裝配式建筑結構設計第8章

預制混凝土構件與部品部件Catalogue目錄預制混凝土疊合樓板預制混凝土夾心保溫墻板蒸壓加氣混凝土墻板預制混凝土樓梯預制混凝土陽臺板0102030405預制混凝土疊合樓板疊合樓板形式對比普通疊合樓板（如鋼筋桁架、鋼管桁架混凝土疊合板）與預應力疊合樓板在應用場景上有所不同。普通疊合樓板適用于一般的住宅、商業建筑等，而預應力疊合樓板則更常用于對樓板承載能力和變形控制要求較高的大型公共建筑或工業建筑。2.從預制底板特點來看，普通疊合樓板的預制底板相對較厚，自重大；預應力疊合樓板的預制底板則更輕薄，且預應力施工要求較高，需要專業的設備和技術人員進行操作，以確保預應力的施加準確無誤，從而有效提高樓板的承載能力和抗裂性能。疊合樓板及其構造鋼筋桁架疊合樓板構造規定鋼筋桁架疊合樓板的底板厚度一般不宜小于60mm，在采取可靠措施的情況下，可適當減少；后澆混凝土疊合層厚度不應小于60mm，以保證疊合樓板的整體性能。2.鋼筋保護層厚度需嚴格按照設計要求設置，以保護鋼筋不受外界環境侵蝕，確保結構的耐久性。鋼筋桁架應沿次要受力方向布置，距板邊不應大于300mm，間距不宜大于600mm，弦桿直徑不宜小于8mm，腹桿直徑不應小于4mm，這些參數的合理設置能有效增強疊合樓板的整體剛度和承載能力。疊合樓板及其構造01.板縫節點構造對比后澆帶式板縫節點是在兩塊預制板之間預留一定寬度的后澆帶，待主體結構施工完成后，再澆筑混凝土將兩塊板連接成整體，這種方式施工周期較長，但連接整體性較好；密拼式整體接縫連接則是將預制板緊密拼接，通過在接縫處設置鋼筋和澆筑混凝土，使兩塊板形成一個整體，施工速度相對較快，整體性也能滿足要求；分離接縫連接則是預制板之間有一定縫隙，不進行鋼筋連接，僅通過構造措施保證板的穩定，適用于一些對整體性要求不高的情況。2.密拼式接縫的相關要求包括接縫寬度應控制在一定范圍內，一般不超過20mm，接縫處的鋼筋應錨固牢固，確保連接的可靠性。接縫材料需具備良好的粘結性能、抗裂性能和耐久性，以保證接縫的質量和使用壽命。疊合樓板連接構造02.支座節點構造要求上弦鋼筋在支座處應滿足錨固長度要求，一般不小于15d（d為鋼筋直徑），且應伸入支座中心線，以確保鋼筋能夠有效傳遞拉力；縱向鋼筋在支座處也需按照設計要求進行錨固，當采用直線錨固時，錨固長度不應小于受拉鋼筋的最小錨固長度；當錨固長度不足時，可采用彎折錨固等方式，彎折后的水平段長度不應小于0.4倍的錨固長度，豎直段長度不應小于15d，不同情況下的錨固長度規定是為了保證結構在各種受力狀態下的安全性。疊合樓板連接構造在密拼式整體接縫連接型拼縫節點處，受力較為復雜，主要承受拉力、剪力和彎矩。為防止疊合面撕裂，需要滿足一定的條件，如疊合面的粗糙度應符合設計要求，以增加疊合面的抗剪能力；搭接鋼筋的應力計算公式為：σ=N/A，其中σ為搭接鋼筋應力，N為搭接鋼筋所承受的拉力，A為搭接鋼筋的截面積，通過該公式可以準確計算搭接鋼筋的應力，確保其在設計允許范圍內。密拼式整體接縫連接型拼縫節點分析疊合板設計要點支座節點的承載能力對于疊合板的整體穩定性至關重要。