《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》基本概念及關(guān)鍵技術(shù)

行業(yè)標準

《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014

基本概念及關(guān)鍵技術(shù)

2015.6裝配式混凝土結(jié)構(gòu)快速發(fā)展期-二次大戰(zhàn)以后●住宅工業(yè)化的快速發(fā)展和預(yù)制混凝土構(gòu)件的大量應(yīng)用是從第二次世界大戰(zhàn)以后。第二次世界大戰(zhàn)以后許多國家面臨著住房嚴重短缺和勞動力的不足的問題，市場的大量需求迫使他們尋求工業(yè)化的道路，以盡快解決這一社會問題●在工業(yè)化的初期，預(yù)制構(gòu)件在橋梁中有大量的應(yīng)用，之后開始在居住建筑、學(xué)校、醫(yī)院、辦公等公共建筑，停車庫，單層工業(yè)廠房等得到廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)體系從單一的裝配式大板建筑發(fā)展為框架、剪力墻、框筒、盒子結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)體系。20世紀50年代，美國開始將預(yù)制構(gòu)件與預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)相結(jié)合，賓夕法尼亞州費城著名的胡桃巷紀念橋（TheWalnutLaneMemorialBridge)中國建筑工業(yè)化的發(fā)展歷程50～60年代起步和發(fā)展階段標準預(yù)制構(gòu)件體系逐步建立

70～80年代迅速發(fā)展階段以全裝配大板建筑體系為代表相關(guān)標準開始配套和完善

90年代～本世紀初市場經(jīng)濟階段建筑工業(yè)快速發(fā)展，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)市場份額急劇上升預(yù)制構(gòu)件在建筑領(lǐng)域消亡

2005年后的新世紀中國的建筑工業(yè)化重新崛起市場對高質(zhì)量多樣化精品預(yù)制構(gòu)件有所需求新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系逐步確立2023/2/1中國建筑標準設(shè)計研究院4編制工作2006年4月～2014年1月

●認真總結(jié)了我國工程實踐中的經(jīng)驗和教訓(xùn)●廣泛地進行了調(diào)查研究●開展了大量試驗研究工作

●考察日本等國外有關(guān)技術(shù)和工程實踐

●查閱并翻譯了大量國外相關(guān)資料和文獻

●借鑒了有關(guān)國際和國外先進標準

●廣泛征求了有關(guān)方面的意見

●對具體內(nèi)容進行了反復(fù)討論、協(xié)調(diào)和修改最后完成報批稿2023/2/1中國建筑標準設(shè)計研究院7設(shè)計參考書國家規(guī)範PCa技術(shù)書（日本）日本PCa技術(shù)協(xié)會（已有中文譯本）編制組開展了如下試驗研究工作：

1.鋼筋混凝土界面摩擦受剪性能試驗研究2.預(yù)制混凝土梁端結(jié)合面受剪性能試驗研究3.現(xiàn)澆柱疊合梁框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究4.預(yù)制柱疊合梁框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究5.采用灌漿套筒連接的預(yù)制裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究6.采用約束漿錨鋼筋搭接連接的預(yù)制裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)試驗研究7.線支承外墻掛板研究8.L形大板剪力墻結(jié)構(gòu)模型振動臺試驗研究

編制基本原則：

●充分地反映我國近年來對裝配式混凝土進行的各

項科學(xué)研究和工程實踐的最新成果；●反映至當前成熟的技術(shù)水平；

●努力向國際先進水平靠攏；●與現(xiàn)行相關(guān)國家標準和工程建設(shè)行業(yè)標準保持協(xié)調(diào)一致；●對各項計算指標、設(shè)計和構(gòu)造要求均從嚴把關(guān)，特別是有關(guān)連接的要求；●對尚需進行進一步研究的問題，給出原則性的指導(dǎo)意見，定性

不定量；●與其它標準相關(guān)的內(nèi)容，僅引用相關(guān)標準號，不抄錄相關(guān)條款,

以免斷章取義。

進程回顧—B3#、B4#建設(shè)

2009年12月，北京萬科假日風(fēng)景B3#、B4#樓工業(yè)化實體樓交付入住，其優(yōu)異的品質(zhì)得到了廣大專家學(xué)者和業(yè)主的高度好評。

萬科裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)（套筒灌漿連接）宇輝裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)(約束漿錨搭接連接)

黑龍江宇輝集團開發(fā)的“保利花園”應(yīng)用了預(yù)制墻體、預(yù)制陽臺、預(yù)制樓梯、預(yù)制疊合板等建筑部件；中南建設(shè)裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)(波紋管漿錨搭接)

