼筋擠壓套筒連接形式,補充其鋼筋連接形式所涉及到的一般規定和結構材料要求,以及其在裝配式混凝土框架結構、裝配式混凝土剪力墻結構中的結構構造規定,豐富了現有裝配式混凝土結構工程的鋼筋連接形式。


鋼筋漿錨搭接連接


漿錨搭接連接作為裝配式混凝土結構中的一種常用鋼筋連接形式,近年來在我國裝配式建筑中得到了較多的應用,同時也開展了相關的系統研究工作。


《標準》中明確了剪力墻結構邊緣構件區域和墻身分布鋼筋區域采用漿錨搭接連接的具體構造要求。


剪力墻邊緣構件區域的漿錨搭接連接接頭范圍內的水平約束加強構造除采用已經普遍使用的措施外,新增加了水平箍筋加密措施,進一步豐富了水平約束加強構造的形式。


雙面疊合剪力墻結構


增加了雙面疊合剪力墻結構的相關設計規定,明確了其結構設計的計算和構造要求,進一步豐富了現有裝配整體式剪力墻結構體系。


雙面疊合剪力墻結構在我國的應用相對較少,在相關研究和實踐經驗還有待進一步加強的前提下,為確保結構安全,《標準》中對雙面疊合剪力墻的最大適用高度和相關構造措施采取了偏于安全的規定。


二、考慮工廠加工工藝及現場施工工序,優化發展


補充屋蓋采用疊合樓板時的構造要求


現澆與預制是兩種不同的施工方式,考慮到現場建造方式變換會帶來大量的工期、成本的增加,《標準》針對屋蓋結構除延續《規程》的相關規定外,補充了其采用疊合樓板時的構造要求,對疊合樓板的疊合層最小厚度及配筋做出規定。通過具體構造措施,在一定條件下,為施工工期及成本控制提供可操作方式。


增加主次梁鋼企口鉸接連接


裝配式混凝土結構中,主次梁連接歷來是構件加工和現場施工的難點問題,同時也是控制裝配式結構成本和工期的關鍵節點。


在已有主次梁連接技術的基礎上,推薦主次梁連接宜采用鉸接。同時補充了工程中已經推廣使用的鋼企口鉸接連接節點構造。


增加預制剪力墻豎向鋼筋單排連接


在“裝配整體式剪力墻結構”中增加當符合有關規定的情況下,剪力墻豎向分布鋼筋可采用單排連接,減少連接接頭量。以上構造在保證結構安全、滿足一定要求的前提下,可明顯改善現場施工難度,便于鋼筋連接和節點區鋼筋布置,為現場預制構件安裝提供便利。


三、梳理現有技術難點及現行技術指標,標準提升


外掛墻板既是承受自重及外部荷載的結構構件,又屬于建筑物的外圍護體系。


預制混凝土外掛墻板與主體結構的連接不僅要考慮自身剛度、承載力和穩定性要求,還要適應主體結構變形能力,同時要考慮接縫處構造措施,如足夠的膠縫寬度、構件之間的活動連接件。


《標準》中在外掛墻板抗震設計時,對外掛墻板的變形能力提出要求,使其能在地震作用下適應主體結構的變形,避免外掛墻板參與主體結構受力。


在驗算地震作用下的外掛墻板連接節點承載力時,將效應標準值調整系數放大,以提升外掛墻板在地震作用下的安全儲備。


《標準》對外掛墻板采用點、線支承連接時的節點構造做出明確規定,在簡化構架連接和安裝的前提下,確保外掛墻板和主體結構的安全。


四、適應城鎮建設背景及現實市場需求,技術引領


多層裝配式墻板結構在中小城鎮建設中需求較大。


相關研究成果及國外實際震害經驗表明,對房屋最大層數和高度進行限制有助于控制地震作用、降低震害;在原有《規程》第9章“多層剪力墻結構設計”的基礎上,《標準》第5.8節新增了“多層裝配式墻板結構”,并對其具體的構造措施進行了規定,有利于多層裝配式混凝土結構在我國的推廣應用。


《標準》中的“結構設計系統”在《規程》的基礎上結合近年來的新技術成果和可靠工程實踐,對現有標準體系中的技術條文進行查漏補缺,進一步完善了我國裝配式混凝土結構設計標準。


來源:中國建筑標準設計研究院

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