CECS規(guī)程技術(shù)要點(diǎn)

術(shù)   語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力壓接裝配混凝土框架 prestressed precast concrete frame

全部或主要由預(yù)應(yīng)力壓接裝配混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)組成的框架。簡(jiǎn)稱壓接裝配框架。

預(yù)應(yīng)力壓接裝配混凝土梁柱節(jié)點(diǎn) prestressed precast concrete beam-column connection

由預(yù)制柱和疊合梁通過后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線、梁疊合層內(nèi)的梁端耗能鋼筋及后澆混凝土疊合層連接在一起，具有抗彎能力、耗能能力和一定自復(fù)位能力的裝配式梁柱剛接節(jié)點(diǎn)。簡(jiǎn)稱壓接裝配梁柱節(jié)點(diǎn)。

梁端耗能鋼筋energy-dissipating reinforcement in beam

具有一定長(zhǎng)度無粘結(jié)段或削弱段，能夠在指定部位耗散地震能量的框架梁端負(fù)彎矩鋼筋。

附加抗剪鋼筋additional shear reinforcement

兩端分別錨固于預(yù)制柱與疊合梁端疊合層底部，主要用于承擔(dān)梁端剪力的預(yù)制柱與疊合梁的連接鋼筋。

柱端耗能鋼筋energy-dissipating reinforcement in column

具有一定長(zhǎng)度無粘結(jié)段或削弱段，能夠在柱身端部、相連基礎(chǔ)內(nèi)或相連梁柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)等指定部位耗散地震能量的柱端縱向鋼筋。

柱端鋼筋耗能型節(jié)點(diǎn)column base connection with energy-dissipating bar

采用柱端耗能鋼筋連接基礎(chǔ)或相鄰梁柱節(jié)點(diǎn)的柱端連接節(jié)點(diǎn)。

柱端外包鋼板低損傷節(jié)點(diǎn)low-damage column base connection encased by steel plates

在柱端部一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置，用于加強(qiáng)混凝土約束的外包鋼板的柱端鋼筋耗能型節(jié)點(diǎn)。

基本規(guī)定

（1）適用范圍

《規(guī)程》適用于抗震設(shè)防烈度為 6 度至 8度地區(qū)預(yù)應(yīng)力壓接裝配混凝土框架的工程應(yīng)用。中建集團(tuán)進(jìn)行的PPEFF體系理論研究、數(shù)值分析以及試驗(yàn)結(jié)果均表明PPEFF體系具有比現(xiàn)澆框架更好的抗震性能和低損傷特點(diǎn)，更適合在高地震烈度地區(qū)應(yīng)用。

《規(guī)程》3.1.2條給出了最大適用高度的建議：采用壓接裝配框架的各類房屋結(jié)構(gòu)最大適用高度不宜超過表 3. 1. 2的規(guī)定；對(duì)于平面或豎向均不規(guī)則的高層建筑，最大適用高度宜適當(dāng)降低。

（2）結(jié)構(gòu)布置

壓接裝配框架應(yīng)具有清晰、完整及可靠的傳力途徑。壓接裝配框架較現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能更好，作為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系的一部分，與樓板或剪力墻等形成結(jié)構(gòu)完整的抗側(cè)力體系（圖 4）。壓接裝配框架可以和現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)混合使用，結(jié)構(gòu)整體應(yīng)具有滿足要求的承載力、剛度、延性和消耗地震能量的能力（圖 5和圖 6）。當(dāng)建筑地上部分帶有裙房、建筑平面變化多、標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件少時(shí)，裙房及以下部分可根據(jù)需要采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，裙房以上標(biāo)準(zhǔn)程度高的樓層使用壓接裝配框架，以提高裝配效率。

（3）地震作用與抗震驗(yàn)算

壓接裝配框架的阻尼比可采用0.03。采用壓接裝配框架的各類結(jié)構(gòu)等效阻尼比可按壓接裝配框架部分在整個(gè)結(jié)構(gòu)總變形能中所占比例折算。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，等效阻尼比也可根據(jù)壓接裝配框架所承擔(dān)豎向荷載的結(jié)構(gòu)面積占總結(jié)構(gòu)面積比按表3. 2. 2的規(guī)定取值。如兩個(gè)方向面積比不同時(shí)，等效阻尼比應(yīng)取較小值。對(duì)于框架-抗震墻結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)，等效阻尼比可取0.05。

