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鋼筋混凝土結構房屋的設計和施工要求

壹、建築結構設計的基本原則

1、建築結構設計應確定合理的結構形式。裝配整體式鋼筋混凝土結構適用於磚混結構、框架結構和框架。剪力墻結構和剪力墻結構在平面和豎向結構上應盡可能統壹規則,並根據建築的特點合理確定結構形式。建築適用的最大高度應符合《混凝土結構設計規範》(Gb50010-2002)第11.1條?壹般規則?要求。

2.建築結構設計與計算原理。裝配整體式鋼筋混凝土的目的是適應大規模工業化生產方式的要求,以預制構件和現場裝配施工為主要生產方式,壹般不改變建築物的結構形式。因此,裝配式整體結構房屋的整體設計計算方法可參照國家現行結構設計規範,適用現行設計計算方法,力學性能與現澆結構房屋相當。

3.根據整體裝配的結構特點,合理確定預制範圍。為了提高建築的工業化程度,建築的結構設計應該在保證結構可靠性的前提下提高預制率,而不是?為預制而預制?,而壹般現澆結構進行結構計算,又應該遵循什麽結構概念設計?強柱弱梁?、?強剪弱彎?、?更強的節點?現澆結構的原理與壹般的現澆結構只在制作方式上有所不同。具體來說,主體結構的豎向承重構件是現澆的,如剪力墻、框架柱等,其他的水平構件和豎向非承重構件可以預制。同時應保證受力節點為現澆連接,以保證建築的整體性和抗震性能,提高防滲漏性能和隔音性能,有利於消除安裝誤差。

二、設計要求

1,建築設計標準化和模數規則

為了保證設計和生產的標準化,建築設計必須符合壹定的模數規則。目前,最實用的模數規則是:

開間寬度和深度符合3M模數,模數為3M。偶爾會用到1M、1.5M的非標模塊,常見的尺寸有1200、1500、1800、2100、2400、2700。

層高采用模數1M,遞進模數1M,常見層數為2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300。

墻體厚度為0.3m,等級為0.3M,常見厚度為120,150,180,210,240,270,300。

非承重內隔墻厚度較薄時,允許采用75、90、100,個別寬度小於1000的局部二級隔墻厚度可采用60,空心墻厚度不小於90。

2、構件尺寸和模數的標準化規定

為了規範零件的生產,應采用壹定的模數規則,以提高模具的通用性,降低生產成本。組件尺寸通常符合以下模數規則:

柱截面尺寸建議用3M,1.5M,如300,450,600,有時也用1M等非標準模塊,如400,500,柱高按照層高。

預制梁的截面寬度壹般采用5M模數和模數級數,如:200、250、300;小於200時,可用120,150,180;預制梁高度壹般采用1M模數;組合梁的高度應與預制廠協調,以保證梁、墻、墻。

預制墻長度采用3M模數,允許以1.5M模數調整;預制墻的高度是多少?樓層高度-樓層厚度?還是?層高-梁高?為了標註尺寸,後裝內隔墻的尺寸要和廠家協調確定凸槽的尺寸和形式;

樓梯按國家標準按高度設計;

壹般全預制樓板厚度為0.1M,厚度為0?短跨/30?左右合適。相鄰房間的厚度應盡量壹致,通過調整配筋尺寸滿足承載力要求。當相鄰板塊厚度不同時或地面標高不相等時,應特別設計接縫。預制組合樓板厚度壹般為設計厚度的50%,長度應為?梁與墻的凈距+30?這樣預制梁墻上的樓板安裝搭接為15mm,板寬壹般為1000,1200,1500,1800,2400。壹個房間只允許壹塊非標準樓板。