裝配率及預(yù)制率高，構(gòu)件可采用預(yù)制構(gòu)件流水線生產(chǎn)，經(jīng)濟性較好。但建筑高度受限。

合肥西偉徳寶業(yè)疊合式剪力墻

德國技術(shù)，裝配率高、整體性好，效率高，技術(shù)成熟。建筑混凝土和鋼筋含量大，材料成本高。

南京大地集團裝配式框架結(jié)構(gòu)

構(gòu)件采用預(yù)制構(gòu)件流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)及施工效率高、成本低?？蚣芙Y(jié)構(gòu)不符合國內(nèi)主流住宅的特點；預(yù)應(yīng)力疊合樓板存在反拱，存在技術(shù)缺陷。萬科上坊公寓保障房現(xiàn)場施工現(xiàn)狀——用工人數(shù)100人/20余萬平方米17長春全裝配的停車場1920河北商丘的農(nóng)民住宅貴州畢節(jié)的職工宿舍22結(jié)構(gòu)類型

是否已納入規(guī)程

裝配整體式框架結(jié)構(gòu)

節(jié)點剛接

√

多層框架結(jié)構(gòu)節(jié)點鉸接裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)

√

疊合剪力墻結(jié)構(gòu)以外墻板為模板的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)多層剪力墻結(jié)構(gòu)節(jié)點濕式連接

√

節(jié)點干式連接裝配整體式

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻現(xiàn)澆、

框架預(yù)制

√

裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

√

我國的國情由于土地的緊缺，城市建設(shè)以高層建筑為主按照國家抗震和高層建筑規(guī)范的要求，高層建筑以剪力墻和框架剪力墻結(jié)構(gòu)為主，框架結(jié)構(gòu)的使用受到限制。根據(jù)我國的文化習(xí)俗，和室內(nèi)空間較小的現(xiàn)實，民眾不希望室內(nèi)有露梁、露柱民眾對日照要求較高，板式建筑較受歡迎，塔樓受到冷落住宅建筑以高層板式剪力墻為主我國位于地震區(qū)，世界各國的震后調(diào)查顯示，剪力墻結(jié)構(gòu)是一種抗震性能極好的結(jié)構(gòu)體系。。2023/2/1中國建筑標準設(shè)計研究院24我國民眾的居住習(xí)慣裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅系列圖集

各地區(qū)和國家剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度

地區(qū)和國家適用高度中國丙類裝配整體式剪力墻非抗震設(shè)計6度7度8度（0.2g）8度（0.3g）140（130）（150）130（120）（140）110（100）（120）90（80）（100）70（60）（80）臺灣15層日本5層美國采用預(yù)制混凝土的普通混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)（其中包括有關(guān)結(jié)構(gòu)整體性能的要求）允許在地震性能分區(qū)為A、B、C地區(qū)的建筑中使用。特殊鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻（其中包括有有關(guān)延性構(gòu)造的要求）地震性能分類為D、E48.8m（）地震性能分類為F30.5m（）對較低地震風(fēng)險的地區(qū)沒有特殊要求26JGJ1-91的要求●在各種設(shè)計狀況下，裝配整體式結(jié)構(gòu)可采用與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相同的方法進行結(jié)構(gòu)分析。當同一層內(nèi)既有預(yù)制又有現(xiàn)澆抗側(cè)力構(gòu)件時，地震設(shè)計狀況下宜對現(xiàn)澆抗側(cè)力構(gòu)件在地震作用下的彎矩和剪力進行適當放大。

●裝配整體式結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)分析可采用彈性方法。

●樓層層間最大位移與層高之比的限值

●除本規(guī)程另有規(guī)定外，裝配整體式框架結(jié)構(gòu)可按現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。

●抗震設(shè)計時，對同一層內(nèi)既有現(xiàn)澆墻肢也有預(yù)制墻肢的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆墻肢水平地震作用彎矩、剪力宜乘以不小于1.1的增大系數(shù)。

29結(jié)構(gòu)類型限值裝配整體式框架結(jié)構(gòu)1/550裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)1/800裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)1/1000多層裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)1/1200結(jié)構(gòu)分析

