《整体预应力装配式板柱结构技术规程 CECS52:2010》

《整体预应力装配式板柱结构技术规程 CECS52:2010》
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中国工程建设协会标准

整体预应力装配式板柱结构技术规程


Technical specification for integral prefabricated prestressed concrete slab-column structure
CECS 52:2010

主编单位:北京中建建筑科学研究院有限公司
四川省建筑科学研究院
批准单位:中国工程建设标准化协会
施行日期:2011年3月1日

中国工程建设标准化协会公告
第69号


关于发布《整体预应力装配式板柱结构技术规程》的公告

    根据中国工程建设标准化协会建标协字[2008]52号文《关于印发2008年工程建设协会标准制订、修订计划(第一批)的通知》的要求,由北京中建建筑科学研究院有限公司和四川省建筑科学研究院等单位全面修订的《整体预应力装配式板柱结构技术规程》,经本协会混凝土结构专业委员会组织审查,现批准发布,编号为CECS 52:2010,自2011年3月1日起施行。原《整体预应力装配式板柱建筑技术规程》CECS 52:93同时废止。

中国工程建设标准化协会
二〇一〇年十一月二十五日

前言

    本规程是根据中国工程建设标准化协会建标协字[2008]52号文件的要求,由北京中建建筑科学研究院有限公司(原中国建筑一局科学研究所)和四川省建筑科学研究院会同有关单位对《整体预应力装配式板柱建筑技术规程》CECS 52:93进行修订而成。
    本规程是在《整体预应力装配式板柱建筑技术规程》CECS 52:93的基础上修订而成。修订历时2年,主要针对原规程存在的问题,另外,与本规程相关的国家标准均已修订,为与时俱进,本规程亦作了相应的修订工作。
    主要修订内容:①将规程更名为“整体预应力装配式板柱结构技术规程”;②在内力计算上不考虑临时支撑作用,简化了设计计算;③按预应力平衡荷载原理,预应力结构构件可按钢筋混凝土压弯构件设计,推导了适用于板柱结构受弯承载力计算公式,可避免复杂次内力的计算;④在裂缝宽度验算中推导了与《混凝土结构设计规范》等效的名义拉应力公式。
    在本规程修订过程中,修订组对天津商住楼、云南新民居进行了调查研究,并重新学习了清华大学“结构工程与振动研究报告集”对本体系的试验研究与理论分析,为本次修订提供了极有价值的参考资料。本次修订暂未纳入六角柱网的整体预应力装配式板柱结构、整体预应力装配式板柱结构构件拆除及回收再利用的两项内容。
    本规程的主要内容包括:总则、术语和符号、基本规定、结构设计计算、结构构造、结构工程施工及质量验收等。
    根据原国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求,推荐给工程建设设计、施工等使用单位及工程技术人员采用。
    本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会(TC 5)(中国建筑科学研究院结构所,地址:北京市北三环东路30号,邮编:100013)归口管理并负责解释。在使用中如发现需要修改和补充之处,请将意见和建议径寄解释单位。
    主编单位:北京中建建筑科学研究院有限公司
              四川省建筑科学研究院
    参编单位:昆明理工大学
              西双版纳傣族自治州建设局
              天津市房地产开发经营集团有限公司
              中国建筑科学研究院
              浙江大学
              中建一局集团第三建筑有限公司
              北京中建建筑设计院有限公司
              北京市建筑工程研究院
    主要起草人:杨华雄 张瀑 刘强 鲁兆红 赵文海 王怀志 白羽 乔小明 刘航 李东彬 李勇会 李晨光 陈驹 张培建 金伟良 项显洲 柏文峰 殷勇 高鸿升 梅晓丽 曹桓铭 淡浩 崔旭明 韩乾龙 陶继勇 焦振刚 曾志海
    主要审查人:陶学康 沙志国 白生翔 马耀庭 李郢 季元振 邓谦

1 总 则

1.0.1 为了在整体预应力装配式板柱结构设计与施工中做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量,制定本规程。

1.0.2 整体预应力装配式板柱结构,适用于成片开发的商住楼、民居,体型比较规则的写字楼、科研试验楼、商业楼、图书馆、餐厅、宾馆、展览厅,以及一般多层工业厂房、仓库及停车库等。

1.0.3 整体预应力装配式板柱结构的设计与施工,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

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2 术语和符号

2.1 术 语


2.1.1 整体预应力装配式板柱结构 integral prefabricated prestressed concrete slab-column structure
    由预制的板和预制带孔道的柱进行装配,通过张拉楼盖、屋盖中各方向板缝的预应力筋实现板柱之间的摩擦连接而形成整体的结构。

2.1.2 边肋 edge rib
    预制楼板的边肋,可带翼缘,其侧面可复合明槽,其上面可复合叠合层。

2.1.3 内肋 internal rib
    预制楼板的内肋,可带翼缘,其上面可复合叠合层。

2.1.4 边梁 edge beam
    在预制楼板以外的单独梁构件,其截面高度可高(低)于预制楼板,内侧可复合明槽,上面可复合叠合层。

2.1.5 整板 single slab
    一个柱网单元的整块预制楼板。

2.1.6 拼板 divided slabs
    一个柱网单元的分块预制楼板。

2.1.7 整接 cross-section without joint
    在计算方向的柱间,楼板、边梁为无接头的等截面。

2.1.8 拼接 cross-section with joint
    在计算方向的柱间,楼板、边梁有垫块接头。

2.1.9 垫块 inserted block
    承受水平预应力的钢筋混凝土块体,可预制或现浇;现浇时若浇筑满整个节点区域,又称为现浇节点。

2.1.10 楼盖构件 floor member
    楼板、悬挑楼板、边梁及垫块的总称。

2.1.11 明槽 open channel
    两相邻预制楼盖构件之间敞开的沟槽,分为柱轴线明槽和拼缝明槽两种。

2.1.12 拼缝 channel between divided slabs
    拼缝明槽简称,它将整板分割为拼板。

2.1.13 接缝 butt joint
    板与柱之间或板与垫块之间20mm~30mm宽的立缝。

2.1.14 框架梁(等代框架梁) frame beam(equivalent frame beam)
    位于柱轴线处的预应力梁。

2.1.15 拼缝梁 beam between divided slabs
    位于拼缝处的预应力梁。

2.1.16 接缝面 surfaces of butt joint
    接缝处接缝材料与柱或垫块的接触面。

2.1.17 预应力挤压面 surfaces of butt joint after prestessed
    在承受预压应力之后的接缝面。

2.1.18 压折 folding downward
    将张拉完毕的预应力束从直线(初折线)向下压成折线(终折线)。

2.1.19 先拉后折 folding downward after tensioning
    预应力束先直线(折线)张拉后再压折。

2.1.20 先折后拉 tensioning along broken line
    预应力束先按折线配置后张拉。

2.1.21 预应力荷载 prestressing load
    预应力束及端锚具施加给结构的作用力的总称,包括端轴力、端偏心弯矩、折点摩擦阻力及折点上抬力,其值若不指明即为有效值。

2.1.22 上抬力 uplifting force
    折点处预应力束的竖向向上作用力。

2.1.23 端轴力 end axial force
    边柱端、悬挑梁端及边垫块端预应力轴力。

2.1.24 端偏心弯矩 end eccentric bending moment
    端轴力的偏心弯矩。

2.1.25 柱内倾 inward tilt of column
    楼盖预应力压缩变形使柱产生的内倾。

2.1.26 外推柱 outward push of column
    为克服柱内倾,在接缝浇筑前将柱外推,其推力亦视为预应力荷载。

2.1.27 预应力综合内力 prestressing total(resulting)inter-nal forces
    预应力荷载的效应,即混凝土截面上的预应力综合轴力、综合弯矩及综合剪力的总称,其值可取有效值或控制值,若不指明则为有效值。

2.2 符 号


2.2.1 竖向荷载
    G01——柱间的整接构件自重,其内力在散体结构中计算;
    G1——柱间的拼接构件自重,其内力在整体结构中计算;
    G2——明槽混凝土自重;
    G3——叠合层混凝土自重;
    G4——墙重及其他竖向使用永久荷载;
    Q——竖向使用活荷载或雪荷载。

2.2.2 外荷载(地震)下弯矩
    M——Ⅰ、Ⅱ型预应力梁按基本组合或地震组合计算的弯矩设计值;
    Mck1、Mcq1——Ⅰ型预应力梁上的竖向荷载Ⅰ标准组合、准永久组合下的弯矩设计值;
    Mck2、Mcq2——Ⅱ型预应力梁上的竖向荷载Ⅱ标准组合、准永久组合下的弯矩设计值。当明槽混凝土与叠合层混凝土同时浇筑时,Mck2、Mcq2取为零;
    Mck3、Mcq3——Ⅲ型预应力梁上的竖向荷载Ⅲ标准组合、准永久组合下的弯矩设计值。当结构上无叠合层时,Mck3、Mcq3取为零。

2.2.3 预应力
    σcon1——直线(初折线)张拉的预应力筋控制应力;
    σcon2——折线(终折线)张拉的预应力筋控制应力,如果仅直线(初折线)张拉则取σcon2=σcon1
    σpe、σ′pe——预应力筋(预应力束)有效预应力;
    Npe——受拉区、受压区预应力筋有效预应力的合力,在端部为Nend

2.2.4 预应力荷载
    Nend——端轴力;
    Nendep——端偏心弯矩;
    Pi——i折点处预应力束上抬力;
    m、m——柱内倾所产生的柱上、下端固端弯矩,柱内倾是由预应力荷载中端轴力所产生。

2.2.5 预应力综合内力
    Ntot——预应力综合轴力有效值,以受压为正;
    Mtot——预应力综合弯矩有效值;
    Nlat——作用在柱或预制方垫块侧面的Ntot值;
    Mt、Mtu——Nlat产生的抗裂摩擦扭矩、承载力摩擦扭矩。

2.2.6 几何参数
    b——梁截面受压区宽度;
    blat——柱或预制方垫块的侧预应力挤压面宽度;
    ep——Npe合力点至Ⅰ型预应力梁截面形心的距离,取形心下为正;
    fi——i折点处压折高度;
    h——预制楼盖(屋盖)构件截面高度,Ⅰ型预应力梁截面高度,层高;
    ho——预制楼盖(屋盖)构件截面有效高度,Ⅰ型预应力梁截面有效高度;
    δ——叠合层厚度;
    A1——Ⅰ型预应力梁(不含明槽及叠合层)净截面面积,板柱、板垫块的接缝面面积;
    W1——Ⅰ型预应力梁(不含明槽及叠合层)净截面受拉边弹性抵抗矩,板柱、板垫块的接缝面受拉边弹性抵抗矩;
    W2——Ⅱ型预应力梁(含明槽不含叠合层)净截面受拉边弹性抵抗矩;
    W3——Ⅲ型预应力梁(含明槽及叠合层)净截面受拉边弹性抵抗矩。

2.2.7 其他
    β1——预应力轴力的上下分散系数;
    β2——预应力轴力的左右分散系数;
    γ0——结构重要性系数;
    γp——预应力荷载的分项系数;
    △σck——混凝土截面允许名义拉应力。

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3 基本规定

3.1 建筑设计


3.1.1 房屋高度不宜超过50m。

3.1.2 柱网应采用矩形柱网,柱网尺寸宜统一,柱列宜纵横贯通。

3.1.3 当设置抗震缝、沉降缝或伸缩缝时,缝宽尚应同时满足预应力施工操作的要求。

3.1.4 当建筑物较长且有剪力墙时,剪力墙的布置宜均匀、分散,纵向剪力墙不宜设在建筑的两端。

3.1.5 阳台、雨篷等悬挑楼板可根据需要做成矩形、梯形或三角形等多种平面形状。

3.1.6 水平电气管线宜埋设在楼面叠合层或垫层内,如需穿过板肋时,应预留孔洞或预埋套管。

3.1.7 竖向管线不应穿过板肋,可在肋间穿过,如需穿过板角加腋区,不得截断受力钢筋,应预埋钢套管加强孔边。
    卫生间、厨房及其他用水部位的竖向管道穿楼板处宜设竖向管道井。

3.1.8 当建筑物耐火等级为二级时,预应力筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当建筑物耐火等级为一级时,则预应力筋的混凝土保护层厚度不应小于50mm。

3.1.9 内外墙和顶棚宜采用非燃或难燃的轻质材料。

3.1.10 上下有面板的带肋楼板的肋间不宜留有空腔,宜用隔声填芯材料填实。填芯材料宜采用轻质不吸水且耐久的材料,并应满足制作和使用要求。

3.2 材 料

3.2.1 主体结构所使用的混凝土和砂浆应按下列原则选用,其强度等级应符合表3.2.1的要求。
    1 接缝(板与柱、边梁与柱、板与垫块、边梁与垫块之间)材料视缝隙宽度可采用砂浆或细石混凝土,且宜具有早强及微膨胀性能,对抗拉、抗折强度可不作要求;
    2 孔道灌浆材料宜具有早强及微膨胀性能,现浇垫块(节点)材料宜具有早强和微膨胀性能。

表3.2.1 混凝土和砂浆的强度等级
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3.2.2 预应力筋可采用钢绞线或钢丝,其锚夹具应符合现行行业标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ 85的规定。

3.3 构 件

3.3.1 主体结构的基本构件应符合下列规定:
    1 预制柱应为矩形截面,其长度不宜超过三层,在楼板厚度范围内应留有双向预应力束的孔道;
    2 预制楼板应为矩形平面,双向带肋,在与柱接触的板角留有缺口,与柱双面平接;
    3 预制悬挑楼板应位于楼层周边柱轴线外侧,与柱接触的板角可留有直角缺口,与柱双面平接;也可无直角缺口,与柱单面平接;
    4 预制边梁应位于楼层周边柱轴线外侧,支承在柱与柱、柱与垫块或两垫块之间;
    5 垫块可分为方垫块和扁垫块,用于拼板之中,位于拼装楼板板角之间,作传力与连接用,预应力束可从其内部穿过,可预制或现浇,垫块宜与预制楼板构件同厚度,且上下表面宜与预制楼板构件上下表面齐平,其设计与施工可按本规程附录A的规定执行;
    6 剪力墙应穿过明槽,可预制或现浇;
    7 楼梯可预制或现浇,可单跑或双跑。

3.3.2 预制楼板可根据柱网大小、运输和吊装的条件,在每个柱网单元采用整板(图3.3.2-1)或拼板(图3.3.2-2)。


图3.3.2-1 整板
1-预制整板;2-预制边梁;3-明槽;4-接缝砂浆;5-预制柱;→-预压力

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图3.3.2-2 拼板
1-预制拼板;2-预制边梁;3-柱轴线明槽;4-接缝砂浆;5-预制柱;6-方垫块;7-扁垫块;8-拼缝明槽;→-预压力

3.4 短暂设计状况和持久设计状况

3.4.1 预制构件起吊时承载力应符合下列规定:


    式中:1.5——动力系数;
          γG——永久荷载的分项系数,取1.2;
          SGk——预制构件自重荷载标准值的效应;
          Rd——预制构件承载力设计值。

3.4.2 进行结构持久设计状况下承载能力极限状态设计,应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定。
    预应力荷载的分项系数γp,当预应力荷载对结构有利时应取1.0,不利时应取1.2。

3.4.3 对于正常使用极限状态设计下的裂缝控制及挠度验算,主体结构构件的荷载标准组合、准永久组合,应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定。

3.5 地震设计状况

3.5.1 建筑物宜采用规则结构,抗震设防烈度不应超过8度,设计基本地震加速度值不应超过0.20g,当抗震设防烈度为8度时,不应采用Ⅳ类场地土。

3.5.2 有抗震设防要求的整体预应力装配式板柱结构宜另设置剪力墙等抗侧力构件,对于不另设置剪力墙等抗侧力构件的纯板柱结构应严格控制使用范围。

3.5.3 不另设置剪力墙等抗侧力构件的整体预应力装配式板柱结构,其阻尼比可采用0.04;另设置剪力墙等抗侧力构件的整体预应力装配式板柱结构,如无专门规定,其阻尼比可取为0.05。

3.5.4 在执行现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定时,板柱-剪力墙结构或纯板柱结构可简化为等代框架-剪力墙结构或等代框架结构,其柱部分或剪力墙部分抗震等级可按本规程表3.5.4执行。

表3.5.4 主体结构的抗震等级
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3.5.5 剪力墙之间无大洞口的楼盖、屋盖长宽比可按现浇楼、屋盖选用。

3.5.6 当楼盖、屋盖无大洞口时,可按刚性楼盖分配水平地震力。

3.5.7 高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的整个主体结构,在水平地震作用下,可采用底部剪力法计算。

3.5.8 结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合的承载能力极限状态设计值应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定。

3.5.9 结构在多遇地震作用下的楼层内最大弹性层间位移,可不考虑楼层整体预应力荷载效应,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计算。