3.合理選擇梁柱截面形式和尺寸。

由於裝配式整體結構房屋的構造柱為現澆施工,需要現場澆築混凝土,方柱不便於支模和施工,室內突出墻體影響使用。如果條件允許,應盡量采用異形柱,減少定型類型。柱截面尺寸應為1.5M或3M,以便於墻板的預制和安裝。上下兩層柱宜采用相同的截面尺寸,柱的承載力由鋼筋尺寸調整,便於梁鋼筋的搭接錨固,減少定型種類;梁截面壹般為矩形,梁截面尺寸的選擇要有利於鋼筋的布置。當梁和墻的截面寬度相同時,梁和墻可以整體預制。為方便運輸,或當梁與墻的截面寬度不同時,梁與墻應分開預制,並在梁底和墻頂設計安裝用凹凸槽。

4、節點區設計要求

裝配式整體結構的連接節點是關鍵部位,需要保證節點的整體性,重點解決節點的結構模式和新老混凝土的整體連接效果,節點設計的結構模式要求:

接縫設計不僅要考慮構件拆除的方便性,還要考慮構件之間的鋼筋連接,以及接縫區域混凝土澆築的密實性,如預制梁與現澆柱(剪力墻)的接縫、預制板與預制梁的接縫、預制梁與預制墻的接縫等。同時,接頭區鋼筋預制構件的連接和錨固應滿足規範要求,當不滿足規範要求時,應由設計確定附加錨固措施;為保證新老混凝土的連接效果,接縫區預制構件的連接面應設計為?用水洗臉?或剪力鍵(詳見制作要求),接縫區的後澆混凝土應采用細石混凝土,強度等級應比設計時計算的混凝土強度等級高兩級,並應振搗密實。

5、材料要求

混凝土:非承重預制構件的混凝土強度等級不應低於C15。用於預應力預制構件時,混凝土強度等級不應低於C25,不應大於C40(預應力預制構件除外)。受力構件現澆接頭區域的混凝土強度等級不低於C30,且不低於受力構件本身的混凝土強度等級。填縫和接縫材料應采用細石混凝土或砂漿,強度等級應比構件高兩級且不低於。

當采用輕骨料混凝土預制構件時,非承重墻的輕骨料混凝土強度等級不低於CL10,梁柱承重預制構件的輕骨料混凝土強度等級不低於CL25且不大於CL40。受力構件的現澆接頭區應采用普通混凝土,強度等級不低於C30且不低於受力構件本身的混凝土強度等級。填縫和接縫材料應采用細石混凝土或砂漿,強度等級應比構件強度等級高兩級,但不得低於。

預制樓板或預制組合樓板應采用普通混凝土,預制混凝土和現澆組合層或梁板接頭區域應采用與預制梁相同強度等級的混凝土。

在條件允許的情況下,現場現澆混凝土的原材料應與預制構件所用原材料的產地、規格和配合比相壹致。

鋼筋:HRB400和HRB335鋼筋、HPB235和RRB400鋼筋適用於裝配式鋼筋混凝土結構的受力構件,非承重墻體構件的結構鋼筋可采用冷拉低碳鋼絲、缺口鋼絲和光面螺旋肋鋼絲。

混凝土外加劑:混凝土外加劑的使用必須符合國家現行規範和標準的要求。

三。裝配式整體鋼筋混凝土結構房屋體系的設計要求

裝配整體式鋼筋混凝土結構建築體系是根據不同建築結構的受力特點,以預制生產和裝配作業代替傳統的濕式生產工藝,以提高質量、加快工期、減少浪費、節約成本、減少汙染的壹種新型建築體系。

其主要特點是:建築結構受力特點基本不變,可按現有國家標準進行設計,大量濕式施工可轉移到工廠進行標準化生產,預制構件生產中可集成保溫和裝飾,使構件質量好,現場組裝施工速度快,原材料和施工水電消耗大大減少,勞動強度降低。

根據裝配整體式鋼筋混凝土結構房屋的生產和施工工藝,結合各種結構形式,應分別掌握以下設計要點:

1,取代傳統的磚混結構

磚混結構建築的受力特點是:墻體是主要的豎向承重構件,傳統工藝壹般由磚、砌塊、砂漿組成,樓板壹般為現澆或預制鋼筋混凝土樓板。建築的抗震主要由墻體的水平抗側力來保證,墻體由圈梁和構造柱約束,增強抗震性能;磚混結構的傳遞途徑是:樓板墻基礎;磚混結構的缺點是:自重較重,保溫隔熱不足,砌體整體性差,遇地震易倒塌,會造成大量人員傷亡。但磚混結構由於設計簡單、傳遞路線明確、造價低廉,在我國欠發達地區仍被市場廣泛接受,適合建造底層和多層住宅。

用裝配式整體結構代替傳統的磚混結構建築時,應保持建築的力學特性不變,設計時應把握以下原則:

(1)整體大墻板采用鋼筋混凝土材料預制,替代了傳統的濕式砌築作業,增強了墻體的整體性,施工速度快,質量有保證,表面平整,節省抹灰砂漿。壹般外墻可采用200 ~ 250厚的雙排豎孔墻板,以降低材料的導熱系數,雙排孔之間可填充聚苯乙烯保溫材料。外表面可在工廠裝修,內墻可采用150厚的單排豎孔墻板,也可采用預制輕質實心板條或預制輕質混凝土空心板條。根據磚混結構主要依靠墻體陳忠和抗震的特點,如果采用空心墻板,建議每600寬度設置壹道暗墻。核心欄目?,孔內用鋼筋填充,暗芯柱最大間距不大於1m。上端錨固在預制圈梁中,下端與插筋的搭接長度不小於300。

(2)用預制圈梁和帶現澆節點的預制梁代替傳統的現澆圈梁,可節省80%左右的圈梁模板,濕作業少,效率高。壹般圈梁高度可為200,寬度與墻寬相同,配筋按現行抗震規範要求設計。

(3)在墻體的所有連接處設置L形和T形預制空心柱作為墻體的加強暗柱,鋼筋穿過連接處;l形和T形現澆構造柱按抗震規範設計。當墻長大於4m時,在墻中間的洞口處設置鋼筋暗柱,鋼筋放入其中,並灌註灌漿材料(圈梁在此部位留洞,使鋼筋自上而下貫通)。鋼筋暗柱、鋼筋暗柱、構造柱、圈梁組成空間骨架,可以大大提高建築的抗震性能。鋼筋是根據現行抗震規範的要求設計的。

(4)領養?預制層壓地板?還是?預應力空心樓板+疊合層?樓板,代替傳統的現澆樓板,可以節省樓板模板、管架等周轉材料和人工,加快施工進度。組合樓板應按規範分施工和使用兩個階段進行檢驗。

(5)預制墻不再做馬牙,需要做墻的側面。用水洗臉?,以保證構造柱對墻體的約束作用。

(6)預制構件的設計和制作過程中要考慮水電管線走向和要避免的預留預埋問題?錯誤和遺漏?的發生。

2.取代傳統的鋼筋混凝土框架結構。

鋼筋混凝土框架結構建築的受力特點是:鋼筋混凝土框架是主要的豎向承重構件,墻體是非承重構件,填充墻壹般由磚、砌塊和砂漿組成,樓板壹般為現澆或預制鋼筋混凝土樓板。建築物的抗震主要依靠框架梁、柱的變形能力來消耗地震能量,填充墻和框架柱設置受拉鋼筋,防止墻體過早破壞,增強抗震性能;框架結構的傳遞路線為:樓層框架梁框架柱基礎;框架結構雖然造價和施工難度比磚混結構高,但由於其抗震性能好,在城市住宅開發中得到了推廣,主要應用於多層、小高層和高層建築。

當傳統的框架結構建築被裝配式整體結構取代時,根據?強柱弱梁?、?強剪弱彎?、?更強的節點?的設計原則,概念設計應滿足以下要求:

(1)非承重墻板整體采用鋼筋混凝土材料預制,替代傳統的砌體填充墻,增強了墻體的整體性。壹般外墻可采用120~200厚的鋼筋混凝土保溫裝飾墻板,以降低材料的導熱系數,內墻可采用120 ~ 150厚的芯材或空心墻板。墻板的末端用水洗臉?,並預留與框架柱的連接鋼筋(俗稱?胡筋?),也可以采用預制輕質實心板條或預制輕質混凝土空心板條,待框架連成整體後再安裝隔墻板。

