8.2装配式混凝土预制柱

主讲人：胡肖一装配式混凝土预制柱匠心筑梦·融智成城预制柱产生的背景从预制柱的技术发展来看，我国在20世纪60年代至90年代，低成本、周期短的装配式建筑发展较快，普遍采用装配式钢筋混凝土结构单层厂房，对应有实腹式预制柱和格构式预制柱。进入20世纪90年代中后期，基本上由门式刚架钢结构及刚架柱代替。预制柱产生的背景21世纪以来，绿色、快捷的装配整体式框架结构重新被关注，主要用于需要开敞大空间的建筑，近年来也逐渐应用于居民住宅等民用建筑。其结构传力路径明确，装配效率高，现浇湿作业少，是最适合进行预制装配化的结构形式之一。预制柱的定义和类型预制混凝土柱是指预先按设计规定尺寸制做好模板，然后浇筑成型的混凝土柱，运至施工现场按设计要求位置进行安装固定的柱。在装配整体式框架结构中，常将预制柱做成矩形截面，预制柱现在采用的生产工艺多为全灌浆套筒连接，最后采用合格的灌浆料进行灌浆，最大限度保证产品的质量。装配整体式结构中一般部位的框架柱采用预制柱，重要或关键部位的框架柱应现浇，如穿层柱、跃层柱、斜柱、高层框架结构中地下室部分及首层柱。预制柱的优点（1）预制柱可提高工厂化、机械化施工程度；（2）减少现场湿作业，节约现场用工；（3）克服季节影响，缩短建筑施工周期。。预制柱的构造要求预制混凝土柱是指预先按设计规定尺寸制做好模板，然后浇筑预制柱的设计应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求，并应符合下列规定：1.矩形柱截面边长不宜小于400mm，圆形截面柱直径不宜小于450mm，且不宜小于同方向梁宽的1.5倍。图中Hn为框架柱净高；△1为柱顶预留间隙，由设计确定；lcn为预制柱长度，取lcn=Hn-△1-20。成型的混凝土柱，运至施工现场按设计要求位置进行安装固定的柱。在装配整体式框架结构中，常将预制柱做成矩形截面，预制柱现在采用的生产工艺多为全灌浆套筒连接，最后采用合格的灌浆料进行灌浆，最大限度保证产品的质量。装配整体式结构中一般部位的框架柱采用预制柱，重要或关键部位的框架柱应现浇，如穿层柱、跃层柱、斜柱、高层框架结构中地下室部分及首层柱。预制柱的构造要求预制柱的设计应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求，并应符合下列规定：预制柱顶宜设置粗糙面，当有可靠经验时，柱顶、柱底结合面做法、预埋吊件、灌浆孔和出浆孔引出位置也可采用其他形式，由设计确定。预制柱的构造要求预制柱的设计应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求，并应符合下列规定：2.柱纵向受力钢筋在柱底连接时，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；当采用套筒灌浆连接或浆锚搭接连接等方式时，套筒或搭接段上端第一道箍筋距离套筒或搭接段顶部不应大于50mm。预制柱的构造要求预制柱的设计应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的要求，并应符合下列规定除具体工程设计标注有箍筋全高加密外，框架柱的箍筋加密区按本图所示，尚应满足：1）取柱长边的截面高度、柱净高的1/6和500mm三者的最大值；2）底层柱的下端箍筋加密区不小于框架柱净高的1/3；3）刚性地面上下各500mm；4）不小于纵向受力钢筋套筒灌浆连接区域长度与500mm之和。预制柱的构造要求3.柱纵向受力钢筋直径不宜小于20mm，纵向受力钢筋的间距不宜大于200mm且不应大于400mm。柱的纵向受力钢筋可集中于四角配置且宜对称布置。柱中可设置纵向辅助钢筋且直径不宜小于12mm和箍筋直径；当正截面承载力计算不计入纵向辅助钢筋时，纵向辅助钢筋可不伸入框架节点。4.预制柱箍筋可采用连续复合箍筋。预制柱的构造要求（4）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：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；

柱底接缝厚度宜为20mm，并应采用灌浆料填实。。预制柱的钢筋连接要求《装规》7.1.2条：当房屋高度不大于12m或层数不超过3层时，可采用套筒灌浆、浆锚搭接、焊接等连接方式；当房屋高度大于12m或层数超过3层时，宜采用套筒灌浆连接。预制柱的钢筋连接要求《装规》6.5.3条纵向钢筋采用套筒灌浆连接时，应符合下列规定：

接头应满足行业标准《钢筋机械连接技术规程JGJ107-2010中I级接头的性能要求，并应符合国家现行有关标准的规定；预制柱中钢筋接头处套筒外侧箍筋的混凝土保护层厚度不应小于20mm；套筒之间的净距不应小于25mm。预制柱的钢筋连接要求箍筋、拉筋平直段长度10d（抗震、受扭）；箍筋、拉筋平直段长度5d（其它）预制柱的钢筋连接要求——套筒选择灌浆套筒原理：灌浆套筒是金属材质圆筒，用于钢筋连接。两根钢筋从套筒两端插入，套筒内注满水泥基灌浆料，通过灌浆料的传力作用实现钢筋对接。预制柱的钢筋连接要求——套筒选择半灌浆连接套筒一端采用套筒灌浆料连接方式，另一端采用机械连接方式（如螺旋方式）连接的套筒为半灌浆套筒。全灌浆连接套筒

两端均采用套筒灌浆料连接的套筒为全灌浆套筒。预制柱的吊装《装规》6.2.2条、6.2.3条

预制构件在翻转、运输、吊运、安装等短暂设计状况下的施工验算，应将构件自重标准值乘以动力系数后作为等效静力荷载标准值。构件运输、吊运时，动力系数宜取1.5；构件翻转及安装过程中就位、临时固定时，动力系数可取1.2。预制柱的吊装预制构件进行脱模验算时，等效静力荷载标准值应取构件自重标准值乘以动力系数后与脱模吸附力之和，且不宜小于构件自重标准值的1.5倍。动力系数与脱模吸附力应符合下列规定：1.动力系数不宜小于1.2；2.脱模吸附力应根据构件和模具的实际状况取用，且不宜小于1.5kN/m2。预制柱的结合面《装规》6.5.5条预制柱的底部应设置键槽且宜设置粗糙面，键槽应均匀布置，键槽深度不宜小于30mm，键槽端部斜面倾角不宜大于30°。柱顶应设置粗糙面。粗糙面的面积不宜小于结合面的80%，预制柱端的粗糙面凹凸深度不应小于6mm。预制柱的出气口和出浆口出气口钢筋采用套筒灌浆连接时，柱底接缝灌浆与套筒灌浆可同时进行，采用同样的灌浆料一次完成。预制柱底部应有键槽，