建筑設(shè)計的基本要求

1）應(yīng)在滿足建筑功能的前提下，實現(xiàn)基本單元的模數(shù)化、標準化定型

2）裝配式建筑設(shè)計應(yīng)遵循少規(guī)格、多組合的原則

3）滿足防火、防水、保溫等建筑物理性能要求

目的：提高定型的標準化建筑構(gòu)配件的重復(fù)使用率，降低成本，并實現(xiàn)建筑立面的多樣化。立面方案一立面方案二立面方案三立面方案四模數(shù)的的發(fā)展：早期：歐洲以最大面積的玻璃塊為基數(shù)作為基本模數(shù)日本以榻榻米的面積基數(shù)作為基本模數(shù)美國以英制的4英寸作為基本模數(shù)現(xiàn)代：國際標準統(tǒng)一為1M=100mm丹麥的模數(shù)協(xié)調(diào)標準DS1010.1DS1010.2DS1010.2DS1010.3DS/R1075DR/R1076DR/R1077DS/R1081DS/R1085DS/R1086DS/R1087DS1000DS/R1040DS/R1046DS/R1047DS/R1038DS/R1039DS1041DS1048DS/R1049DS/R1101DS1003DS1028.1DS1028.2DS1080DS1043建筑中的模數(shù)協(xié)調(diào)、詞匯建筑中的模數(shù)協(xié)調(diào)、原則和規(guī)則建筑規(guī)則設(shè)計模數(shù)模數(shù)規(guī)則，模數(shù)組件的尺寸優(yōu)先采用的建筑水平向尺寸優(yōu)先采用的建筑水豎向尺寸工業(yè)建筑、優(yōu)先采用的建筑水平向尺寸屋頂坡度學(xué)校建筑設(shè)計模數(shù)和優(yōu)先采用的尺寸護理站設(shè)計模數(shù)和優(yōu)先采用的尺寸辦公樓建筑設(shè)計模數(shù)和優(yōu)先采用的尺寸多層住宅的豎向尺寸雙跑樓梯的樓梯間樓層標高多層住宅中的電梯井等預(yù)制混凝土空心樓板構(gòu)件預(yù)制混凝土內(nèi)承重墻構(gòu)件砌塊件的模數(shù)尺寸普通磚工和模數(shù)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)墻體和樓面，構(gòu)件安放大樓板和大塊承重與非承重內(nèi)墻，優(yōu)先采用的尺寸窗、墻洞單扇內(nèi)部門，墻洞單扇內(nèi)部木門外部門、洞口、門框和門扇的尺寸廚房構(gòu)件

模數(shù)標準比較健全并且是強制執(zhí)行的。丹麥通過模數(shù)和模數(shù)協(xié)調(diào)實現(xiàn)構(gòu)配件的通用化。1960年制定的《全國建筑法》規(guī)定，"所有建筑物均應(yīng)采用1M（100毫米）為基本模數(shù)，3M為設(shè)計模數(shù)"，并制定了20多個必須采用的模數(shù)標準。同時國家規(guī)定，除自己居住的獨立式住宅外，一切住宅都必須按模數(shù)進行設(shè)計。在政府的推動下，發(fā)展通用化體系的單位主要有兩個，即國立建筑研究所（SBI）和體系建筑協(xié)會（BPS）。BPS是民間組織，其會員包括了200多家主要的建材生產(chǎn)廠。功能模塊→戶型模塊→單元模塊→樓棟模塊裝配式建筑設(shè)計應(yīng)遵循少規(guī)格、多組合的原則裝配式結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計，應(yīng)在滿足建筑功能的前提下，實現(xiàn)基本單元的模數(shù)化、標準化定型，以提高定型的標準化建筑構(gòu)配件的重復(fù)使用率，這將非常有利于降低造價。

基本設(shè)計概念●以一維構(gòu)件為主，以濕式連接為主要技術(shù)基礎(chǔ)●采用預(yù)制構(gòu)件與部分部位的現(xiàn)澆混凝土和節(jié)點區(qū)的后澆混凝土相結(jié)合的方式●預(yù)制構(gòu)件中的受力鋼筋以鋼筋套筒灌漿連接為主要

連接技術(shù)，結(jié)合漿錨搭接、綁扎搭接、焊接、機械

連接

●節(jié)點設(shè)計實現(xiàn)強接縫，弱構(gòu)件的原則●期望的效果：使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)完全等同的整體性、穩(wěn)定性和延性●一維的梁、柱構(gòu)件及采用后澆混凝土的區(qū)域裝配式整體式框架結(jié)構(gòu)

柱：預(yù)制或現(xiàn)澆均可

梁：疊合梁

梁柱節(jié)點部位后澆混凝土：梁柱連接部位主次梁連接部位疊合梁的對接部位

采用后澆混凝土的區(qū)域2023/2/1中國建筑標準設(shè)計研究院38●裝配式整體式剪力墻結(jié)構(gòu)