(2)先安裝墻板和預制梁,在框架柱部位綁紮鋼筋,用墻板上預留的螺栓孔固定柱模板,防止模板膨脹,澆築框架柱,使墻體和框架柱整體澆築在壹起。框架柱的截面和配筋按現行抗震規範要求設計。

(3)用預制框架梁和現澆節點代替傳統的現澆框架梁,可節省80%左右的梁模板,濕作業少,效率高。框架梁界面根據設計計算確定,配筋和構造按現行抗震規範要求設計。

(4)領養?預制層壓地板?還是?預應力空心樓板+疊合層?樓板,代替傳統的現澆樓板,可以節省樓板模板、管架等周轉材料和人工,加快施工進度。組合樓板應按規範分施工和使用兩個階段進行檢驗。

所有預制構件在接縫處澆築連接,使結構形成空間受力體系,各個房間變得倒置,相互貫通?鋼筋混凝土盒子?每層形成壹個整體結構,整體性和抗震性能遠高於傳統的鋼筋混凝土框架結構,並能防止外墻滲漏。

(5)預制構件的設計和制作過程中要考慮水電管線走向和要避免的預留預埋問題?錯誤和遺漏?的發生。

框架梁可以與非承重墻整體預制,也可以單獨預制。單獨預制時,梁與墻之間預留凹凸槽,方便施工。

3.取代傳統的鋼筋混凝土框架剪力墻結構。

鋼筋混凝土框架-剪力墻結構的受力特點是:鋼筋混凝土框架和剪力墻是主要的豎向承重構件,除剪力墻外,其余墻體多為非承重填充墻,填充墻壹般由磚、砌塊和砂漿組成,樓板壹般為現澆或預制鋼筋混凝土樓板。建築物的抗震主要依靠剪力墻來承受地震水平剪力,框架梁的變形能力消耗地震能量。填充墻和框架柱設置抗拉鋼筋,防止填充墻過早破壞,以提高抗震性能。框架剪力墻結合了磚混結構和框架結構的特點,其結構傳力路線為:框架部分,樓板框架梁的框架柱基礎;剪力墻部分:樓層剪力墻基礎。框架剪力墻結構比框架結構造價高,抗震性能好。主要用於小高層和高層建築。

當采用裝配整體式結構代替傳統的框架-剪力墻結構時,根據結構的受力特點,設計時應滿足下列要求:

(1)剪力墻可部分預制,即剪力墻主體部分為預制空心墻,端柱(或暗柱)現澆。施工時,先架設預制剪力墻,將豎向鋼筋插入空心孔內,用細石混凝土或灌漿材料填充空心孔,用剪力墻上預留的螺栓孔固定端柱(或暗柱)。剪力墻的厚度和配筋應通過設計計算確定。

(2)框架部分的設計和施工要求與裝配式整體框架結構相同。

(3)當建築高度小於30米時,剪力墻部分允許采用單排豎向鋼筋;大於30米小於60米時,應采用雙排配筋;超過60米時,剪力墻要就地澆築。

4.取代傳統的鋼筋混凝土剪力墻(筒)結構。

鋼筋混凝土剪力墻結構建築的力學特性與磚混結構相似。剪力墻為現澆鋼筋混凝土,主要用於小高層和高層建築。在剪力墻結構設計中,電梯間和樓梯間的剪力墻往往組合成筒體。

當裝配式整體結構取代傳統剪力墻結構時,根據結構的受力特點,設計時應滿足下列要求:

(1)核心筒仍采用全現澆結構,剪力墻可采用部分剪力墻,具體要求與整體框架剪力墻結構相同。

(2)剪力墻的端柱應現澆。

(3)剪力墻截面和配筋應按現行設計規範確定。建築高度小於30米時,剪力墻部分允許采用單排豎向鋼筋,大於30米小於60米時,應采用雙排鋼筋,超過60米時,剪力墻應現澆。

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