3.5.10 柱的轴压比应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。

3.5.11 对板柱节点(框架节点)核心区,可不进行抗震验算。

3.6 预应力


3.6.1 预应力束可直线或折线配置。当多跨连续折线配筋时,宜采用“先拉后折”工艺。当采用“先折后拉”工艺时,宜采取减少摩擦损失的措施。

3.6.2 预应力筋施加预应力(张拉+压折)最终控制应力值σcon2可取0.75fptk,为了克服摩擦损失等,张拉控制应力值可提高0.05fptk
    全部预应力损失σl、σ′l应由以下几项组成:
    1 张拉端锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失σl1
    2 预应力筋与孔壁及通过折点时的摩擦损失σl2
    3 水平结构弹性压缩引起的预应力损失σl3
    4 预应力筋的应力松弛引起的预应力损失σl4
    5 混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失σl5、σ′l5
    其中:第一批损失:σl1+σl2+σl3;
    第二批损失:σl4+σl5、σ′l5

3.6.3 各项预应力损失的计算应符合下列规定:
    1 σl3、σl2、σl4及σl5、σ′l5可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定计算。计算σl2时,常用摩擦系数μ、k可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取用,亦可按本规程表3.6.3取用,与k对应的孔道长度可包括柱孔、垫块孔等,不包括纯明槽段(k=0)。

表3.6.3 折点摩擦系数

  接触面情况

μ

抽芯成型加石墨粉

0.15

钢销(加套管)

0.15(0)


    2 当一个轴线(明槽)内有n束预应力束时,水平结构弹性压缩引起的预应力损失σl3可按下式计算:

    式中:αE——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量比值,即Es/Ec
          Npe——受拉区、受压区预应力筋有效预应力的合力(kN),在端部为Nend
          A1——Ⅰ型预应力梁净截面面积(mm²)。

3.6.4 计算求出的预应力总损失值不宜大于0.3σcon2,当计算求出的预应力总损失值小于0.2σcon2时,可取损失值为0.2σcon2

3.6.5 当采用“先拉后折”工艺时,直线(初折线)张拉控制应力σcon1应低于折线(终折线)最终控制应力σcon2,可按下列公式计算:

    式中:L1、L2——压折前、后预应力束中心线总长度;
          Es——钢筋的弹性模量。

3.6.6 在“先拉后折”的连续跨中,压折顺序宜符合对称、间隔的原则,压折完毕时各跨预应力可取相等值,也可按照本规程附录B选取压折顺序和计算各跨压折后的预应力值。

3.6.7 预应力束最终压折上抬力有效值P 1(图3.6.7)可按下列公式计算:


    式中:Ap、A′p——受拉区、受压区预应力筋的截面面积(mm²);
          f1——压折高度;
          a1、a2、a3——压折点至端部距离;
          P1、P2——第1点、第2点压折上抬力。


图3.6.7 压折上抬力的计算


3.6.8 Ⅰ型预应力梁(图3.6.8)受拉区、受压区预应力筋有效预应力的合力Npe可按下列公式计算:

图3.6.8 受拉区、受压区预应力筋作用点位置及合力位置


    受拉区、受压区预应力筋的有效预应力σpe、σ′pe应按公式(3.6.7-4)、(3.6.7-5)计算。

    式中:Npe——受拉区、受压区预应力筋有效预应力的合力(kN),在端部为Nend
          ep——Npe合力点到Ⅰ型预应力梁截面形心的距离(mm),取形心下为正;
          Ap、A′p——受拉区、受压区预应力筋的截面面积(mm²);
          yp、y′p——受拉区、受压区预应力作用点到Ⅰ型预应力梁截面形心的距离(mm),取形心下为正。

3.6.9 建筑物的张拉单元长度不宜超过60m。

3.6.10 当建筑物的张拉单元长度较长时,可在接缝浇筑前将柱子预先外推,外推位移量可根据楼盖在预应力作用下的压缩变形及柱子抗裂度综合考虑。

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4 结构设计计算

4.1 一般规定


4.1.1 整体预应力装配式板柱结构的整个主体结构在预应力荷载、竖向荷载、风荷载及地震作用下,可按线弹性分析方法进行内力位移计算,其中板柱节点、板垫块节点可作为刚性节点。

4.1.2 在承载力计算及裂缝控制验算中,预应力筋对主体结构的作用力可作为预应力荷载作用在主体结构上,并计算对主体结构产生的综合内力。
    在受拉区,预应力筋的有效预应力σpeAp可作为预应力荷载,预应力筋强度设计值fpyAp中高出σpeAp的部分(fpy—σpe)Ap可作为抗拉材料进入承载力计算。
    在受压区,预应力筋的有效预应力σ′peA′p可作为预应力荷载,预应力筋强度设计值f′pyA′p可作为抗压材料进入承载力计算。

4.1.3 在无叠合层的Ⅱ型预应力梁承载力极限状态计算中,从Ⅰ型到Ⅱ型预应力梁上的内力(轴力、弯矩、剪力)可直接叠加,在板柱节点、板垫块节点的双向预应力梁可按各方向分离的梁进行计算,当承载力极限状态由竖向荷载控制时,可不考虑柱、垫块侧向预应力摩擦扭矩的有利作用;当承载力极限状态由水平作用控制时,可考虑柱、垫块侧向预应力摩擦扭矩的有利作用。

4.1.4 在预应力梁裂缝控制验算中,Ⅰ、Ⅱ型预应力梁及Ⅲ型预应力梁跨中的内力(轴力、弯矩、剪力)应转换成应力后叠加,在板柱节点、板预制垫块节点处可计入侧面预应力摩擦扭矩的有利作用。

4.1.5 楼板的等代平面交叉梁系中等代梁截面可采用图4.1.5的取法。


图4.1.5 等代平面交叉梁系中等代梁截面
1-柱;2-框架梁(图中最左面剖面斜线部分);3-内肋(图中剖面中间两种斜线部分);4-拼缝梁(整接中无)(图中最右面剖面斜线部分);
h-预制楼板高度;δ-叠合层厚度;s1、s2、s3-肋净距


4.2 内力计算


4.2.1 主体结构的整个施工阶段可按整体预应力建立前阶段、整体预应力建立阶段与整体预应力建立后阶段分别确定内力计算模型:
    1 整体预应力建立前阶段,主体结构应为分散的单体结构构件,在执行本规程第3.4.1条规定时,其起吊点或临时支撑点可作为铰结点,楼板在竖向荷载作用下内力计算可简化为等代平面交叉梁系,等代梁截面可按本规程图4.1.5(a)选用,预制楼板的计算模型可按本规程图4.2.1-1采用。
    2 整体预应力建立阶段,主体结构应按整体结构计算,楼板、边梁应与柱、垫块刚结,相邻楼板、边梁之间应在明槽处间断,所有临时支撑均不得中途拆除,支撑点应为单面铰支座,无水平推力,只约束楼盖、屋盖构件向下运动,当楼板简化为等代平面交叉梁系时,其截面取法可同上款,见本规程图4.1.5(a)。计算时可不考虑临时支撑的约束作用,整板的整体结构计算模型可按本规程图4.2.1-2采用,内肋间断的拼板的整体结构计算模型可按本规程图4.2.1-3采用,其中计算楼板内肋受力可采用本规程图4.2.1-4及图4.2.1-5的局部结构计算模型。

图4.2.1-1 预制楼板计算模型(四角简支)


图4.2.1-2 整板的整体结构计算模型

1-柱;2-整块楼板;3-悬挑楼板;4-外框架梁(含边梁);5-内框架梁(相邻间断或仅构造连接)


图4.2.1-3 内肋间断的拼板的整体结构计算模型

1-柱;2-悬挑楼板外边梁;3-悬挑梁;4-拼缝梁;5-内肋;6-垫块;7-框架梁



    在从下而上逐层预应力荷载作用下,相应地从下而上逐层建立的整体结构的内力计算应符合本规程第4.2.2条的规定。
    3 整体预应力建立后阶段,主要作业应为浇筑明槽(叠合层)混凝土及拆除临时支撑,并与剪力墙、楼梯连成整体。拼缝明槽两侧楼板之间可根据采用本规程第5.1.9条构造的情况作为刚结、铰结或继续间断。在竖向荷载作用下,整体楼盖(屋盖)内力计算可简化为等代平面交叉梁系,计算时可不考虑临时支撑的约束作用,具体等代梁截面取法可按本规程图4.1.5(b)、(c)采用。整体结构及局部结构可继续采用本规程图4.2.1-2~图4.2.1-5计算模型,但内肋连续(在拼缝处刚结)的拼板可采用本规程图4.2.1-6计算模型。

图4.2.1-6 内肋连续的拼板的整体结构计算模型

1-柱;2-悬挑楼板外边梁;3-悬挑梁;4-拼缝梁;5-内肋;6-垫块;7-框架梁


4.2.2 在从下而上逐层预应力荷载作用下,相应地从下而上逐层建立的整体结构的内力计算可包括以下内容:
    1 Ⅰ型预应力梁的预应力综合轴力Ntot可按下式计算:

    式中:Ntot——Ⅰ型预应力梁的综合轴力(kN),以受压为正;
          Nend——端轴力(kN),等于端部的Npe
          β1——预应力轴力的上下分散系数,可按本规程附录C取值;
          β2——预应力轴力的左右分散系数,可按本规程附录C取值。

    2 上抬力荷载在Ⅰ型预应力梁上的综合内力,可计算对本层产生的综合内力,不考虑对下层的影响,也不考虑跨间及悬挑处临时支撑的作用。上抬力值P可按本规程第3.6.7条计算,并应同时包含拼缝梁上的上抬力荷载,上抬力荷载的预应力综合内力的计算宜在单层柱支承的平面交叉梁系结构模型上进行。
    3 当端偏心弯矩荷载m=Nendep在框架上产生的预应力综合内力的计算时,框架梁应取Ⅰ型预应力梁,不得取Ⅱ型预应力梁或Ⅲ型预应力梁,如无充足理由,不得免算。ep应为预应力束合力点到Ⅰ型预应力梁截面形心的距离,取合力点在形心之下为正。
    端偏心弯矩荷载m=Nendep的预应力综合内力计算可按本规程图6.1.1中的施工步骤由下而上逐层计算然后叠加,计算时,可不考虑跨间临时支撑作用。
    当各层层高相同、梁柱截面不变时,可只计算连续两层框架形成过程的预应力综合内力,取中间楼盖内力代表整个框架各中间楼盖内力,顶盖和底柱根内力分别代表整个框架顶盖和底柱根内力(图4.2.2-1),计算时,可不考虑跨间临时支撑作用。
    4 当柱内倾在框架上产生的预应力综合内力的计算时,框架梁应取Ⅰ型预应力梁,不得取Ⅱ型预应力梁或Ⅲ型预应力梁,如无

图4.2.2-1 端偏心弯矩荷载m=Nendep的预应力综合内力


充足理由,不得免算。柱内倾产生的综合内力可只计算在框架梁、柱产生的综合内力,可不考虑对拼缝梁的影响。
    柱内倾的作用可转化为作用在柱上下节点上的固端弯矩(m,m)所产生的框架节点各杆弯矩,然后按本规程图6.1.1中的施工步骤从下而上逐层计算并叠加,计算时可不考虑跨间临时支撑的作用,所得框架梁端弯矩即为所算得值,而柱端弯矩值应与(—m,—m)叠加,最终所得节点上的各杆弯矩值总和应归零(底层柱下端除外)(图4.2.2-2)。

图4.2.2-2 柱内倾产生的预应力综合内力


m、m-固端弯矩;u-压缩位移有效值;iZ-柱线刚度;h-层高;h1-底层层高;h2-中间层层高;h3-顶层层高

    当中间各层层高相同、梁柱截面不变时,可只计算连续三层框架形成过程的综合内力,取中间层内力代表整个框架各中间层内力,顶层和底层分别代表整个框架底层和顶层内力(图4.2.2-2),计算时,可不考虑跨间临时支撑的作用。
    5 外推柱可转化为独立悬臂柱根处集中弯矩荷载mj=Pjh计算框架预应力综合内力(图4.2.2-3)。

图4.2.2-3 外推柱


4.2.3 主体结构在使用阶段的内力计算,其在竖向荷载作用下可继续沿用本规程第4.2.1条第3款的规定,而在风荷载及地震作用等水平作用下,可分别取两个互相垂直的等代平面框架(等代框架-剪力墙)进行内力计算,等代框架梁截面可按本规程图4.1.5(b)、(c)取用。

4.2.4 从施工阶段到使用阶段,在内力计算中,作用在各型预应力梁上的竖向荷载可按表4.2.4取用。

表4.2.4 作用在各型预应力梁上的竖向荷载

    注:α——常数,0≤α≤1;
         G01——柱间的整接构件自重(kN/m),其内力在散体结构中计算;
         G1——柱间的拼接构件自重(kN/m),其内力在整体结构中计算;
         G2——明槽混凝土自重(kN/m);
         G3——叠合层混凝土自重(kN/㎡);
         G4——墙重及其他竖向使用永久荷载(kN/m,kN/㎡);
         Q——竖向使用活荷载或雪荷载(kN/㎡)。
    G1、G2、G3、G4、Q均为形成整体结构之后作用在整体结构上的荷载;相应的内力在整体结构中计算,不考虑临时支撑的作用,也不考虑施工活荷载(0.5kN/㎡)的作用,竖向荷载宜化为等效均布荷载计算,而上抬力宜按集中荷载计算。其中,整接构件有G01无G1,拼接构件有G1无G01

4.2.5 本节上述内力计算结果可按下述规定进行调整、调幅及折减:
    1 竖向荷载及上抬力作用下预应力梁支座超静定的荷载弯矩及预应力综合弯矩两者可采用0.2调幅系数,跨中弯矩应相应增大;
    2 柱内倾作用下框架的预应力综合弯矩可乘以0.6折减系数,但端偏心弯矩及外推柱作用下的框架预应力综合弯矩不得进行调幅或折减;
    3 在地震作用下,等代框架-剪力墙等的内力应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行调整。

4.3 承载力计算


4.3.1 承载力计算应符合下列规定:
    1 不考虑预应力及地震、风荷载对预制楼板内肋及面板的作用,内肋及面板的配筋可由竖向荷载(包括使用阶段)承载力决定;
    2 预制楼板边肋的普通钢筋,可根据预制构件的运输、安装阶段承载力要求配置。明槽中预应力束,除应满足节点竖向摩擦抗剪要求外,尚应满足施加预应力后使用阶段抗弯承载力要求;
    3 在有叠合层的板柱节点处,宜考虑叠合层中普通钢筋承受10%~20%的负弯矩。但该普通钢筋必须连续通过支座,布置在柱两侧附近各一倍板肋高度的范围内;
    4 当预应力束压折上抬力及端偏心弯矩等反向作用在预应力梁跨中产生的预应力综合弯矩控制值不大于构件自重产生的跨中弯矩设计值的1.5倍时,可不计算该梁的反向承载力;
    5 在直线张拉时,边梁及大开孔楼板边肋应符合本规程第5.1.13条的规定,在承载力计算中可不计及其轴向压力;
    6 预应力梁在使用阶段正截面受弯承载力计算应包括预应力综合弯矩及预应力综合轴力项;
    7 柱的承载力计算应包括预应力综合弯矩及预应力综合剪力项。

4.3.2 对矩形截面或受压区在翼缘内T型截面及Ⅰ型截面,无叠合层的Ⅱ型预应力梁的持久设计状况或地震设计状况正截面受弯承载力(图4.3.2)可按下列公式计算:

    当不考虑受压钢筋f′yA′s,f′pyA′p时,本规程(4.3.2-1)式及本规程(4.3.2-2)式中该项应取消,同时本规程(4.3.2-4)式应取消。
    式中:M——Ⅰ、Ⅱ型预应力梁按基本组合或地震组合计算的弯矩设计值(kN·m),可按本规程第4.2.5条第1款、第3款采用;
          Mtot——预应力综合弯矩有效值(kN·m),按本规程第4.2.5条第1款、第2款采用;
          Ntot——预应力综合轴力有效值(kN),按本规程公式(4.2.2)采用;
          Mtu——Nlat产生的承载力摩擦扭矩(kN·m):当承载力极限状态由竖向荷载控制时,取0;当承载力极限状态由水平作用控制时,在跨中取0,在板柱节点按本规程第4.4.6条取值;
          h——截面高度或预制楼盖构件截面高度(mm);
          hN——Ⅰ型预应力梁截面形心到上缘距离(mm);
          hp——受拉区预应力束截面形心到上缘距离(mm),等于h—ap
          hs——受拉区普通钢筋截面形心到上缘距离(mm),等于h—as
          b——梁截面受压区宽度(mm),有翼缘受压时,按本规程图4.1.5采用,无翼缘受压时,在板柱、板垫块节点应扩大到板角加腋块末端,按本规程图4.4.3采用;
          b0——腹板宽度或受拉区翼缘宽度(mm),按本规程第4.3.1条第3款采用。

4.3.3 板柱节点接缝接触面处的竖向抗剪承载力由预应力产生的摩擦力承担,并应符合下式要求:

    式中:V——竖向荷载产生的剪力基本组合设计值(kN);
          Ntot——预应力综合轴力的有效值(kN),以受压为正;
          μ——摩擦系数,当符合本规程第5.1.1条规定时,可取0.7。

4.3.4 预制板与柱、方垫块连接的板角缺口内的局部加强钢筋,宜采用斜向钢筋[图4.3.4(a)],其配筋面积应按下式计算:



图4.3.4 板角缺口局部加强钢筋的计算


4.4 裂缝控制及挠度验算

4.4.1 在进行预应力梁裂缝控制验算及挠度验算时,裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值、挠度限值应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定执行。

