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CECS标准《预应力压接装配混凝土框架应用技术规程》主要技术

发布日期:2022-08-05 来源:火狐体育首页 作者:火狐体育平台app下载

  由预制柱和叠合梁通过后张无粘结预应力钢绞线、梁叠合层内的梁端耗能钢筋及后浇混凝土叠合层连接在一起,具有抗弯能力、耗能能力和一定自复位能力的装配式梁柱刚接节点。简称压接装配梁柱节点。

  具有一定长度无粘结段或削弱段,能够在指定部位耗散地震能量的框架梁端负弯矩钢筋。

  两端分别锚固于预制柱与叠合梁端叠合层底部,主要用于承担梁端剪力的预制柱与叠合梁的连接钢筋。

  具有一定长度无粘结段或削弱段,能够在柱身端部、相连基础内或相连梁柱节点内等指定部位耗散地震能量的柱端纵向钢筋。

  在柱端部一定长度范围内设置,用于加强混凝土约束的外包钢板的柱端钢筋耗能型节点。

  《规程》适用于抗震设防烈度为 6 度至 8度地区预应力压接装配混凝土框架的工程应用。中建集团进行的PPEFF体系理论研究、数值分析以及试验结果均表明PPEFF体系具有比现浇框架更好的抗震性能和低损伤特点,更适合在高地震烈度地区应用。

  《规程》3.1.2条给出了最大适用高度的建议:采用压接装配框架的各类房屋结构最大适用高度不宜超过表 3. 1. 2的规定;对于平面或竖向均不规则的高层建筑,最大适用高度宜适当降低。

  压接装配框架应具有清晰、完整及可靠的传力途径。压接装配框架较现浇混凝土框架结构的抗震性能更好,作为结构抗侧力体系的一部分,与楼板或剪力墙等形成结构完整的抗侧力体系(图 4)。压接装配框架可以和现浇混凝土结构、钢结构或组合结构混合使用,结构整体应具有满足要求的承载力、刚度、延性和消耗地震能量的能力(图 5和图 6)。当建筑地上部分带有裙房、建筑平面变化多、标准化构件少时,裙房及以下部分可根据需要采用现浇混凝土结构,裙房以上标准程度高的楼层使用压接装配框架,以提高装配效率。

  压接装配框架的阻尼比可采用0.03。采用压接装配框架的各类结构等效阻尼比可按压接装配框架部分在整个结构总变形能中所占比例折算。对于框架结构,等效阻尼比也可根据压接装配框架所承担竖向荷载的结构面积占总结构面积比按表3. 2. 2的规定取值。如两个方向面积比不同时,等效阻尼比应取较小值。对于框架-抗震墙结构和框架-核心筒结构,等效阻尼比可取0.05。

  《规程》第3.3节对压接框架梁柱节点位移极状态下的转动能力提出了量化要求:“一、二级压接装配框架梁柱节点转动变形能力不应小于0.03 rad,三、四级压接装配框架梁柱节点转动变形能力不应小于0.025 rad。压接装配框架梁柱节点位移极限状态下,梁端耗能钢筋的应变均应小于0.065,预应力钢绞线应力均应小于。”梁端耗能钢筋应变和预应力钢绞线的应力可按本规程附录A的简化方法计算,也可按本规程附录B的弹塑性分析方法计算。《规程》关于节点转动能力的要求和计算方法参考了美国ACI 550.3和我国预应力混凝土抗震设计规程的相关规定。

  (1)为方便小震下的设计,兼容现有规范和设计软件,《规程》第5.1.2条规定,在预应力、竖向荷载、风荷载及多遇地震作用下,结构承载能力极限状态和正常使用极限状态的作用效应分析宜采用弹性分析方法,并应考虑次内力的影响。《规程》第5.1.3条规定,在预应力、竖向荷载、风荷载及多遇地震作用下,压接装配框架可采用与现浇预应力混凝土结构相同的方法进行结构整体内力分析与位移计算,计算模型中压接装配框架梁柱节点可假定为刚接节点。

  中建集团进行的节点试验研究表明,预应力压接装配混凝土框架较现浇框架结构具有更好的刚度、承载能力和抗震性能,在“弹性状态”下符合节点“刚接”假定。因此,为方便设计,并与现有设计规程相衔接,在弹性阶段的结构整体分析可以采用我国现有现浇预应力混凝土结构常用的设计分析软件进行设计计算。

  (2)《规程》第5.1.5条规定,竖向荷载作用下,可对压接装配框架梁端负弯矩进行调幅,弯矩调幅系数不宜小于0.75;压接装配框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的65%。

  竖向荷载作用下,宜考虑梁端转动刚度降低造成框架梁跨中弯矩的增大,同时可减少梁端配筋有利于实现强柱弱梁和强剪弱弯的抗震性能目标。现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3中对装配整体式结构的弯矩调幅系数取0.7~0.8,现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中对预应力结构的弯矩调幅系数取值为0.8。此处综合考虑,规定PPEFF体系的梁端弯矩调幅系数取值为0.75,并要求截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的65%,较现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3中规定的不小于按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%的规定适当提高。

  (3)《规程》第5.2节给出了弹塑性分析的相关要求,同时附录B中给出了建议的弹塑性模型建模方法(图 7),附录C中给出了压接框架体系特有的性能化设计目标(表C.0.3)。

  压接装配梁柱节点进入塑性阶段后,在反复荷载作用下梁柱结合面张开与闭合,以梁端耗能钢筋拉压耗能为主,预应力筋始终处于弹性工作状态。梁柱结合面的张开和闭合,提高了节点变形能力,也使得预制梁柱本身混凝土损伤减小,损伤主要集中在接缝周边部位。附录B中提供的压接装配梁柱节点弹塑性分析模型已经试验验证,能够很好地模拟梁柱结合面的开合行为且适合工程计算。

  与目前国内的“等同现浇”体系的罕遇设计规定相比,《规程》对结构整体分析量化计算及要求更高,并增加了罕遇地震预应力筋保持弹性的要求,更好的保证了“大震不倒”的要求。



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