板端正截面受彎承載力計算公式為：M≤α1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-as)，其中M為板端所承受的彎矩，α1為系數，根據混凝土強度等級確定，fc為混凝土抗壓強度設計值，b為板寬，x為受壓區高度，h0為截面有效高度，fy為鋼筋抗拉強度設計值，As為受拉鋼筋面積，as為受拉鋼筋合力點至截面受拉邊緣的距離；板端受剪承載力計算公式為：V≤0.7ftbh0，其中V為板端所承受的剪力，ft為混凝土抗拉強度設計值，通過這些計算公式可以準確評估支座節點的承載能力，確保疊合板在使用過程中的安全可靠。支座節點承載能力計算疊合板設計要點預制混凝土夾心保溫墻板按內外葉板工作特性，預制混凝土夾心保溫墻板可分為完全組合型、非組合型、部分組合型。完全組合型墻板的內外葉板共同受力，協同工作性能好，適用于對結構整體性要求較高的建筑；非組合型墻板的內外葉板獨立受力，外葉板主要起圍護和裝飾作用，內葉板承擔結構荷載，適用于一些對保溫和裝飾要求較高，但結構受力相對簡單的建筑；部分組合型墻板則介于兩者之間，內外葉板在一定程度上協同工作，具有較好的綜合性能，應用較為廣泛。在實際應用中，應根據建筑的功能需求、結構設計要求以及當地的氣候條件等因素，合理選擇墻板類型。預制混凝土夾心保溫墻板分類墻板與拉結件形式FRP拉結件具有輕質、高強、耐腐蝕、隔熱性能好等優點，可分為單向纖維增強、雙向纖維增強等類型，形狀有直桿形、波形等，適用于對隔熱性能要求較高的墻板；金屬拉結件則強度高、剛度大，但導熱系數較大，容易形成熱橋，可分為不銹鋼拉結件、鍍鋅鋼拉結件等，適用于對結構強度要求較高的墻板。不同類型的拉結件在不同的墻板類型中發揮著重要作用，應根據墻板的具體要求選擇合適的拉結件。拉結件的分類與性能墻板與拉結件形式外掛墻板與主體結構之間的連接方式在過去通常被視為非結構構件,連接設計僅考慮墻板承受的局部荷載,對連接節點在地震作用下的性能了解不足。然而,近年來歐洲、新西蘭等地多次地震事件中出現了由于連接節點設計不合理而導致的節點破壞和墻板墜落的震害,這促使人們逐漸認識到外掛墻板與主體結構連接方式對于結構在地震作用下安全性的重要影響。根據連接節點的受力機理,可將外掛墻板與主體結構之間的連接方式分為三種:剛性連接、柔性連接和耗能連接。夾心保溫外掛墻板與主體結構間連接構造01剛性連接方式與問題剛性連接是通過焊接、螺栓連接等方式將夾心保溫外掛墻板與主體結構牢固連接在一起，其連接方式簡單、傳力直接，能有效保證墻板在正常使用狀態下的穩定性。然而，在地震等自然災害作用下，由于主體結構與墻板的變形不協調，剛性連接容易導致墻板開裂、脫落等震害問題，這也是近年來剛性連接應用減少的主要原因。夾心保溫外掛墻板與主體結構間連接構造02柔性連接原理與方式柔性連接的原理是通過設置柔性連接件，如橡膠墊、彈簧等，使墻板與主體結構之間能夠在一定范圍內相對位移，從而適應主體結構的變形。國內外常用的柔性連接方式有銷栓連接、掛鉤連接等，限位連接節點類型有單限位節點、雙限位節點等。這些連接方式和節點類型能夠有效提高墻板在地震等災害作用下的抗震性能，保障結構的安全。夾心保溫外掛墻板與主體結構間連接構造03耗能連接的特點與應用耗能連接通過在連接節點處設置耗能裝置，如阻尼器、摩擦片等，在地震等災害作用下，耗能裝置能夠消耗能量，減少主體結構和墻板所承受的地震力。