4.4.2 预应力梁正截面裂缝控制验算应按下列规定进行:
    1 在短暂设计状况和持久设计状况中,仅需对持久设计状况的裂缝控制进行验算;
    2 当验算板柱节点或板预制垫块节点时,可验算预应力挤压面的受拉边缘接缝砂浆接缝面,不验算明槽混凝土及叠合层混凝土,并不考虑接缝砂浆的粘结作用;
    3 无叠合层时,板柱节点正截面裂缝控制可采用本规程第4.4.5条预制方垫块验算公式,但除Mt以外,其余正负弯矩均应反号;
    4 当跨中用现浇垫块(节点)取代预制垫块时,可将节点化作等截面进行验算,并取预应力轴力分散系数β2=1;
    5 对跨中等截面,预应力轴力分散系数β2应按本规程附录C取值。

4.4.3 当进行持久设计状况预应力梁正截面裂缝控制验算时,从内力到应力的计算,应取用梁中相应的截面受拉边弹性抵抗矩W1、W2、W3。此处,W1为Ⅰ型预应力梁(不含明槽及叠合层)净截面受拉边弹性抵抗矩,板柱、板垫块的接缝面的受拉边弹性抵抗矩;W2为Ⅱ型预应力梁(含明槽不含叠合层)净截面受拉边弹性抵抗矩;W3为Ⅲ型预应力梁(含明槽及叠合层)净截面受拉边弹性抵抗矩。
    在等截面区段,W1、W2、W3可按本规程图4.1.5计算;
    在柱及预制方垫块接缝面中,W1可按本规程图4.4.3(a)计算,并取 3894272_c7b6f491808945ffa5268b9dabea75a8.jpg

,或按本规程图5.1.5(b)(带凸缘)计算,在跨中预制方垫块处,W2/W1及W3/W1可按本规程表4.4.3-1取值,也可按本规程公式(4.4.3-1)、(4.4.3-2)计算:

    其中:W2/W1可用于板柱节点。
    在跨中预制扁垫块接缝面中,W1可按本规程图4.4.3(b)计算,并取,而W2/W1、W3/W1可按本规程表4.4.3-2取值,也可按本规程公式(4.4.3-3)、(4.4.3-4)计算。



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表4.4.3-1 跨中预制方垫块处接缝面W2/W1,W3/W1

    注:h为预制楼板高度;δ为叠合层厚度。


表4.4.3-2 跨中预制扁垫块处接缝面W2/W1,W3/W1
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    注:h为预制楼板高度;δ为叠合层厚度。



图4.4.3 柱(预制方垫块)、预制扁垫块的接缝面

a-接缝面宽度;b-板角加腋区末端宽度;blat-侧接缝面宽;Ntot-预应力综合轴力有效值;Nlat-侧向预应力综合轴力有效值;图下箭头为计算方向


4.4.4 在使用阶段,跨中等截面预应力梁正截面裂缝控制验算应符合下列规定:
    1 一级裂缝控制等级构件,在竖向荷载标准组合下,应符合下列公式规定:



    2 二级裂缝控制等级构件,在竖向荷载标准组合下,应符合下列公式规定:



    3 三级裂缝控制等级构件,按竖向荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的允许名义拉应力,应符合下列公式规定:



    对环境类别为二a类的三级预应力混凝土构件,在竖向荷载准永久组合下,尚应符合下列公式规定:



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    式中:Mck1、Mcq1——Ⅰ型预应力梁上竖向荷载Ⅰ标准组合、准永久组合下弯矩设计值(kN·m);
          Mck2、Mcq2——Ⅱ型预应力梁上竖向荷载Ⅱ标准组合、准永久组合下弯矩设计值(kN·m)。当明槽混凝土与叠合层混凝土同时浇筑时,Mck2、Mcq2取为零;
          Mck3、Mcq3——Ⅲ型预应力梁上竖向荷载Ⅲ标准组合、准永久组合下弯矩设计值(kN·m)。当结构上无叠合层时,Mck3、Mcq3取为零;
          Mtot、Ntot——预应力综合弯矩(kN·m)、预应力综合轴力(kN)有效值;
          A1——Ⅰ型预应力梁(不含明槽及叠合层)净截面面积(mm²),按本规程图4.1.5(a)计算;
          △σck——混凝土截面允许名义拉应力(N/mm²);
          δ——叠合层厚度(mm),若无叠合层,取δ=0;
          αcr——构件受力特征系数;
          lcr——平均裂缝间距(mm);
          wlim——最大裂缝宽度限值(mm),按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定;
          Wi——有叠合层时取W3(mm³),无叠合层时取W2(mm³)。


    式中弯矩可按本规程第4.2.5条采用,轴力可按本规程公式(4.2.2)采用。
    当跨中为现浇垫块(节点)时,可将节点化为以上的等截面计算,取预应力轴力分散系数β2=1,则预应力综合轴力有效值可取:



    其余按本规程公式(4.2.2)计算。

4.4.5 在使用阶段,预应力梁的跨中预制垫块节点正截面裂缝控制验算应符合下列规定:
    1 一级裂缝控制等级构件,在竖向荷载的标准组合下,应符合下列公式规定:



    2 二级裂缝控制等级构件,在竖向荷载的标准组合下,应符合下列公式规定:



    3 三级裂缝控制等级构件,按竖向荷载的标准组合并考虑长期作用影响计算的允许名义拉应力,应符合下列公式规定:



    对环境类别为二a类的三级预应力混凝土构件,在竖向荷载准永久组合下,尚应符合下列公式规定:



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    式中:σ0——接缝面受拉边最低压应力值,可取+0.5N/mm²;

          Mt——预制方垫块侧向预应力产生的抗裂摩擦扭矩(kN·m),取有效值,可按本规程第4.4.6条计算,对预制扁垫块,取Mc=0;
          A1——接缝面面积(mm²),可按本规程图4.4.3计算,取A1=ah或按本规程图5.1.5(b)(带凸缘)计算。

4.4.6 预制柱(方垫块)侧向预应力产生的抗裂摩擦扭矩Mt及承载力摩擦扭矩Mtu可按下列公式计算[图4.4.3(a)]:


    式中:μ——摩擦系数,当符合本规程第5.1.1条规定时,可取0.7;
          Nlat——侧向预应力综合轴力(kN),取有效值;
          blat——侧接缝面宽(mm)。

4.4.7 当预应力梁符合本规程第5.1.1、5.1.2、5.1.6、5.1.7条等规定时,可不验算其斜截面抗裂。

4.4.8 预应力梁挠度的验算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。有叠合层时,尚应符合其中叠合式受弯构件的有关规定。

4.4.9 当楼板的竖向荷载标准组合设计值(含自重)不大于10kN/㎡,且楼板的高跨比不小于 3894292_c2322e770e06412083a444da1229e703.jpg

时,可不验算其预应力梁的挠度。

.

5 结构构造

5.1 楼 板


5.1.1 同一轴线Ⅰ型预应力梁净截面面积、板垫块接缝面面积均不应小于板柱接缝面面积。板柱接缝面,即柱与楼板板角、边梁端之间的接缝面(预应力挤压面)不得有预埋钢板,应是混凝土面,其面积应符合下式规定:

    式中:Ap、A′p——受拉区、受压区预应力筋的截面面积;
          A1——接缝面面积(mm²),可按照本规程图4.4.3计算,取A1=ah,或按本规程图5.1.5(b)(带凸缘)计算;
          fptk、fc——按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取用。

5.1.2 预制楼板与柱、方垫块连接的板角缺口处加腋区最小宽度a(图5.1.2)应符合下式规定:

    式中:h——预制楼板高度(mm)。

图5.1.2 板角直角缺口处加腋区最小宽度


5.1.3 板柱接缝宽度及板垫块接缝宽度可按本规程表5.1.3取用:

表5.1.3 板柱接缝宽度及板垫块接缝宽度(mm)

预制楼板高

200

220

250

300

≥350

接缝宽

20

20

25

25

30


5.1.4 明槽宽度(图5.1.4)可按下列公式计算:

    式中:C0——明槽宽度(mm);
          d——预应力孔道直径(mm);
          l——两预应力孔道中心的距离(mm);
          D——锚具外径(mm)。

图5.1.4 明槽宽度计算

1-楼板;h-预制楼板高度


5.1.5 预制楼板边肋及边梁靠明槽的侧面应设抗剪键槽,并可设通长凸缘,但有剪力墙穿过的明槽不得设凸缘,其构造尺寸应符合本规程图5.1.5的要求:


图5.1.5 键槽及凸缘的构造尺寸

1-接缝面;a-接缝面宽度


5.1.6 预制楼板与柱、方垫块连接的板角缺口处加腋区的局部加强钢筋面积As,应符合本规程第4.3.4条规定,且不宜小于2 3894329_2d31c9df6dd74543b359d17264f61773.jpg 10,可上下配置,相应的箍筋直径可为5~6,间距不宜大于h/2。加强斜筋贴角宜不留保护层;加强的交叉钢筋也宜靠角配置,并且应保证它们过交叉点后的锚固长度。整个加腋区可按本规程图5.1.6配置钢筋:

图5.1.6 板角缺口加腋区的钢筋配置


5.1.7 板柱节点相邻板角、边梁梁端之间宜按本规程图5.1.7设置连接钢筋。

图5.1.7 板柱节点相邻板角、边梁梁端之间连接钢筋

1-楼板;2-明槽;3-接缝砂浆;4-柱;5-焊接,单面搭接焊接长度≥10d;6-搭接,伸出长度≥20d;7-1~2根8~10钢筋


5.1.8 框架梁的明槽两侧楼板边肋上部应按本规程图5.1.8伸出钢筋相互焊接或搭接,该上部钢筋应从与边肋垂直相交的每根内肋伸出。
    当一侧为边梁时,也应相应从边梁伸出钢筋与楼板的伸出钢筋焊接或搭接。

图5.1.8 框架梁的明槽两侧楼板之间连接钢筋

1-焊接,单面搭接焊接长度≥10d;2-搭接,伸出长度≥20d


5.1.9 采用拼板时,当要求拼缝两侧楼板连成整体,在拼缝处可采取下列两种构造方法中的一种:
    1 在楼板边肋侧面由本规程图5.1.9-1中内肋伸出主筋焊接,其直径不应小于10mm,单面搭接焊接长度不应小于10d;

图5.1.9-1 拼缝两侧伸筋焊接

1-主筋焊接,单面搭接焊接长度≥10d;2-构造连接


    2 由楼板边肋侧面按本规程图5.1.9-2伸出环筋搭接,环筋的面积应根据该处所承受的弯矩值决定。环筋可以分布形成由边肋伸出,搭接长度lb不应小于10d,有效锚固长度(lb+hH)应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。两侧伸出环筋形成的套环四角如无预应力束,则应设架立钢筋,每个角部架立钢筋直径不应小于10。与此同时,边肋尚应满足传递弯矩所需要的抗扭要求。

图5.1.9-2 拼缝两侧伸出环筋搭接

1-环形钢筋,直径≤12;2-预应力束或架立筋(≥10)lb≥10d;C0≥12d


5.1.10 对于荷载较大或挑出长度较大的悬挑楼板,应按本规程图5.1.10(a)沿板的三条边肋施加预应力。悬挑楼板根部与相邻楼板的连接宜采用伸出的环筋,悬挑楼板挑出长度不宜超过3m。


图5.1.10 悬挑楼板的连接与构造

1-楼板;2-环筋;3、4-悬挑楼板


    当悬挑楼板按本规程图5.1.10(b)只能沿悬挑楼板根部一边施加预应力时,所施加的预应力应满足承载力、裂缝控制及变形要求,并应在悬挑楼板根部按本规程第5.1.9条第2款要求设置环筋,与相邻楼板连成整体,此时挑出长度不宜大于1.8m。

5.1.11 预应力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm。

5.1.12 当楼板上有现浇叠合层时,楼板板面、边梁表面应制成粗糙面;叠合层内应配置双向分布钢筋,间距不应大于200mm。叠合层与预制楼板、预制边梁及明槽混凝土之间的结合还可选用下列方法:
    1 当楼板板面厚度大于50mm时,在板上面可按本规程图5.1.12-1留齿槽。齿槽宜均匀散开,其面积之和宜接近于板总表面积的1/4。

图5.1.12-1 板面齿槽


    2 可从楼板各肋和边梁按本规程图5.1.12-2伸出扁钢筋套。

图5.1.12-2 板肋、边梁伸出扁钢筋套


    3 从楼板边肋和边梁按本规程图5.1.12-3(a)伸出箍筋,或者在明槽中按本规程图5.1.12-3(b)设箍筋伸入叠合层。箍筋伸入叠合层的上水平段宜紧贴叠合层上保护层边缘,并压住叠合层内分布钢筋。若明槽混凝土与叠合层混凝土分开浇筑,施工缝可比预制楼板板面低20mm。

图5.1.12-3 楼板边肋或明槽叠合层伸出箍筋(此图边肋可换成边梁)

1-边肋;2-箍筋;3-施工缝;4-构造钢筋;5-分布钢筋


    4 边梁加高,使上皮与叠合层上皮一平,然后按本规程图5.1.12-4从边梁内侧面伸出一排钢筋锚固在叠合层内,其末端弯入第二明槽。[size=14.6667px]

图5.1.12-4 边梁内侧面伸筋

1-边梁;2-明槽;3-楼板;4-第二明槽;5-伸出钢筋;6-叠合层


5.1.13 当边梁长度大于或等于3m时,在预应力束张拉前应将边梁侧面伸出钢筋与相邻楼板伸出钢筋焊接,焊点间距不得大于2.5m,且每根边梁的焊点不得少于两处。
    大开孔楼板的边肋也应符合上述规定。

5.1.14 楼板边肋不应留竖向孔洞。板角加腋区如需留竖孔时,不得截断受力钢筋,应预埋钢套管加强孔边。

5.1.15 在折线配筋时,预应力束可按本规程图5.1.15(a)依靠柱孔孔壁下折,也可按本规程图5.1.15(b)距柱面一段距离依靠板肋孔中钢销子下折,下折后底部可按本规程图5.1.15(c)~图5.1.15(g)利用板肋孔中的钢销、板底拉杆、垫块方孔中混凝土楔块、垫块孔壁及U型拉杆等定位件定位。定位件应保证预应力束的设计压折高度,允许偏差h/40。

图5.1.15 折线配筋的下折方法


5.1.16 有抗震设防要求时,在柱外,由楼板构成的等代框架梁梁端箍筋应加密。加密区长度可取1.5(h+δ)或500mm二者中较大者,其中h为预制板高度,δ为叠合层厚度(当无叠合层时取0)。箍筋间距不宜大于 3894348_ff5f5612746e449391c347fb7ecfb8b6.jpg ;箍筋直径宜取5~6,当(h+δ)=220mm~310mm时可取5,当(h+δ)=310mm~400mm时可取6。在无叠合层时,此箍筋即为预制边梁、或预制楼板边肋(图5.1.6)的箍筋;在有叠合层时,此箍筋可从预制楼板边肋[图5.1.12-3(a)]或边梁伸出箍筋到叠合层内形成,也可在明槽中[图5.1.12-3(b)]设箍筋伸入叠合层内形成。

5.2 柱与剪力墙

5.2.1 在楼层结构端部的柱或垫块的预应力孔道不宜留有钢管,宜为混凝土面。柱或垫块内预留的预应力孔道直径宜比预应力束(含群锚束)最小直径大10mm,且不得小于锚具内侧预应力束(含群锚束)最大直径。
    预应力束(含群锚束)最小直径可采用本规程表5.2.1-1、表5.2.1-2的数值。在计算预应力束实际压折高度时,可考虑预应力束在孔道内的上下偏离及压扁。

表5.2.1-1 3894353_b6dacf66177d47d4bd5256005163008a.jpg

5.2钢绞线的预应力束(含群锚束)最小直径d(mm)

钢绞线根数n

1

2

3

束直径d

15.2

30.4

32.8


表5.2.1-2 5钢丝的预应力束最小直径d(mm)

钢丝根数n

3

4

5

6

7

8

9

10

12

14

16

18

20

22

24

束直径d

11

14

15

15

15

17

18

19

20

22

24

25

26

28

30


5.2.2 有抗震设防要求时,柱节点核心区箍筋直径及间距可与柱端加密区的箍筋直径及间距相同,且不宜少于3根。当柱节点核心区双向预应力孔道上下紧贴时,可采用以下方式设置箍筋:
    1 在纵横孔道贴合面处设置箍筋,箍筋过孔道时微微弯折;
    2 按图5.2.2-1 设置交叉箍筋;


图5.2.2-1 交叉箍筋
1-柱;2-短钢筋4根;3-预留孔
3 按图5.2.2-2四角设角钢加焊短钢筋,或在四角主筋上加焊短钢筋。

图5.2.2-2 角钢加焊短钢筋
1-柱;2-短钢筋;3-预应力孔道;4-角钢
5.2.3 有抗震设防要求时,在板柱节点上下,框架柱除按构造要求加密箍筋外,还可按图5.2.3在板底、板面两处设置双层套箍。


图5.2.3 板面、板底二处柱的双层套箍
1-楼板;2-柱
5.2.4 预制柱上下接头位置宜设在板面以上0.8m~1.0m处。

5.2.5 对上下柱的榫式接头,可在完全或部分不浇筑柱接头混凝土,使之接近铰支状态下进行上部楼盖预应力施工,在预应力施工结束后再浇筑柱接头混凝土。

5.2.6 剪力墙宜设在柱轴线明槽处,在明槽处混凝土应现浇,整个剪力墙也宜现浇,上下层剪力墙之间的竖向钢筋宜穿过明槽伸出板面搭接。

.

