裝配式建筑“先進成熟適用新技術”介紹-預應力壓接裝配混凝土框架結構體系

預應力壓接裝配混凝土框架結構體系

1. 技術內容

預應力壓接裝配混凝土框架結構體系（中建ppeff體系）是指框架梁柱節點全部或主要采用預應力壓接裝配混凝土梁柱連接節點，且在預應力框架梁跨中部設置局部有粘結段，形成兼具豎向承載能力、抗側能力和抗連續倒塌能力的裝配式混凝土框架結構體系。簡稱壓接裝配框架。預應力壓接裝配混凝土梁柱連接節點是指由預制混凝土疊合梁和預制柱通過后張無粘結預應力鋼絞線、梁疊合層內的梁端耗能鋼筋及后澆混凝土疊合層連接在一起的具有較強抗彎能力、耗能能力和一定自復位能力的一種裝配式梁柱剛接節點。

（a）預應力壓接裝配混凝土梁柱連接節點

（b）預應力壓接裝配混凝土框架結構

圖1 預應力壓接裝配混凝土框架結構示意

2. 技術指標

1. 壓接裝配框架梁應采用后張局部有粘結預應力混凝土疊合梁。后張預應力鋼絞線應位于疊合梁中預制部分截面的形心或以下，預應力鋼絞線的設計有效預應力應小于0.65fptk。梁后澆混凝土疊合層厚度不應小于150mm。2. 壓接裝配框架的樓板宜采用帶后澆疊合層的預制板，樓板后澆混凝土疊合層厚度不應小于50mm。疊合梁與疊合樓板應通過后澆疊合層及連接鋼筋進行可靠連接。3. 壓接裝配框架的框架柱可采用預制混凝土實心柱、芯部后澆混凝土預制空心柱或鋼管混凝土柱。預制混凝土柱應考慮預制構件生產和安裝階段設備起吊能力的限制，宜為2~3層一節。4. 結構豎向剛度突變處的框架柱端部，抗震等級為一級、二級時可采用柱端鋼筋耗能型節點；抗震等級為一級時宜采用柱端外包鋼板低損傷節點。5. 壓接裝配框架梁柱連接節點構造應符合下列規定：（1）梁端耗能鋼筋的梁中部分與柱內預埋部分應通過等強直螺紋套筒連接，連接接頭應達到ⅰ級接頭要求。（2）抗震等級為一級、二級和三級的壓接裝配框架梁端耗能鋼筋在柱外側應設置削弱無粘結段，削弱無粘結段長度宜為200~300mm，起始端應距梁端部2~4倍鋼筋直徑，如圖2所示。耗能鋼筋削弱段的削弱面積宜為10~20%，鋼筋削弱段與非削弱段應設置不小于1：4的平滑過渡，如圖3所示。（3）預應力鋼絞線宜直線穿過預制梁柱結合面，預應力鋼絞線宜為單束且沿梁寬方向居中設置。（4）當梁柱接觸面豎向抗剪承載力不滿足時，應在柱上設置永久鋼筋混凝土牛腿或永久鋼牛腿承擔梁端剪力。

1—預制柱；2—預制梁；3—纖維高強灌漿料灌縫；4—耗能鋼筋；5—鋼筋連接器；6—垂直方向預應力鋼絞線；7—削弱無粘段

（a）梁柱中節點

1—預制柱；2—預制梁；3—纖維高強灌漿料灌縫；4—預應力錨環；5—錨頭防護；6—耗能鋼筋；7—鋼筋連接器；8—垂直方向預應力鋼絞線；9—削弱無粘段

（b）梁柱邊節點圖2 框架梁柱連接節點構造

1—耗能鋼筋；2—螺紋；3—無粘接削弱段

圖3 梁端上部鋼筋削弱示意圖

6. 壓接裝配框架梁柱接縫處的灌縫材料應采用添加鍍銅鋼纖維的無收縮水泥基灌漿材料。鍍銅鋼纖維直徑宜為0.2mm，長度宜為6~14mm。鍍銅鋼纖維在拌合物中的體積摻量不宜小于0.5%，也不應大于1.5%。水泥基灌漿材料1d抗壓強度不應小于20mpa，28d抗壓強度不應小于60mpa，且不小于所連接梁的混凝土強度。

3. 技術優勢

壓接裝配框架是統籌考慮結構整體性、安全性、建造效率和成本的一體化裝配式結構體系，其布置靈活、適用性強，可以實現向鋼框架一樣的高效建造。由于采用柱貫通型梁柱節點，預制柱可以像鋼結構一樣2~3層一節預制，提高建造效率；柱與柱間的拼接位置也可以根據情況靈活選擇。柱子可以采用預制混凝土柱或鋼管混凝土柱。

梁采用疊合梁，其預制部分在施工現場與預制柱通過預應力鋼絞線壓接在一起，像鋼結構摩擦型高強螺栓一樣實現“干式”高效裝配，同時依靠預壓力來抵抗接觸面的豎向剪力。充分利用疊合梁的后澆疊合層空間，實現了梁端負彎矩鋼筋與柱的施工現場用直螺紋套筒“干式”高效連接。

樓蓋采用疊合樓板，像鋼結構一樣樓蓋整澆，具有結構整體性好，防水、防火和隔聲性能優良，便于設備管線預埋等多項優點。疊合樓板的預制底板可采用預制預應力空心樓板、鋼筋桁架疊合板、預應力鋼管桁架疊合板或桁架鋼樓承板等多種形式。

通過以上措施，實現了預制混凝土框架結構的“干式”高效裝配，預制構件標準化程度高，最大化降低了現場濕作業量，壓接裝配框架結構已在我國湖北、江蘇、浙江、貴州和廣東五個省建成了多項3~8層的示范工程，實現了“五天兩層”的高效建造。

4. 適用范圍

壓接裝配框架可廣泛適用于抗震設防烈度為6~8度區的多高層辦公、商業、學校、酒店、公寓、多層倉庫及工業廠房等建筑。對于地上部分帶有裙房、建筑平面變化多的房屋，裙房及以下部分可采用現澆混凝土結構，裙房以上的標準樓層采用壓接裝配框架，以提高預制構件標準化程度。

5. 工程實例

武漢同心花苑幼兒園項目、中建科技徐州辦公樓項目、湖州市建筑工業化pc構件生產基地項目、貴州息烽循環經濟裝配式建筑建造產業基地（一期）2#樓項目、廣州白云機場三期擴建工程周邊臨空經濟產業園區養老院項目。