典型的連接方式有采用黏滯阻尼器連接、摩擦耗能連接等，耗能裝置通常設置在墻板與主體結構的連接節點處，或在墻板內部設置耗能構造，以提高結構的抗震性能和耗能能力。夾心保溫外掛墻板與主體結構間連接構造基本規定與驗算夾心保溫墻板的設計使用年限一般應與主體結構相同，抗震性能目標應根據建筑的重要性和抗震設防要求確定。在不同的設計狀況下，如持久設計狀況、短暫設計狀況、地震設計狀況等，需要進行相應的驗算，包括承載力驗算、變形驗算、裂縫寬度驗算等。承載能力極限狀態驗算公式為：γ0S≤R，其中γ0為結構重要性系數，S為作用效應組合的設計值，R為結構構件的抗力設計值，通過這些驗算可以確保墻板在各種工況下的安全性和可靠性。夾心保溫墻板及與主體結構間連接設計要點墻板設計要求夾心保溫墻板的受力計算方法需根據墻板的類型和受力狀態選擇合適的理論和模型，如彈性力學方法、有限元分析方法等。不同類型墻板的厚度及配筋要求應根據結構設計計算確定，以滿足承載能力和變形要求。保溫層厚度則應根據當地的節能標準和建筑的保溫要求確定，一般來說，寒冷地區的保溫層厚度應比溫暖地區厚，以保證建筑的保溫性能。夾心保溫墻板及與主體結構間連接設計要點墻板與主體結構間連接節點設計點連接是通過少數幾個連接點將墻板與主體結構連接，適用于墻板尺寸較小、受力較輕的情況；線連接則是通過連續的連接件將墻板與主體結構連接，適用于墻板尺寸較大、受力較重的情況。連接節點應具有足夠的變形能力、承載力和延性，以適應主體結構的變形和地震等災害作用。線連接節點構造要求連接件的布置應均勻、合理，鋼筋面積計算公式為：As=N/fy，其中As為鋼筋面積，N為連接節點所承受的拉力，fy為鋼筋抗拉強度設計值，通過合理設計連接節點，可確保墻板與主體結構之間的連接可靠。夾心保溫墻板及與主體結構間連接設計要點蒸壓加氣混凝土墻板蒸壓加氣混凝土板以水泥、石灰、硅砂等為主要原料，經過高溫高壓、蒸汽養護而成。其具有輕質、高強、保溫隔熱、隔音、耐火、綠色環保等性能優勢，密度一般為500-800kg/m3，約為普通混凝土的1/4-1/5，大大降低了建筑物的自重；導熱系數低，僅為0.11-0.18W/(m·K)，保溫隔熱性能優異；隔音效果好，100厚的墻板平均隔音量可達40dB以上；耐火極限高，100厚的墻板耐火極限可達3小時以上。這些優勢使其成為一種理想的建筑材料，廣泛應用于各類建筑中。材料特性與優勢按用途，蒸壓加氣混凝土墻板可分為外墻板、隔墻板；按安裝方向，可分為橫向墻板、豎向墻板；按質量，可分為優等品、一等品、合格品等不同等級。不同類型的墻板在尺寸、性能和應用場景上有所差異，如外墻板需要具備更好的防水、保溫和耐久性，而隔墻板則更注重隔音和輕質等性能。墻板分類依據與類型墻板形式與特性墻板拼縫連接構造墻板拼縫的接縫寬度應根據墻板的尺寸偏差、施工誤差以及溫度變形等因素確定，一般為3-5mm。接縫類型有平縫、企口縫等，構造做法包括在接縫處填充密封膠、設置拉結鋼筋等。為防止接縫處出現滲漏和開裂，需采取有效的防水抗裂措施，如選擇優質的密封膠、設置防水卷材等。