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经验交流
装配式混凝土结构设计探析
发布时间:2021-04-02   来源:  刘安源

 

目前建筑产业化稳步健康发展装配式混凝土结构体系应用越来越多,由于工程实践相对较少,很多技术人员在应用中还存在不同程度的困惑现就结构计算及设计中的几点常见问题与大家共同进行探析
一、 作用及作用组合
对装配式结构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应按国家现行相关标准执行。作用与作用组合与其他类型结构是一致的。需要注意的是短暂设计状况下的构件及连接节点验算:包括构件脱模翻转、吊运、安装阶段的承载力及裂缝控制,吊具承载力验算;构件安装阶段的临时支撑验算、临时连接预埋件验算等。《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014中规定,短暂设计状况下的施工验算,应将构件自重标准值乘以动力系数后作为等效静力荷载标准值,这些规定与现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB50666相同。
二、 结构的整体分析方法
JGJ1-2014中规定,在各种设计状况下,装配整体式结构可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析。当同一层内既有预制又有现浇抗侧力构件时,地震设计状况下宜对现浇抗侧力构件在地震作用下的弯矩和剪力进行适当放大。在预制构件之间及预制构件与现浇及后浇混凝土的接缝处,当受力钢筋采用安全可靠的连接方式,且接缝处新旧混凝土之间采用粗糙面、键槽等构造措施时,结构的整体性能与现浇结构类同,设计中可采用与现浇结构相同的方法进行结构分析,并对计算结果进行适当的调整。
如上所述,装配整体式结构采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析,结构分析应符合《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中第5章的要求,包括基本原则、分析模型、弹性分析、塑性分析等。如果房屋层数为10层及10层以上或者房屋高度大于28m,还应按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.1~5.5节中的要求进行。结构整体变形和内力,一般采用弹性方法进行计算,框架梁及连梁等构件可考虑塑性变形引起的内力重分布。如果结构需要进行性能化设计,则可能需要进行弹塑性分析。弹性计算中,采用的各种参数与现浇结构计算基本相同,注意抗震等级的划分高度与现浇结构不同。连梁刚度折减系数、周期折减系数等与现浇结构相同。楼板对楼面梁的影响也可按照GB50010-2010中第5.2.4条规定考虑。对于主要采用干式连接的装配式结构,其整体计算方法也应符合GB50010-2010中第5章的原则性要求,节点的模拟宜按照实际节点构造进行。
三、 预制构件的设计
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中规定,应在结构方案和传力途径中确定预制构件的布置及连接方式,并在此基础上进行整体结构分析和构件及连接设计;预制构件的连接宜设置在结构受力较小处,且宜便于施工,结构构件之间的连接构造应满足结构传递内力的要求,各类预制构件及其连接构造应按从生产、施工到使用过程中可能产生的不利工况进行验算。
非承重预制构件与支承结构之间宜采用柔性连接方式;在框架内镶嵌或采用焊缝连接时,应考虑其对框架抗侧移刚度的影响;外挂板与主体结构的连接构造应具有一定的变形适应性。
以叠合构件为例来说,叠合梁、叠合板等水平叠合受弯构件应按施工现场支撑布置的具体情况,进行整体计算或考虑二阶段受力验算。叠合构件的预制部分应进行短暂工况设计验算,当预制构件作为施工现场现浇混凝土的模板时,尚应补充施工阶段的相关验算。
预制构件的构造目前都有相关的图集和标准,在此就不赘述了,需要注意一下的是,根据工程的不同情况,会出现构造做法不能完全适合安装施工的情况,设计可以给出有针对性的构造措施,如预制柱配筋量较大,在纵向受力钢筋等同的情况下,采用根数较少、直径较大的方式等。随着装配式混凝土结构体系应用的日趋增多,期望与各位同仁增强沟通交流,与时俱进,不断完善。
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