第４ １卷 第１ １期２ ０ １ ４年１ １月
湖南大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）
Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１１
Ｎｏｖ．２ ０ １ ４
文章编号：１６７４－２９７４（２０１４）１１－００１５－０９
新型全装配式剪力墙结构水平缝节点的机理分析＊
孙 建１，邱洪兴１ ，陆 波２
（１．东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京 ２１００９６；
２．苏州设计研究院股份有限公司，江苏苏州 ２１５０２１）
摘 要：提出一种采用内嵌边框、高强螺栓以及连接钢框连接相邻层预制墙板的新型干
式连接方式．为研究该连接方案的可行性及连接件的传力机理，进行了试验研究及有限元模
拟；然后对节点的传力路径进行了分析，并讨论了连接件的制作误差对传力路径的影响；最
后对弹性阶段及弹塑性阶段时连接件的应力分布与重分布进行了分析，得到了连接钢框应
力分布的计算模型以及高强螺栓传递剪力的计算公式．试验研究及有限元分析表明，该新型
连接方案可行，传力路径明确．机理分析表明：连接钢框受压区的应力大于受拉区的应力；受
压区高强螺栓传递的剪力大于受拉区高强螺栓传递的剪力，受压区的高强螺栓率先发生
滑移．
关键词：预制混凝土；水平缝节点；高强螺栓；连接钢框；机理分析
中图分类号：ＴＵ３９８．２ 文献标识码：Ａ
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｊｏｉｎｔｓ ｉｎ
ａｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｅｃａｓｔ Ｓｈｅａｒ Ｗａｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ
ＳＵＮ Ｊｉａｎ１，ＱＩＵ Ｈｏｎｇ－ｘｉｎｇ１ ，ＬＵ Ｂｏ２
（１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｕｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏ ＬＴＤ，Ｓｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１５０２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｄｒｙ ｊｏｉｎｔ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ（ＥＬＳＦ），ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｏｌｔ（ＨＳＢ），ａｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ（ＣＳＦ）ａｓ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｔｏ ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｐｒｅｃａｓｔ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｐａｎｅｌｓ ｐｒｏｐｅｒｌｙ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ｎｏｖｅｌ ｊｏｉｎｔ ａｎｄｔｈｅ ｌｏａｄ－ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｆｉｒｓｔｌｙ；ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｌｏａｄ－ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ；ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎ－ｎｅｃｔｏｒｓ ｆｒｏｍ ｅｌａｓｔｉｃ ｓｔａｇｅ ｔｏ ｅｌａｓｔｉｃ－ｐｌａｓｔｉｃ ｓｔａｇｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎＣＳＦ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅｓ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｂｙ ＨＳＢｓ ｗｅｒｅ ｄｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｊｏｉｎｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｌｏａｄ－ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ ｒｏｕｔｅｉｓ ｃｏｎｃｉｓｅ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｚｏｎｅ ｏｆ ＣＳＦ ｉｓ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎｉｔｓ ｔｅｎｓｉｌｅ ｚｏｎｅ；ａｎｄ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅｓ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＨＳＢｓ ａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｚｏｎｅ ａｒｅ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＨＳＢｓ ａｔ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｚｏｎｅ，ｓｏ ｔｈｅ ＨＳＢｓ ａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｚｏｎｅ ｓｌｉｐｐｅｄ ｆｉｒｓｔｌｙ．
＊收稿日期：２０１４－０２－２５
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１０７８０７７）
作者简介：孙 建（１９８４－），男，江苏淮安人，东南大学博士研究生
通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉｕｈｘ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
湖南大学学报（自然科学版）２０１４年
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐａｖｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｃｏｎｃｖｅｔｅ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｊｏｉｎｔｓ；ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｏｌｔ；ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎａｌｙｓｉｓ
预制装配式混凝土结构具有能源消耗少、质量易控制、施工速度快、场地环境好以及收缩裂缝少等优点．２０１３年１月１日国务院办公厅转发了国家发展改革委员会、住房和城乡建设部制定的绿色建筑行动方案（国办发﹝２０１３﹞１号），明确提出要推广适合工业化生产的预制装配式混凝土结构体系．预制装配式结构的应用和推广有利于促进我国的建筑工业化和住宅产业化，它是未来建筑发展的方向．长期以来，国内外学者对各种预制装配式剪力墙结构进行了深入而广泛地研究，比如：装配式大板结构［１］，郭正兴等研究的新型装配式剪力墙结构［２－３］，带接缝连接梁的预制混凝土剪力墙［４］，哈尔滨工业大学与黑龙江宇辉集团合作研究的预制混凝土剪力墙结构［５］，Ｓｏｕｄｋｉ等［６－７］研究的预制混凝土剪力墙水平连接，Ｐｅｒｅｚ等［８－９］研究的后张无粘结预应力预制剪力墙结构体系．然而，这些研究中的大多数仍属于装配整体式结构，仍需部分湿作业．
孙建等［１０］提出了一种新型全装配式钢筋混凝土剪力墙（Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｅｃａｓｔ Ｓｈｅａｒ Ｗａｌｌ，ＩＰＳＷ）结构，对该新型结构中竖向缝连接方案的可行性进行了试验验证，然后在试验的基础上对竖向缝结构单元的抗剪承载力进行了分析．ＩＰＳＷ结构中水平缝节点通过在预制钢筋混凝土（ＲＣ）墙板上、下边缘设置内嵌边框，将墙板内竖向钢筋端部焊接于内嵌边框内侧，相邻层墙板之间借助连接钢框、高强螺栓连接，从而传递相邻层墙板之间的作用力．本文首先介绍ＩＰＳＷ结构水平缝的试验研究，然后结合有限元数值模拟对水平缝节点的传力机理进行重点分析．
１ 试验概况
１．１ 试件设计
