装配式混凝土框架结构包括装配整体式混凝土框架结构及其他装配式混凝土框架结构。装配式整体式框架结构是指全部或部分框架梁、柱采用预制构件通过可靠的连接方式装配而成,连接节点处采用现场后浇混凝土、水泥基灌浆料等将构件连成整体的混凝土结构。其他装配式框架主要指各类干式连接的框架结构,主要与剪力墙、抗震支撑等配合使用。
装配整体式混凝土框架结构可用于6度至8度抗震设防地区的公共建筑、居住建筑以及工业建筑。除8度(0.3g)外,装配整体式混凝土结构房屋的最大适用高度与现浇混凝土结构相同。其他装配式混凝土框架结构,主要适用于各类低多层居住、公共与工业建筑。
1、技术内容
装配整体式框架主要包括框架节点后浇(湿节点)和框架节点预制(干节点)两大类:前者的预制构件在梁柱节点处通过后浇混凝土连接,预制构件为一字形;而后者的连接节点位于框架柱、框架梁中部,预制构件有十字形、T形、一字形等并包含节点,由于预制框架节点制作、运输、现场安装难度较大,现阶段工程较少采用。
装配整体式框架结构中,预制柱的纵向钢筋可采用套筒灌浆、机械冷挤压等连接方式。当梁柱节点现浇时,叠合框架梁纵向受力钢筋应伸入后浇节点区锚固或连接,其下部的纵向受力钢筋也可伸至节点区外的后浇段内进行连接。当叠合框架梁采用对接连接时,梁下部纵向钢筋在后浇段内宜采用机械连接、套筒灌浆连接或焊接等连接形式连接。叠合框架梁的箍筋可采用整体封闭箍筋及组合封闭箍筋形式。
2、技术指标
装配整体式框架结构的关键技术指标如下:
(1)装配整体式框架结构房屋的最大适用高度与现浇混凝土框架结构基本相同。
(2)装配式混凝土框架结构宜采用高强混凝土、高强钢筋,框架梁和框架柱的纵向钢筋尽量选用大直径钢筋,以减少钢筋数量,拉大钢筋间距,有利于提高装配施工效率,保证施工质量,降低成本。
(3)当房屋高度大于12m或层数超过3层时,预制柱宜采用套筒灌浆连接,包括全灌浆套筒和半灌浆套筒。矩形预制柱截面宽度或圆形预制柱直径不宜小于400mm,且不宜小于同方向梁宽的1.5倍;预制柱的纵向钢筋在柱底采用套筒灌浆连接时,柱箍筋加密区长度不应小于纵向受力钢筋连接区域长度与500mm之和;当纵向钢筋的混凝土保护层厚度大于50mm时,宜采取增设钢筋网片等措施,控制裂缝宽度以及在受力过程中的混凝土保护层剥离脱落。当采用叠合框架梁时,后浇混凝土叠合层厚度不宜小于150mm,抗震等级为一、二级叠合框架梁的梁端箍筋加密区宜采用整体封闭箍筋。
(4)采用预制柱及叠合梁的装配整体式框架中,柱底接缝宜设置在楼面标高处,且后浇节点区混凝土上表面应设置粗糙面。柱纵向受力钢筋应贯穿后浇节点区,柱底接缝厚度为20mm,并应用灌浆料填实。装配式框架节点中,包括中间层中节点、中间层端节点、顶层中节点和顶层端节点,框架梁和框架柱的纵向钢筋的锚固和连接可采用与现浇框架结构节点的方式,对于顶层端节点还可采用柱伸出屋面并将柱纵向受力钢筋锚固在伸出段内的方式。
3、工程案例
江苏省南通市海门老年公寓主楼结构体系是国内首例最高预制装配整体式框架剪力墙结构。为一类居住建筑,设计使用年限为50年,抗震设防烈度为6度。总建筑面积为21265.1m2,其中地下2层、面积2659.5m2,地上25层、面积18605.6m2,建筑高度85.200m。工程预制率达到47%,装配率达68%。
本工程地上3层及地下部分均为现浇结构,4层以上楼面框架柱、楼梯、阳台预制,剪力墙现浇,水平构件梁、板采用叠合构件。工程结构体系选型合理,框架柱、梁受力钢筋连接采用钢筋套筒灌浆连接。预制技术应用范围如下:
1)结构主体竖向构件采用预制混凝土框架柱;
2)水平楼面梁采用预制混凝土叠合梁;
3)楼板采用预制混凝土叠合板;
4)标准层楼梯采用预制混凝土梯板;
5)填充墙采用蒸压轻质加气混凝土板材(NALC板);
6)外墙采用预制混凝土外挂墙板。
实施效果:节能环保,工期比传统施工缩短一半,形成多项装配式混凝土结构技术成果。
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