装配式混凝土结构设计（徐其功 主编）-2017年版

第一章 论绪

一、历史与现状

装配式建筑是对目前我国以现浇为主的建造方式的一次重大变革，是我国建造方式的发展趋势。装配式建筑可实现建设的高效率、高品质、低资源消耗和低环境影响，是贯彻绿色发展理念、实现建筑现代化的需要。

我国装配式混凝土建筑的研究和应用始于20世纪50年代，在20世纪70年代、80 年代发展到高峰，在单层工业厂房、仓库及居住建筑中有着比较广泛的应用。由于受当时的技术、材料、工艺和设备等条件限制，已建成的装配式建筑建造质量较差，特别是大量的无筋砖混预制板住宅，多数经不起地震的考验，唐山大地震的巨大破坏，使得预制楼板的使用被否定。20世纪90年代后，由于国内建筑市场条件变化及多种因素影响，装配式混凝土建筑在我国几乎消失，许多人对装配式建筑的印象就停留在预制板的使用，甚至有些结构设计人员认为装配式建筑是不抗震的，在行业内还存在一些认知的误区。

随着我国经济的迅速发展，政府对节能减排、环境保护要求的日益提高，以及劳动力成本的快速上涨，建筑业转型升级势在必行。装配式建筑在北美、欧洲、日本的应用相当广泛，技术成熟，我国对装配式建筑的优越性和可靠性又有了新的认知。近10年来，借鉴发达国家装配式建筑发展经验，引进国外成熟技术，国内开展了大量装配式关键技术的试验研究，通过工程试点，尤其是近三年来，以高层住宅为主的装配整体式混凝土建筑得到了大量应用。我国在已有研究成果和工程经验的基础上，编制了《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1——2014、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231——2016、广东省标准《装配式混凝土建筑结构技术规程》DBJ 15-107—2016 等国家和地方标准规范，还编制了系列与装配式混凝土建筑相关的国家建筑设计标准图集，这些标准和图集已能满足目前主流装配式建筑工程建设的基本需求。

随着我国大规模发展装配式建筑，专业技术人才的匮乏成为装配式建筑发展的瓶颈之一。结构专业是装配式建筑设计的主力，在解决装配式关键技术上发挥着重要作用，结构设计水平高低直接关系到装配式建筑的质量、安全和成本，在初期甚至影响到建设单位的决策。目前，国内结构设计人员对装配式建筑的认知总体还不高，提高结构设计人员的装配式结构设计水平迫在眉睫。

二、装配式混凝土结构的特点

装配式混凝土结构是由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构。作为设计人员应清醒地认识到，它首先还是混凝土结构，其材料性能、结构受力的特点、结构布置及构造措施等仍应遵循一般现浇混凝土结构的规则和规范规定。

但是由于预制构件之间以及预制构件与现浇混凝土之间的连接与传统现浇混凝土结构有差异，使得在现浇混凝土结构中不需明确的概念和分类，须在装配式混凝土结构中明确才能使设计人员更容易理解。比如，在钢结构中通常使用的螺栓连接、焊接连接等，在现浇混凝土结构就不会出现，但在装配式混凝土结构中就有可能使用。

本书中，预制构件之间采用与现浇混凝土相同的连接称为湿连接，是指预制构件间主要纵向受力钢筋的拼接部位，用现浇混凝土或灌浆填充的连接方法。湿连接形式与现浇混凝土结构类似，其强度、刚度和变形行为与现浇混凝土结构基本相同。干连接是指预制构件不属于湿连接的连接方法。由于干连接不需要在施工现场使用大量现浇混凝土或灌浆，只需少量混凝土或灌浆填缝，与湿连接相比，安装较为方便、快捷，但干连接的变形主要集中于连接部位，与现浇混凝土结构变形不一样，不能采用现浇混凝土结构同样的分析方法。

装配整体式结构和全装配式结构的一个主要差别在于抗侧力体系中预制构件之间采用的连接方式。当结构抗侧力体系的主要受力构件现浇，或预制构件间通过现浇混凝土进行连接，再通过现浇楼板或叠合楼板将结构件连成整体，保证装配式结构的整体性能，使其结构性能与现浇混凝土基本等同，这类结构统称为装配整体式混凝土结构。当结构抗侧力体系预制构件之间的连接，部分或全部通过干式节点进行连接，或采用全预制楼板时，结构的总体刚度和整体性与现浇混凝土结构相比会有所降低，变形行为也与现浇混凝土结构可能有较大差异，这类结构统称为全装配式结构。目前我国主要发展的是装配整体式混凝土结构，由于力求与现浇结构等同或相近，而我国现行的抗震规范和高层规范均是立足于现浇结构编制的，也容易造成误解，认为装配式结构的安全性不如现浇结构。实际上装配式结构也不一定非要与现浇结构相同，只要能抵抗风、地震等作用，达到相同的安全目的和可靠度即可。随着装配式结构在我国的发展，各种形式的构件连接技术和结构体系会逐步应用于工程实践中。