（4）性能要求

《規(guī)程》第3.3節(jié)對(duì)壓接框架梁柱節(jié)點(diǎn)位移極狀態(tài)下的轉(zhuǎn)動(dòng)能力提出了量化要求：“一、二級(jí)壓接裝配框架梁柱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)變形能力不應(yīng)小于0.03 rad，三、四級(jí)壓接裝配框架梁柱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)變形能力不應(yīng)小于0.025 rad。壓接裝配框架梁柱節(jié)點(diǎn)位移極限狀態(tài)下，梁端耗能鋼筋的應(yīng)變均應(yīng)小于0.065，預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)力均應(yīng)小于。”梁端耗能鋼筋應(yīng)變和預(yù)應(yīng)力鋼絞線的應(yīng)力可按本規(guī)程附錄A的簡(jiǎn)化方法計(jì)算，也可按本規(guī)程附錄B的彈塑性分析方法計(jì)算。《規(guī)程》關(guān)于節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)能力的要求和計(jì)算方法參考了美國(guó)ACI 550.3和我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土抗震設(shè)計(jì)規(guī)程的相關(guān)規(guī)定。

結(jié)構(gòu)分析

（1）為方便小震下的設(shè)計(jì)，兼容現(xiàn)有規(guī)范和設(shè)計(jì)軟件，《規(guī)程》第5.1.2條規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力、豎向荷載、風(fēng)荷載及多遇地震作用下，結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)分析宜采用彈性分析方法，并應(yīng)考慮次內(nèi)力的影響。《規(guī)程》第5.1.3條規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力、豎向荷載、風(fēng)荷載及多遇地震作用下，壓接裝配框架可采用與現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相同的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力分析與位移計(jì)算，計(jì)算模型中壓接裝配框架梁柱節(jié)點(diǎn)可假定為剛接節(jié)點(diǎn)。

中建集團(tuán)進(jìn)行的節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究表明，預(yù)應(yīng)力壓接裝配混凝土框架較現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)具有更好的剛度、承載能力和抗震性能，在“彈性狀態(tài)”下符合節(jié)點(diǎn)“剛接”假定。因此，為方便設(shè)計(jì)，并與現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)程相銜接，在彈性階段的結(jié)構(gòu)整體分析可以采用我國(guó)現(xiàn)有現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)常用的設(shè)計(jì)分析軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

（2）《規(guī)程》第5.1.5條規(guī)定，豎向荷載作用下，可對(duì)壓接裝配框架梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅，彎矩調(diào)幅系數(shù)不宜小于0.75；壓接裝配框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值的65%。

豎向荷載作用下，宜考慮梁端轉(zhuǎn)動(dòng)剛度降低造成框架梁跨中彎矩的增大，同時(shí)可減少梁端配筋有利于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁和強(qiáng)剪弱彎的抗震性能目標(biāo)。現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3中對(duì)裝配整體式結(jié)構(gòu)的彎矩調(diào)幅系數(shù)取0.7~0.8，現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010中對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的彎矩調(diào)幅系數(shù)取值為0.8。此處綜合考慮，規(guī)定PPEFF體系的梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)取值為0.75，并要求截面設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值的65%，較現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3中規(guī)定的不小于按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值的50%的規(guī)定適當(dāng)提高。

（3）《規(guī)程》第5.2節(jié)給出了彈塑性分析的相關(guān)要求，同時(shí)附錄B中給出了建議的彈塑性模型建模方法（圖 7），附錄C中給出了壓接框架體系特有的性能化設(shè)計(jì)目標(biāo)（表C.0.3）。

壓接裝配梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)入塑性階段后，在反復(fù)荷載作用下梁柱結(jié)合面張開與閉合，以梁端耗能鋼筋拉壓耗能為主，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性工作狀態(tài)。梁柱結(jié)合面的張開和閉合，提高了節(jié)點(diǎn)變形能力，也使得預(yù)制梁柱本身混凝土損傷減小，損傷主要集中在接縫周邊部位。附錄B中提供的壓接裝配梁柱節(jié)點(diǎn)彈塑性分析模型已經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，能夠很好地模擬梁柱結(jié)合面的開合行為且適合工程計(jì)算。

與目前國(guó)內(nèi)的“等同現(xiàn)澆”體系的罕遇設(shè)計(jì)規(guī)定相比，《規(guī)程》對(duì)結(jié)構(gòu)整體分析量化計(jì)算及要求更高，并增加了罕遇地震預(yù)應(yīng)力筋保持彈性的要求，更好的保證了“大震不倒”的要求。

（編輯：奚雅青）

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