連接構造方式外墻板與主體結構連接構造內嵌式連接是將外墻板嵌入主體結構的預留槽口中，通過連接件固定，這種連接方式整體性好，但施工難度較大；外掛式連接則是將外墻板通過連接件掛在主體結構的外側，施工方便，但對連接件的要求較高；內嵌外掛組合式連接結合了兩者的優點，適用于一些對建筑外觀和結構性能有特殊要求的建筑。連接構造方式隔墻板與主體結構連接構造U形鋼卡法是通過U形鋼卡將隔墻板與主體結構連接，施工簡單，但連接強度相對較低；雙角鋼法是采用雙角鋼將隔墻板與主體結構固定，連接強度較高，但鋼材用量較大。不同連接方法在施工難度、連接強度、經濟性等方面各有優缺點，應根據具體工程情況選擇合適的連接方法。連接構造方式外墻板的強度等級一般不應低于A5.0，安裝時應保證板與板之間的拼接緊密，縫隙均勻。厚度應根據建筑的保溫、隔熱和結構要求確定，一般不宜小于200mm。在進行變形驗算時，需考慮風荷載、地震作用、溫度變化等因素對墻板的影響，確保墻板在各種工況下的變形滿足設計要求。節點承載力要求連接節點能夠承受墻板傳遞的各種荷載，焊縫強度驗算公式為：σ=N/lwhe≤fft，其中σ為焊縫應力，N為焊縫所承受的拉力，lw為焊縫計算長度，he為焊縫有效厚度，fft為焊縫抗拉強度設計值，通過嚴格控制這些參數，可保證外墻板的設計質量。外墻板設計要點01內墻板一般采用豎向安裝，厚度可根據房間的使用功能和空間要求選擇，一般為75-150mm。當需要在墻板上開洞時，應進行加固處理，如設置洞口加強框等，以保證墻板的承載能力和穩定性。與梁、柱的接縫處應采用密封膠或其他密封材料進行密封，防止出現裂縫和滲漏現象。內墻板設計要點02設計要點解析預制混凝土樓梯預制流程與優勢預制混凝土樓梯的預制過程包括在工廠內進行鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑等工序，養護達到設計強度后運輸至施工現場進行安裝。與現澆樓梯相比，預制混凝土樓梯具有施工速度快、質量可控、節省模板和支撐、減少現場濕作業等優勢，能夠有效縮短工期，提高建筑施工的效率和質量。樓梯類型特點不帶平臺板直板式樓梯構造簡單，占用空間小，適用于空間有限的建筑；帶平臺板折板式樓梯則具有更好的穩定性和舒適性，適用于人流量較大的公共建筑。剪刀樓梯可同時滿足雙向疏散要求，常用于高層建筑的疏散樓梯；雙跑樓梯是最常見的樓梯形式，適用于各類建筑，具有結構簡單、使用方便等特點。預制混凝土樓梯的形式一端固定鉸一端滑動鉸連接方式，固定鉸端承受豎向荷載和水平荷載，滑動鉸端則允許樓梯在溫度變化或結構變形時自由伸縮；一端固定一端滑動連接方式，固定端承擔主要荷載，滑動端可適應一定的變形；兩端固定連接方式則使樓梯與支承構件形成一個整體，承載能力較高，但對溫度變化和結構變形較為敏感。連接方式介紹在裝配式建筑中，預制樓梯采用簡支連接時，擱置長度一般不應小于100mm，以確保樓梯的穩定性。為防止樓梯在地震等災害作用下滑落，需采取可靠的防滑落措施，如設置防滑擋塊、采用錨固鋼筋等。裝配式結構連接要求預制混凝土樓梯與支承構件的連接預制混凝土陽臺板01分類依據與類型按預制方式，預制混凝土陽臺板可分為全預制陽臺和疊合陽臺。全預制陽臺整體性好，施工速度快；疊合陽臺則是由預制底板和后澆混凝土疊合層組成，受力性能更好。全預制