李志武《高层装配整体式剪力墙结构底部加强部位预制解决方案》

高层装配整体式剪力墙结构底部加强部位预制解决方案2017.06.27福州·中国Fuzhou·China中建科技集团有限公司中建建筑工业化设计研究院汇报人：李志武主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析

底部加强区不宜预制的原因主要内容：1原因与问题

2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析原因一：底部加强部位是结构的塑性铰区，对建筑物的抗震性能非常重要，尤其在高烈度地区；原因二：底部加强区受力较大，构件截面大且配筋较多，配筋构造比较复杂，不利于预制构件的连接；原因三：结构底部或首层往往由于建筑功能需要，不太规则，不适合采用预制构件。问题：由于现有规范和技术的限制，多数高层装配整体式剪力墙建筑，底部加强部位仍然采用传统现浇结构，底部加强部位以上采取装配式结构，导致在施工时，一栋建筑两种施工工法，工序繁琐，没有充分发挥全装配化施工的优势。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析底部现浇上部预制问题：依据现行国家标准《建筑工业化评价标准》GB/T51129-2015以及《装配式建筑评价标准》（征求意见稿），两本评价标准，评判一栋建筑工业化程度均是从室外地面以上开始计算，若底部加强部位仍然采用传统现浇结构，将显著影响一栋建筑预制装配指标的数据。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析H=50m预制率h=6mh=6mh=9mh=9mH=60mH=70mH=80m约20%标准层标准层标准层标准层底部底部底部底部约18%约19%约18%预制率预制率预制率2.1现行标准对底部加强部位的要求国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1第6.1.8条：剪力墙结构底部加强部位宜采用现浇混凝土；北京地方标准《装配式剪力墙结构设计规程》DB11/1003第5.1.5条：依据不同抗震等级有如下要求：抗震等级为一级时，高层建筑底部加强部位及相邻上一层应采用现浇剪力墙；抗震等级为二、三级时，高层建筑底部加强部位及相邻上一层宜采用现浇剪力墙；抗震等级为二、三级且底层墙肢轴压比不大于0.30或抗震等级为四级时，底部加强部位也可部分装配，但应对预制墙板的连接采取加强措施。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析2.1现行标准对底部加强部位的要求国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231第5.1.7条1当设置地下室时，宜采用现浇混凝土;2剪力墙结构和部分框支剪力墙结构底部加强部位宜采用现浇混凝土;3框架结构的首层柱宜采用现浇混凝土;4当底部加强部位的剪力墙、框架结构的首层柱采用预制混凝土时，应采取可靠技术措施。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析钱佳茹清华大学：

《竖向钢筋套筒灌浆连接的预制剪力墙抗震性能试验》2011年2月完成了5个剪跨比为2.25的剪力墙试件的拟静力试验,其中一个为现浇墙试件,两个为全预制墙试件,两个为采用竖向现浇带连接的预制墙试件,预制墙的竖向钢筋与地梁预留的竖向钢筋采用套筒套筒连接。试验结果表明：套筒灌浆连接能够有效传递竖向钢筋的应力；预制墙试件的破坏形态与现浇墙试件的破坏形态相同,为钢筋受拉屈服、混凝土受压破坏；预制墙试件的刚度和耗能能力与现浇墙试件相当。姜洪斌哈尔滨工业大学：《预制钢筋混凝土剪力墙结构拟动力子结构试验研究》2011年6月采用等效力控制方法对足尺试验模型进行了拟动力子结构试验,研究该结构在地震作用下的破坏过程和变形能力，获得了模型下降段试验数据，给出了结构各层的位移时程曲线、层间滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线以及延性等，为该类结构在地震作用下的弹塑性分析提供了试验数据。试验结果表明：连接技术可靠，能够很好地保证其在地震作用下连接性能；该结构模型属于延性结构，可以满足我国现行抗震设计规范7度设防区多道抗震设防的要求，符合＂三水准＂抗震设防目标,具有较好的整体抗震性能,经过合理设计可以在地震设防区使用。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析李爱群东南大学《预制混凝土剪力墙结构振动台试验研究》2015年6月建成两个1/4缩尺模型,分别为预制混凝土剪力墙（PCSW）结构模型和现浇混凝土剪力墙(CCSW)结构模型，利用振动台试验对比研究了PCSW结构和CCSW结构动力性能和地震响应。试验结果表明：新型装配式剪力墙水平接缝连接可靠，能够满足罕遇地震下的连接要求。顶点的绝对加速度包络值、剪重比、层间位移包络值呈非线性增大趋势。PCSW结构和CCSW结构具有相近的加速度分布、层间位移分布、层间剪力分布、剪重比分布。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析薛伟辰同济大学《套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙结构》2017年1月完成了四批不同轴压比、不同混凝土强度等级的套筒灌浆连接装配整体式混凝土剪力墙的低周反复荷载试验。试验结果表明：在平面内和平面外荷载作用下，套筒连接装配整体式混凝土剪力墙与现浇混凝土剪力墙的破坏形态、耗能性能、承载力与延性均较接近，套筒连接装配整体式混凝土剪力墙具有“等同现浇”的抗震性能。因此，在底部加强区应用套筒灌浆连接装配整体式混凝土剪力墙不会影响结构的抗震性能。技术解决方案概述主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析4.1建筑方案的规则性与高宽比的控制良好的建筑体型、规则性适宜的建筑高宽比外立面设计协调4.2关于剪力墙耗能的思考主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析目标是形成连梁耗能机制控制连梁跨高比在合理区间（2.5~5），形成连梁耗能机制。连梁先于墙肢出现正截面弯曲破坏，受拉钢筋屈服，端部截面形成塑性铰。尽量避免出现1）连梁刚度较小（如当连梁的跨高比大于5）时，使多肢剪力墙结构变为壁式框架结构或接近排架结构（弱连梁连接的独立墙肢）。结构的侧向刚度很小，连梁的耗能能力大为降低，对抗震不利。