6 结构工程施工及质量验收

6.1 施工步骤


6.1.1 主体结构的施工步骤宜由下而上逐层进行,即在每一层楼盖施加预应力完毕后,再吊装上一层楼盖构件。每一楼层主体结构的主要施工步骤应符合图6.1.1的要求。


图6.1.1 每一楼层主体结构的主要施工步骤    注:1 最下框中各项可拖后进行;
        2 框内带*号者可视具体情况采用。

6.2 构件制作

6.2.1 双向带肋楼板的制作应符合下列要求:
    1 带肋楼板可采用正打法或反打法制作,采用反打法时,应具备使构件翻身的条件;
    2 上开口带肋楼板可采用小盖板封口,小盖板应能承受规定的施工荷载,其空腔不应存水;
    3 上下有板面的带肋楼板宜采用填芯法制作。

6.2.2 板角及边梁端面不得歪斜,严禁有裂缝和超过预应力挤压面面积5%的缺陷。
    边梁及预制楼板边肋靠明槽面的钢筋保护层厚度可减少,板角加腋区斜筋可贴角放置。
    楼板、悬挑楼板及边梁的控制尺寸(图6.2.2)允许偏差应控制在(—5mm,0)以内。


图6.2.2 楼板、悬挑楼板及边梁的控制尺寸
1-楼板;2-悬挑楼板;3-边梁;l-控制尺寸
6.2.3 承受预应力的预埋钢板应贴模放置,位置应正确,与相应的预应力孔道垂直。钢板下局压区混凝土必须振捣密实。

6.2.4 板侧压折定位销孔直径宜比销杆直径大10mm。

6.2.5 预制柱的长度允许偏差应控制在(—10mm,0)以内。

6.3 临时支撑

6.3.1 搁置楼盖构件的临时支撑可采用夹柱支托、跨间支撑及悬挑支撑等,应满足承载能力、刚度及稳定性的要求,且不得影响楼盖整体预应力的传递。

6.3.2 夹柱支托(图6.3.2)宜加销键与柱连接,但卡入柱内销键不宜过大,也不应贯通柱边。


图6.3.2 夹柱支托
1-木板;2-角钢;3-销键;4-螺栓;5-柱
6.3.3 搁置上一楼盖构件的垂直支撑和斜撑,不得支承在楼板空腔部位,在首层应采取措施,防止支撑下沉。

6.3.4 夹柱支托上的木板支承面,宜比设计标高垫高3mm,拼板的跨间支撑面,宜按起拱度L/500控制(L为跨度)。

6.3.5 夹柱支托在对楼盖施加预应力张拉完毕后即可拆除,其他支撑拆除时间,应与设计人员商定。

6.4 构件安装

6.4.1 柱吊装前,应以柱上部两个预应力孔道的中心连线的中点为准,往下量测楼盖高度(定出柱子安装的水平基准线),以此控制楼盖标高。各排柱子的上排柱孔标高允许偏差应为±3mm。

6.4.2 柱垂直度应以±0.000m处柱身中心线为基准,双向控制,并应考虑楼盖施加预应力所产生的柱内倾,内倾值可由设计人员提供。

6.4.3 在校正柱垂直度偏差时,应符合下列规定:
    1 对于无上下柱接头的楼层,施行外推柱应取得设计人员同意;
    2 在有上下柱接头的楼层吊装上柱时,可将上柱中心线平移或偏斜,但每次接柱时的平移校正值不得超过柱宽的3%,亦不应超过15mm。

6.4.4 在安装楼盖构件时,不得碰撞柱,亦不得遮挡柱和垫块的预留孔道。板和柱、板和垫块的接缝宽度宜均匀,宜在20mm~30mm之间。楼板就位后需要调整位置时,应将楼板吊起或用千斤顶顶离支座,不得依托柱子硬拨,亦不得利用临时支撑作为支点撬动楼板。所有楼盖构件应保证底面平直,楼板四角应落在支承点上。边梁、悬挑楼板的内边应以柱轴线为准定位,并及时与相邻楼板拉结或焊接。

6.4.5 在完成预应力施工前,楼面上不得堆放重物,施工均布活荷载不应超过0.5kN/㎡。

6.4.6 预制剪力墙或单跑楼梯,安装时应与两侧柱和上部楼板浮搁或脱开,间隙宜大于20mm,应在上部楼盖施加预应力结束后连成整体。

6.5 对楼盖施加预应力

6.5.1 预应力张拉前,应完成下列工作:
    1 搭设供张拉操作用的双排外脚手架或专用平台,操作台面应比楼盖低0.8m~1.0m,宽度不宜小于1.2m。
    2 预应力张拉及压折设备,应按规定进行标定;预应力钢材、锚具及压折后定位件,应按规定进行检测。
    3 从构件内伸出到明槽的钢筋,应按设计规定进行焊接或绑扎搭接就位,且不得影响预应力束就位、张拉及压折的操作。承受预应力的预埋钢板表面应确保平整,不得有毛刺等。如有附加钢板时,应确保接触面平整。
    4 预应力束自楼盖一端穿入,应在各跨间将其吊平,并应防止两预应力束之间互相绞结,预应力钢丝不得出现局部弯折(死弯)。
    5 检查临时支撑,应排除影响传递楼盖整体预应力的各种因素。

6.5.2 施加预应力时,接缝砂浆及现浇垫块混凝土的强度应符合设计要求,当设计无具体要求时,不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。

6.5.3 张拉顺序和压折顺序应按下列要求编排:
    1 各个明槽的预应力束张拉宜分批进行,即待所有明槽张拉完第一批后,再张拉第二批,对于长度较大的纵向轴线,不得将一个明槽预应力束一次张拉完。
    2 一个明槽内,各预应力束的张拉顺序,可采用左右、上下交叉的原则确定。
    3 各个明槽之间张拉顺序应符合下列要求:
        1)首先张拉周边柱轴线明槽中的预应力束,再进行其他张拉作业;
            2)先张拉柱轴线预应力束,再张拉拼缝预应力束;
        3)同一个楼盖预应力束的张拉,宜对称于整个楼盖进行;
        4)在垫块处,先张拉的预应力束不宜压住后张拉的预应力束。
    4 先拉后折时,压折宜在全部预应力束张拉完毕后进行,压折顺序应符合对称、间隔的原则,可按本规程附录B表B.0.1选取压折顺序。

6.5.4 先折后拉的预应力束可采用超张拉或两端张拉。
    当采用一端张拉时,对一个明槽内的多束预应力筋,可在两端交叉布置张拉端和固定端。

6.5.5 张拉时应以张拉力控制为主,同时校核预应力束的伸长值,实际伸长值与计算伸长值的相对允许偏差为±6%。预应力束的实际伸长值,宜在初应力约为10%σcon1(先拉后折)或10%σcon2(先折后拉)时开始测量,但必须加上初应力的推算伸长值,并应扣除楼盖在张拉过程中的弹性压缩值。
    在每一明槽中,预应力钢丝的滑丝、断丝的数量,严禁超过该明槽钢丝根数的3%,且一束钢丝只允许1根。

6.5.6 压折器的压折能力,应大于设计上抬力的1.5倍,压折器的行程,应比压折高度大35mm。

6.5.7 张拉及压折结束后,应接着进行预应力孔道灌浆,间隔时间不宜超过1d。预应力孔道可采用压力灌浆,力求密实,灌浆材料对预应力筋应无腐蚀作用。
    孔道灌浆必须单独进行,严禁通过明槽混凝土浇筑让水泥浆自行流入孔道代替孔道灌浆的做法。
    在预应力孔道灌浆后,应及早浇筑无剪力墙穿过的明槽混凝土,间隔时间不宜超过3d,不能及时浇筑混凝土的明槽,应加以保护。
    明槽内混凝土浇筑完毕,强度达到15MPa以后,可采用砂轮锯或气割法除去锚具外多余的预应力筋,不得采用电弧切割及断线钳切除,切割点应离锚具外皮30mm~50mm。
    锚具外多余预应力筋切割完毕后,锚头应及早用混凝土封固,保护层厚度不得小于50mm,不能及时封固时,应采取防锈措施。