制作２个水平缝试件，编号为ＷＨ－１，ＷＨ－２，分别进行单调加载试验、低周反复荷载试验．２个试件的尺寸、混凝土设计强度、配筋、连接件及螺栓孔等参数均相同．混凝土设计强度等级为Ｃ３５，水平分布筋、竖向分布筋、约束箍筋等均采用ＨＰＢ２３５级钢筋，连接钢框与内嵌边框由１０ｍｍ厚Ｑ２３５钢板焊接而成，高强螺栓采用１０．９级Ｍ１６，螺栓孔径为１８ｍｍ，试件见图１．连接钢框与内嵌边框之间摩擦面
的处理借鉴规程［１１］中的方法，综合考虑钢板加工工艺以及摩擦面的处理方法，抗滑移系数取为０．３５．
混凝土实测立方体抗压强度为３８．９ＭＰａ；ＨＰＢ２３５级 ８钢筋实测屈服强度为３０３ＭＰａ，抗拉强度为４６１ＭＰａ，弹性模量为２１０ＧＰａ；ＨＰＢ２３５级 ６．５钢筋实测屈服强度为３８２ＭＰａ，抗拉强度为５２５ＭＰａ，弹性模量为２１０ＧＰａ；１０ｍｍ厚Ｑ２３５级钢板实测屈服强度为２５９ＭＰａ，抗拉强度为３８５ＭＰａ，弹性模量为２０６ＧＰａ．
１．２ 测量内容
试验主要测量如下项目：１）试件顶部加载点的水平荷载和侧移；２）连接钢框的应变分布；３）试件受拉侧与受压侧连接钢框与内嵌边框之间的相对滑移；４）试件ＲＣ墙板中竖向钢筋与部分水平钢筋的应变；５）地梁的滑移．
１．３ 加载制度及装置
试验中采用张拉钢铰线的方法在ＷＨ－１，ＷＨ－２顶部施加竖向轴压力５０５ｋＮ并保持恒定．水平加载采用荷载和位移混合控制加载方法．对ＷＨ－１施加单调水平荷载，屈服前以１０ｋＮ为一级，屈服后以１ｍｍ或２ｍｍ为一级；对ＷＨ－２施加低周反复荷载（以推向为正，拉向为负），屈服前以２０ｋＮ为一级，每级循环一次，屈服后以屈服位移的整数倍为控制位移，每级循环两次．单调加载与反复加载均加载至试件承载力下降到峰值荷载的８５％以下或试件因变形过大不适于继续加载为止．加载装置见图２．
２ 试验结果与分析
２．１ 试验过程与破坏形态
ＷＨ－１加载至１００ｋＮ时，受拉侧根部处出现第一条水平裂缝；在１００～１１０ｋＮ及１２０～１３０ｋＮ的过程中，各听到一次“嘭”声；加载至１６０ｋＮ时，荷载－位移曲线偏离直线，且受拉侧最外排竖向钢筋屈服，之后转入位移控制加载阶段；随着水平位移的增加，受拉侧不断出现新的水平裂缝并逐渐发展为斜裂缝，同时受拉区竖向钢筋自外向内（第２排～第７排）依次屈服；加载末期，受压区混凝土大面积剥落直至压碎，水平钢筋露出，承载能力下降超过１５％，
６１
第１１期孙 建等：新型全装配式剪力墙结构水平缝节点的机理分析试验结束．ＷＨ－１的破坏形态见图３（ａ）．
ＷＨ－２反向加载至１００ｋＮ时，受拉侧出现第一条水平裂缝；正向加载至１２０ｋＮ时，受拉侧根部开始出现水平裂缝；在１００～１６０ｋＮ的过程中，听到三次“嘭”声；正、反向加载到１６０ｋＮ时，受拉侧最外排竖向钢筋达屈服，之后转入位移控制加载阶段；
随着加载位移的增加，出现新的水平裂缝，原有裂缝扩展、延伸、斜向发展形成交叉状；最终，５Δｙ第一循环反向加载时，试件受压区混凝土被压碎，大面积剥落，承载能力下降超过１５％，试验结束．ＷＨ－２的破坏形态见图３（ｂ）
．
图１ 试件详图（ｍｍ）
Ｆｉｇ
．１ Ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ｗａｌｌ（ｍｍ
）图２ 加载装置
Ｆｉｇ．２ Ｌｏａｄｉｎｇ
ｄｅｖｉｃｅ由图３及试验过程中竖向钢筋及水平钢筋的应变
发展可知：两水平缝试件破坏模式相同，均发生大偏压破坏．试验过程中听到的“嘭”声是由于连接钢框与内嵌边框间发生滑移（高强螺栓滑移）而产生的
．
图３ 破坏形态
Ｆｉｇ
．３ Ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ２．２ 荷载－位移曲线
单调加载下ＷＨ－１的荷载－位移曲线以及低周
７
１
湖南大学学报（自然科学版）２０１４年
反复荷载下ＷＨ－２的滞回曲线、骨架曲线分别见图４（ａ）～（ｃ），曲线特征点数据列于表１．表中：Ｖｃｒ，Ｖｙ，Ｖｕ和Ｖｒ分别为开裂荷载、屈服荷载、极限荷载和破坏荷载；Δｃｒ，
Δｙ，Δｍ和Δｕ分别为开裂位移、屈服位移、
峰值位移和极限位移．顶点位移／ｍｍ
（ａ）ＷＨ－
１
图４ 荷载－位移曲线
Ｆｉｇ．４ Ｌｏａｄ－ｄｉｓｐ
ｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｕｒｖｅｓ由图４可知：试件ＷＨ－１屈服后进入较长的屈
服平台段，水平承载力维持在２７０ｋＮ左右，延性较好；试件ＷＨ－２在反复荷载作用下，由于裂缝反复地开裂、闭合，延性性能比试件ＷＨ－１有所降低．
表１ 关键数据
Ｔａｂ．１ Ｋｅｙ
ｄａｔａ试件方向开裂点屈服点峰值点破坏点
Ｖｃｒ／ｋＮ!ｃｒ／ｍｍＶｙ／ｋＮ!ｙ
／ｍｍＶｕ／ｋＮ!ｍ／ｍｍＶｒ／ｋＮ!ｕ／ｍｍＷＨ－１
正向１００ ５．７６ １６０ １１．７０ ２７０ ６４．６４ ２３９ ７４．６３ＷＨ－２正向 １２０ ５．８８ １６０ ７．９２ ２９４ ４３．７９ ２３１ ５
１．３９反向