2）连梁刚度过大（如当连梁的跨高比小于2.5）时，连梁的耗能能力很小，在强烈地震作用下，当连梁破坏后，极容易导致剪力墙墙肢的破坏，也应避免。4.3底部加强部位采用高强混凝土等级或烈度一级（9度）一级（6、7、8度）二、三级轴压比0.10.20.3剪力墙可不设约束边缘构件的最大轴压比降低底部加强部位墙肢轴压比，使墙肢具有很好的延性，同时，降低底部加强部位的要求，底部加强部位仅设置构造边缘构件即可，简化配筋构造，便于钢筋连接。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析4.4适当降低建筑高度结构类型抗震设防烈度6度7度8度（0.2g）8度（0.3g）装配整体式剪力墙结构130（120）110（100）90（80）70（60）底部加强部位装配70706060减小底部加强部位的内力，从而减小底部剪力墙对配筋的要求；减轻自重，从而减小底部加强部位轴压比，增加结构延性。装配整体式剪力墙结构房屋的最大适用高度表主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析抗震设防类别抗震设防烈度底部加强部位混凝土强度等级最大适用高度丙类6度≤C6070m7度≤C6070m8度≤C6060m注：1.在6、7度区丙类住宅建筑中，当有合理的技术措施和成熟的使用经验经验时，在装配式剪力墙结构底部墙体使用C60级以上等级混凝土时，装配整体式剪力墙结构底层采用预制剪力墙结构的最大高度可适当提高。2.在8度区丙类住宅建筑中，当建筑高度超过70m后，在装配整体式剪力墙结构底部墙体使用C60级以上等级混凝土意义不大，不推荐采用。正负零以上采用全装配技术的建筑最大适用高度表主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析4.4适当降低建筑高度4.5底部加强部位预制构件与标准层预制构件协调统一底部加强部位建筑功能与层高尽可能与标准层建筑功能一致不采用底部带转换的框支剪力墙结构底部加强部位墙肢布置和截面大小与标准层相同主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析4.6底部加强区采用全预制装配时，结构设计应采取加强措施底部加强部位范围的水平后浇带建议采用钢筋混凝土圈梁的构造形式；底部加强部位范围的竖向现浇节点部位应将纵向钢筋进行适当增强；正负零部位水平接缝应加强结构抗剪承载能力。主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析4.6底部加强区采用全预制装配时，结构设计应采取加强措施主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析5.1案例分析主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析项目名称设防烈度建筑层数数量设计时间项目阶段北京万科某项目8度9层4栋2010年竣工北京万科某项目9~15层17栋2012年竣工北京万科某项目9~15层6栋2013年竣工北京某公租房14~17层7栋2016年在施北京某家园项目18层2栋2016年施工图合肥某小区7度8~16层38栋2017年施工图合肥某小区11~18层7栋2017年初步设计5.1案例分析主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析技术措施技术说明控制墙肢轴压比≤0.3采用构造边缘构件，构件配筋为构造配筋首层增加内横墙附加刚度和耗能机制，配筋形式采用“交叉斜筋”±0.00处连接加强增加底部连接抗剪、抗拉承载能力，连接≥构件20%翼缘墙肢的加强措施端部、角部的翼缘墙肢配置抗剪件提高现浇剪力墙的配筋墙体分布钢筋、边缘构件配筋—提高20%加强现浇连梁配筋连梁纵筋、箍筋配置数量均适当增加楼层处设置圈梁首、二层外墙，在顶板处设置高度为180mm的圈梁北京某项目5.2C60混凝土应用案例墙体布置平面图主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析5.2C60混凝土应用案例楼板布置平面图主要内容：1原因与问题2现行规范要求3理论分析与试验验证4技术解决方案5案例分析6、7度-27层81米模型1-底部墙肢轴压比分布图（C40）6、7度