相鄰預(yù)制剪力墻連接的邊緣構(gòu)件部位預(yù)制剪力墻頂部設(shè)置封閉的后澆鋼筋混凝土圈梁各層樓面位置設(shè)置連續(xù)的水平后澆帶

一維的剪力墻板及采用后澆混凝土的區(qū)域采用預(yù)制構(gòu)件與部分部位的現(xiàn)澆混凝土和

節(jié)點區(qū)的后澆混凝土相結(jié)合的方式●高層裝配整體式結(jié)構(gòu)中：1

宜設(shè)置地下室，地下室宜采用現(xiàn)澆混凝土；2

剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強部位的剪力墻宜采用現(xiàn)澆混凝土；3框架結(jié)構(gòu)首層柱宜采用現(xiàn)澆混凝土，頂層宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)?！駧мD(zhuǎn)換層的裝配式整體式結(jié)構(gòu)中：

1當采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)時，底部框支層不宜超過2層，且框支層及相鄰上一層應(yīng)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)；

2部分框支剪力墻以外的結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換柱宜現(xiàn)澆●抗震設(shè)防烈度為8度時，高層裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中

的電梯井筒宜采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)?！窠Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開洞較大的樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層宜采用現(xiàn)澆樓蓋。

根據(jù)國家現(xiàn)行標準及實際工程經(jīng)驗給出了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接節(jié)點做法及節(jié)點內(nèi)鋼筋錨固和連接的構(gòu)造要求，兼顧考慮了安全性要求及施工操作方便性的要求。受力鋼筋之間力的傳遞裝配整體式結(jié)構(gòu)中，節(jié)點及接縫處的縱向鋼筋連接宜根據(jù)接頭受力、施工工藝等要求選用：套筒灌漿連接漿錨搭接連接機械連接焊接連接綁扎搭接連接等連接方式鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)的應(yīng)用美國結(jié)構(gòu)工程師，Yee博士在1970年研發(fā)了現(xiàn)在為大家熟知的NMB連結(jié)套筒，并獲得專利。第一個使用的工程是在檀香山（火奴魯魯）的一個38層的AlaMoana旅館建筑中，用于連結(jié)框架結(jié)構(gòu)中的預(yù)制混凝土柱。49豎向鋼筋采用套筒灌漿連接構(gòu)造抗震等級最大間距（mm）最小直徑（mm）一、二級1008三、四級1508表8.2.4加密區(qū)水平分布鋼筋的要求加強鋼筋連接區(qū)域，應(yīng)對塑性鉸區(qū)上移。5051

新時期裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)進步

——設(shè)計概念的進步

JGJ1-91的設(shè)計概念1.設(shè)計概念：認可接縫對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)剛度的影響，計算中有許多折減2.強調(diào)全裝配，盡量減少現(xiàn)場濕作業(yè)3.通過強調(diào)墻體的規(guī)則布置實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體性能，建筑的多樣化受到較大的限制，體型及立面單一化4.僅適用于小開間的居住建筑5.沒有強調(diào)部品的工業(yè)化JGJ1-2014的設(shè)計概念1.設(shè)計概念：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)強調(diào)等同現(xiàn)澆混凝土，計算簡圖與現(xiàn)澆混凝土基本相同2.強調(diào)預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合，更注重裝配式結(jié)構(gòu)的整體性能3.在標準化的基礎(chǔ)上，通過合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，和飾面材料和質(zhì)感的變化，實現(xiàn)建筑的多樣化，對建筑師的限制較少4.同時適用居住建筑和公共建筑5.強調(diào)了部品的工業(yè)化新時期裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)進步

——建造技術(shù)的進步JGJ1-91的主要技術(shù)1.多層建筑采用少筋混凝土墻板

高層建筑采用鋼筋混凝土墻板2.水平縫中受力鋼筋的豎向連接主要依靠預(yù)留銷鍵中的搭接焊3.垂直縫中的水平鋼筋的連接主要依靠銷鍵和鋼筋錨環(huán)，僅接縫處有少量現(xiàn)澆混凝土，無邊緣構(gòu)件的要求4.接縫的界面為光滑面5.樓板采用全預(yù)制大板JGJ1-2014主要技術(shù)1.全部要求采用鋼筋混凝土墻板2.水平縫中受力鋼筋的豎向連接主要依靠灌漿套筒3.垂直縫