１００ ７．０７ １６０ １３．８３ ２７０ ４３．４９ １８２ ５
０．６５２．３ 连接钢框应变分布
在不同加载阶段，ＷＨ－１中连接钢框应变的分布如图５所示．图中测点位置以连接钢框受拉端为
起点（０ｍｍ），受压端为终点（１ ２００ｍｍ）．由图５可知：由于施加了５０５ｋＮ的竖向轴力，
加载初始阶段连接钢框全截面受压；试件屈服后，连接钢框受压区的压应变大幅增加、受拉区的拉应变相对较小且变化幅度不大；试件破坏时，连接钢框受拉区、受压区分界点位于４２０～７８０ｍｍ之间；类似于正应变的分布规律，连接钢框受拉区的剪应变变化不大，受压区的剪应变随顶点侧移的增大而大幅增加．
测点位置／ｍｍ
（ａ）正应变
测点位置／ｍｍ
（ｂ
）剪应变图５ 连接钢框应变分布
Ｆｉｇ
．５ Ｓｔｒａｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ＣＳＦ２．４ 连接件滑移
试件ＷＨ－１受压侧、
受拉侧连接钢框与内嵌边框间的相对滑移（螺栓滑移）与试件顶点侧移的关系如图６所示
．
顶点侧移／ｍｍ
图６ 连接钢框与内嵌边框之间的相对滑移
Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｓｌｉｐｐａｇ
ｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ＣＳＦ ａｎｄ ＥＬＳＦ由图６可知：连接钢框受压端上侧与墙板内嵌边框之间的滑移主要发生在水平荷载为９０～１３０
ｋＮ期间，
最终滑移约为０．５０ｍｍ，这与试验过程中听到“嘭”声一致；连接钢框受压端下侧与地梁内嵌
边框间的滑移主要发生在４０ｋＮ，（Δｙ＋１５）ｍｍ期间，最终滑移约为１．１３ｍｍ；连接钢框受拉端上侧与墙板内嵌边框间几乎没有发生相对滑移．
３ 有限元分析
３．１ 有限元模型
ＩＰＳＷ结构的数值模拟涉及到混凝土、
钢构件８１
第１１期孙 建等：新型全装配式剪力墙结构水平缝节点的机理分析以及界面接触等复杂的力学问题．本文采用大型有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ对试件ＷＨ－１进行模拟．
采用混凝土损伤塑性（Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｄａｍａｇｅｄ Ｐｌａｓ－ｔｉｃｉｔｙ）模型模拟混凝土的力学性能，采用弹性强化模型［
１２］
模拟钢筋、钢板以及高强螺栓的力学性能．连接钢框、内嵌边框、高强螺栓以及ＲＣ墙板采用Ｃ３Ｄ８Ｒ单元模拟，钢筋采用Ｔ３Ｄ２单元模拟．在内嵌边框与连接钢框之间的摩擦面上定义切向库仑摩擦接触；在螺栓杆与螺栓孔接触面上定义法向硬接触．
建立的有限元模型如图７所示
．图７ 有限元模型
Ｆｉｇ
．７ Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ３．２ 结果与分析
３．２．１ 荷载－位移曲线
有限元计算的荷载－位移曲线如图８所示．从图中可以看出，加载初期有限元计算的刚度大于试验刚度，随后由于混凝土的开裂及高强螺栓的滑移，刚度有所下降，
与试验结果接近；加载至峰值点时，有限元计算的极限承载力为２７２ｋＮ，ＷＨ－１的试验值为２７０ｋＮ，ＷＨ－２的正、反向试验值分别为２９４ｋＮ，２７０ｋＮ，相对误差分别为０．７４％，７．４８％和０．７４％；峰值点之后，有限元计算的承载能力衰减大于ＷＨ－１，小于ＷＨ－２．峰值点之后，ＷＨ－２正、反向承载能力衰减较快是因为在反复荷载作用下，试件受拉区、受压区交替变化，混凝土裂缝交替张开、闭合，加快了强度、刚度的退化．总体来看，有限元模拟的荷载－位移曲线与试验结果基本吻合，证明了本文采用ＡＢＡＱＵＳ建立的有限元模型是合理的．３．２．２ 试件的变形及应力分布
试件破坏（水平荷载下降为极限承载力的８５％）
时的整体变形及墙板应力分布如图９所示，从图中可以看出，试件基本呈现弯曲变形模式，发生弯曲破坏，与试验结果一致．
３．２．３ 连接件的应力分布
试件破坏时，连接钢框及高强螺栓应力分布如
图１０（ａ）（ｂ）
所示．从图中可以看出，连接钢框受压区应力大于受拉区，
受压区的高强螺栓的应力大于受拉区，且受压区高强螺栓发生弯曲变形，说明受压
区连接钢框与内嵌边框之间发生了相对滑移，连接由摩擦型连接转变为承压型连接，
与试验结果一致
．顶点侧移／ｍｍ
图８ 荷载－位移曲线对比
Ｆｉｇ．８ Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｌｏａｄ－ｄｉｓｐ
ｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｕｒｖｅ
ｓ图９ 试件的变形及应力分布Ｆｉｇ