三、本书编制的目的

为了提高我国人工工作效率，减少建筑垃圾，提高建筑质量，减少建筑质量通病，从而提高我国的建造水平，在各级政府的大力推动下，近两年，装配式混凝土结构在我国发展迅猛。这项变革基本上是自上而下推动的，但由于与其他建筑新技术市场化的发展路径不同，造成了部分人员的不理解，以及广大的一线设计人员知之不深。

由于构件的预制，带来了工厂制作、运输、安装等与现浇或后浇混凝土不同的环节，从而对设计提出了新的要求。

鉴于设计人员对现浇混凝土结构的设计较为熟悉，本书从混凝土结构设计的一般原则出发，理清设计过程中容易混淆的概念，系统梳理装配式建筑相关的规范和规程，分析现浇和装配式结构的差异和关联，总结编制组的设计经验，帮助设计人员从现浇混凝土结构、设计过渡到装配式混凝土结构设计。

本书引用的规范简称说明：

国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231——2016，简称《装标》

行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1—2014，简称《装规》（行标）

广东省标准《装配式混凝土建筑结构技术规程》DBJ 15-107—2016，简称《广东省装标》

国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010，简称《混规》

国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011——2010（2016年版），简称《抗规》

行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010，简称《高规》

国家标准《装配式建筑评价标准》（征求意见稿），简称《装评》（征求稿）

第一章绪论………………………………………………………………………………1

第二章连接材料与连接形式……………………………………………………………4

第一节纵向钢筋连接材料……………………………………………………………4

第二节辅助连接材料………………………………………………………………20

第三节构件连接形式………………………………………………………………24

第三章装配式混凝土结构的分类……………………………………………………28

第一节结构三个装配水平的划分…………………………………………………28

第二节装配整体式混凝土结构……………………………………………………29

第三节全装配式混凝土结构………………………………………………………32

第四节结构抗侧力体系与抗重力体系……………………………………………37

第四章装配整体式高层混凝土结构布置和整体分析………………………………39

第一节结构体系和布置原则………………………………………………………39

第二节装配整体式结构设计的基本规定…………………………………………50

第三节装配整体式结构计算分析的特点…………………………………………53

第四节装配式结构设计深度要求…………………………………………………56

第五章框架结构………………………………………………………………………62

第一节梁柱构件设计与拆分形式…………………………………………………62

第二节构件连接验算………………………………………………………………75

第三节构造要求……………………………………………………………………79

第四节设计深度要求及图面表达…………………………………………………87

第五节案例分析……………………………………………………………………91

第六章剪力墙结构……………………………………………………………………101

第一节剪力墙墙身设计……………………………………………………………101

第二节预制剪力墙水平缝连接抗剪及纵向钢筋连接设计………………………109

第三节剪力墙拆分和水平连接……………………………………………………118

第四节水平构件的设计……………………………………………………………126

第五节其他装配式剪力墙结构连接大样…………………………………………132

第六节剪力墙结构设计深度及图面表达…………………………………………137

第七节案例分析……………………………………………………………………144

第七章楼面板与屋面板………………………………………………………………154

第一节楼盖的类型与布置…………………………………………………………154

第二节叠合板分析计算……………………………………………………………158

第三节构造要求……………………………………………………………………162

第四节叠合板施工验算……………………………………………………………165

第五节图面表达及案例分析………………………………………………………168

第八章预制混凝土内隔墙与其他非结构构件………………………………………177

第一节内隔墙………………………………………………………………………177

第二节楼梯…………………………………………………………………………184

第三节阳台板………………………………………………………………………193

第四节空调板、遮阳板、挑檐板设计……………………………………………197

第九章预制混凝土外墙板设计………………………………………………………199

第一节预制外墙板类型和建筑功能………………………………………………199

第二节预制外挂墙板结构设计……………………………………………………216

第十章性能设计………………………………………………………………………227

第一节概述…………………………………………………………………………227

第二节装配整体式结构连接形式及效应划分……………………………………229

第三节性能水准和性能目标………………………………………………………234

第四节性能设计步骤………………………………………………………………242

第十一章BIM在装配式结构中的应用………………………………………………243

第一节BIM简介……………………………………………………………………243

第二节装配式框架结构BIM应用实例…………………………………………243

第三节BIM在设计中应用实例……………………………………………………255

参考文献…………………………………………………………………………………259

投稿会员：古德

土木圣经9.9