6.5.8 预应力施工应采取下列安全措施:
    1 预应力施工场地应有明显标记,禁止无关人员进入;
    2 张拉时,两端不得站人或穿行,操作人员应侧位操作,操作平台应安全牢靠;
    3 用液压压折器压折时,操作人员应离开1m以外;用手动压折器时,应检查底部垫铁是否卡好以及底部螺母是否上紧,操作人员应位于预应力筋两侧,严禁跨站在预应力筋上方;
    4 对楼盖构件及接缝砂浆等及时观察,如发现开裂、破碎等现象,应停止张拉并会同设计人员及时进行处理;
    5 不得将预应力钢筋作电焊回路,严禁电气焊烧伤预应力钢筋。

6.6 接缝砂浆及现浇混凝土的浇筑

6.6.1 应确保接缝面的宽度,接缝模板必须与柱面或预制垫块面垂直,且不得卡入缝内。浇筑前应将缝隙清理干净,常温施工时,应浇水润湿。

6.6.2 接缝砂浆宜采用早强微膨胀型水泥配制,原材料应按规定进行检验,其中砂子含泥量应小于1%。其配料必须计量准确,应随拌随用,每次拌合量宜控制在30min内用完。宜采用振动片振捣;当人工浇筑时,应分层浇筑,并应防止接缝砂浆流入附近孔道。砂浆浇筑完毕后,应及时覆盖养护。冬期施工时,宜用热水拌合砂浆,浇筑完毕应及时覆盖保温。

6.6.3 现浇垫块混凝土宜采用早强、微膨胀型水泥配制,分层浇筑密实,并及时覆盖养护。

6.6.4 接缝砂浆和现浇垫块混凝土除按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的要求留置试块外,应另专门留置3组同条件养护试块,测定1d~3d的强度值。

6.6.5 叠合层混凝土宜与明槽混凝土同时浇筑,如需分开浇筑,明槽混凝土浇筑高度可比预制楼板上板面低20mm,且明槽混凝土外加剂不得对预应力筋有腐蚀作用。

6.6.6 现浇剪力墙或现浇单跑楼梯混凝土的浇筑,预制剪力墙或预制单跑楼梯与板柱骨架间连接成整体的施工,应比施加楼盖预应力作业层间隔至少1个楼层但至多2个楼层。
    因推后施工而未浇筑的剪力墙等部位的明槽混凝土,应随剪力墙及楼梯的施工一起进行浇筑。

6.7 工程验收

6.7.1 预制构件的混凝土质量检查及构件性能检验,可按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定执行。构件验收时,应符合下列规定:
    1 构件外观如有缺陷或损伤时,应按有关规定进行修整后,方能进行验收;
    2 评定合格的构件,应有证明书及合格的印记;
    3 构件尺寸的允许偏差,当设计无具体要求时,应符合表6.7.1的规定。

表6.7.1 构件尺寸的允许偏差(mm)
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    注:L为构件长度(mm),h为板高(mm)。


6.7.2 预制构件的安装允许偏差,当设计无要求时,应符合表6.7.2的规定。

表6.7.2 构件安装的允许偏差(mm)
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6.7.3 结构工程验收,除必须具备现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204所规定的文件和记录外,还应提交:
    1 柱身强迫预偏记录;
    2 接缝砂浆及现浇垫块混凝土试件的试验报告及质量评定记录;
    3 上下柱接头处混凝土或砂浆试块的试验报告及质量评定记录;
    4 未处理的滑丝、断丝记录;
    5 楼盖预应力施工中各预制构件及连接部位的裂缝、破损记录,修复记录;
    6 楼盖预应力施工后柱身垂直度记录。

附录A 垫块的设计与施工


A.0.1 垫块应根据其在楼盖结构中的位置分为中垫块和边垫块两种。

A.0.2 垫块的高度宜等于楼盖构件的高度,方垫块的平面尺寸宜与柱截面尺寸相同,预制扁垫块应贴楼板板角设置。

A.0.3 垫块小开孔应为直径小于或等于40mm的圆孔,大开孔应为方孔或直径大于40mm的圆孔。大开孔的上下混凝土板的厚度不宜小于60mm。宜优先采用双向小开孔垫块。

A.0.4 垫块混凝土必须密实,强度等级必须符合设计要求,且不得低于楼盖构件混凝土强度等级,如果施工条件较差,宜将强度等级提高一级。垫块制作过程应确保成孔质量,且应符合本规程第5.2.1条规定。

A.0.5 中垫块只需具备施加预应力时的承载力,施加预应力时裂缝控制、使用阶段承载力及裂缝控制均可不考虑。而边垫块必须满足以上全部要求。
    施加预应力时的承载力应包括抗压、抗弯、抗剪、抗局压、抗冲切等内容,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行,其中抗压承载力应符合下列规定:

    式中:Ap、A′p——受拉区、受压区预应力筋的截面面积;
          Ad——垫块扣除相应方孔及直径大于40mm圆孔面积之后与板的接缝面(可包括凸缘)面积(mm²);
          fptk、fc——按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取用。

A.0.6 双向小开孔的方垫块,当符合本规程第A.0.5条规定时,其“中垫块”可按图A.0.6构造配筋。


图A.0.6 双向小开孔的方型中垫块

1-箍筋;2-立筋


A.0.7 双向小开孔的方垫块,当符合本规程第A.0.5条规定时,其“边垫块”尚应按图A.0.7具备在端锚具作用下的抗弯、抗剪及局压承载力,并按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。

图A.0.7 双向小开孔方型边垫块受力图


A.0.8 对一向小开孔一向大开孔的方垫块,当符合本规程第A.0.5条规定时,其“中垫块”在垫块大开孔处不宜直接承受压折上抬力,压折定位件可设在垫块两侧楼板上,即采用本规程图5.1.15(c)、(d)、(g)所示方法。
    若大开孔处有压折上抬力,大开孔上部混凝土板尚应按本规程图A.0.8具备抗弯、抗剪、抗冲切承载力,并按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。在施加预应力时,应先张拉沿大开孔方向的预应力束,后张拉小开孔方向的预应力束。

图A.0.8 一向小开孔一向大开孔方型中垫块的受力及压折上抬力的受力


A.0.9 一向小开孔一向大开孔的方垫块,当符合本规程第A.0.5条规定时,其“边垫块”尚应按图A.0.9具备在端锚具作用下的抗弯、抗剪及局压承载力,并按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。在施加预应力时,应先张拉沿大开孔方向的预应力束,后张拉小开孔方向的预应力束。有关压折上抬力的规定应按本规程A.0.8条执行。

图A.0.9 一向小开孔一向大开孔的方型边垫块受力及端作用力的受力


A.0.10 如需要,可在压力机上按图A.0.10对预制方垫块进行单向压力试验。

图A.0.10 垫块压力试验

1-锚环;2-橡胶垫


A.0.11 现浇垫块(节点)材料宜具有早强和微膨胀性能,其他设计与施工要求应按A.0.1~A.0.10条的预制垫块规定执行。

附录B 预应力筋先拉后折的较佳压折顺序与各跨应力的近似计算


B.0.1 当每跨压折两点,压折高度相同,且各跨的跨度相等时,可采用表B.0.1所列的压折顺序。

表B.0.1 每跨压折两点时的较佳压折顺序

    当跨数≥6时,可在正中一跨先压折,后左右两部分分别按以上顺序压折。

    注:每一跨的跨号按从左到右顺序排列。3跨时的压折顺序“2—1—3”,即表示首先压折第2跨,其次压折第1跨,最后压折第3跨。


B.0.2 当按对称、间隔的原则暂定压折顺序后,可按图表法求出压折完毕的各跨预应力值并作下列简化假定:
    1 压折跨各线段应力增量相同;
    2 其他跨各线段应力增量,按每经过一个折角损失σ1计算:

    式中:σ1——平均应力损失(N/mm²);
          σcon1——直线(初折线)张拉的预应力筋控制应力(N/mm²);
          σcon2——折线(终折线)张拉的预应力筋控制应力(N/mm²);
          μ——摩擦系数,按本规程第3.6.3条第1款采用;
          θ——折角(rad)。

    3 全长各跨应力增量平均值之和等于仅单一跨的压折应力增量。
    当各跨求出的预应力值相差较大时,可调整压折顺序,反复1次~2次后,可得到较理想的压折顺序。

附录C 预应力轴力分散系数β1、β2


C.0.1 预应力轴力上下分散系数β1可按表C.0.1取值。

表C.0.1 β1

位置

框架梁

拼缝梁

顶层

0.9

1.0

其他层

1.0

1.0


C.0.2 预应力轴力左右分散系数β2在板角取值应为1.0,在板边肋中可按表C.0.2取值。

表C.0.2 板边肋中β2

    注:面板为预制带肋楼板的上、下面板,上下均有面板为双面板,上下只有一面有面板为单面板,上下均无面板为纯网格梁。

本规程用词说明

1 为了便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
      正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
      正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
      正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

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