．９ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｗａｌ
ｌ图１０ 连接件应力分布
Ｆｉｇ
．１０ Ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ４ 节点传力机理
４．１ 概述４．１．１ 传力路径
ＩＰＳＷ结构中水平缝节点的构造如图１１所示，墙板中竖向钢筋与设置在墙板下缘的内嵌边框焊接，从而将上层墙板的内力传递到内嵌边框上；上、下两层墙板利用连接钢框定位，然后安装高强螺栓，从而通过连接钢框及高强螺栓将上层墙板内嵌边框
９
１
湖南大学学报（自然科学版）２０１４年
的内力传递到下层墙板的内嵌边框上，然后通过竖向钢筋将内嵌边框的内力传递到下层墙板上．传力路径可以概括为：上层墙板→下缘内嵌边框→高强螺栓→连接钢框→高强螺栓→下层墙板上缘内嵌边框→下层墙板
．
图１１ 水平缝节点示意图
Ｆｉｇ．１１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｊ
ｏｉｎｔｓ在水平荷载作用下，ＲＣ墙板及连接钢框总体上可分为受拉区与受压区．对于连接钢框受拉区，在高强螺栓滑移前，拉力由内嵌边框与连接钢框之间摩擦面上的摩擦阻力（高强螺栓施加预拉力之后，内嵌边框与连接钢框之间摩擦面上产生的抗滑移阻力）来传递，在高强螺栓滑移后，拉力转为由螺栓杆与螺栓孔壁接触承压来传递．然而，对于连接钢框受压区而言，连接件的加工精度将影响该部位内力的传递路径，根据加工精度，分为以下３种情况：１）当连接件制作精确（如图１１（ａ
）所示）时，拼装后Ｕ形内嵌边框的端部将与Ｈ形连接钢框的腹板紧密顶紧，因此在连接钢框受压区，压力将直接由内嵌边框端部顶紧连接钢框腹板进行传递．２）当连接件制作不精确（如图１１（ｂ）
所示）、内嵌边框端部与连接钢框腹板之间存在较小空隙时，加载初期，连接钢框受压区的压力由内嵌边框与连接钢框间的摩擦阻力进行传递，加载至一定程度时，高强螺栓发生滑移，导致内嵌边框端部与连接钢框腹板顶紧，此后压力转由内嵌边框端部顶紧连接钢框腹板进行传递．
３）当连接件制作不精确（如图１１（ｂ）
所示）、内嵌边框端部与连接钢框腹板之间存在较大空隙时，加载初期，连接钢框受压区的压力由内嵌边框与连接钢框间的摩擦阻力进行传递，加载至一定程度时，尽管高强螺栓发生滑移，但内嵌边框端部与连接钢框腹板仍未顶紧，此后压力转由螺栓杆与螺栓孔壁接触承压进行传递．
根据试验研究时连接件的加工精度，本文按情况３）进行分析．
４．１．２ 弹性阶段
加载初期，竖向轴压力使ＲＣ墙板全截面受压，压力由连接钢框及高强螺栓传递到下层墙板上；水平荷载在上层墙板底部产生水平剪力以及弯矩，该水平剪力也由连接钢框及高强螺栓传递到下层墙板
上，
该弯矩将使墙板底部一侧受拉、另一侧受压，拉力、压力均由连接钢框及高强螺栓向下传递．根据试
验及有限元分析结果，
弹性阶段连接钢框的受力情况可简化为如图１２（ａ）所示示意图，图中σＮ为竖向
轴压力在连接钢框中产生的正应力，σＭ，τ为水平荷载在连接钢框中产生的正应力、剪应力
．
图１２ 连接钢框受力示意图
Ｆｉｇ．１２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇ
ｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅｓｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｔｏ
ＣＳＦ当水平荷载小于某值时，试件受拉区的拉应力
小于竖向轴压力引起的压应力，此时ＲＣ墙板及连接钢框全截面受压；当水平荷载等于该值时，ＲＣ墙
板及连接钢框受拉区边缘的正应力为零；当水平荷载大于该值时，
水平荷载在试件受拉区引起的拉应力将大于竖向轴压力引起的压应力，此时ＲＣ墙板及连接钢框受拉区受拉；而整个过程中，ＲＣ墙板及连接钢框受压区均始终受压．
４．１．３ 弹塑性阶段
随着水平荷载（顶点侧移）的增加，节点进入弹
塑性阶段，
连接件内力发生重分布．根据试验及有限元分析结果，弹塑性阶段连接钢框的受力情况可简化为如图１２（ｂ）所示．当试件受拉区混凝土开裂后，裂缝处竖向钢筋的应力突然增大；当水平荷载达到
屈服荷载后，受拉区最外侧受拉钢筋屈服，之后屈服钢筋的拉力基本保持不变．本文认为受拉区每根竖向钢筋对应一定长度的连接钢框，该竖向钢筋的拉力由该长度范围内的连接钢框及高强螺栓传递．随着试件顶点侧移的进一步增加，受拉区竖向钢筋由外向内依次屈服，连接钢框所传递的拉力也将自外向内逐渐增大．对于受压区而言，随着顶点侧移的增加，裂缝不断向受压区延伸，受压区面积逐渐减小、压应力逐渐增加，最终混凝土压碎、竖向钢筋压曲．此外，因ＲＣ墙板底部受拉区开裂，可忽略竖向钢筋销栓作用传递的水平剪力，认为水平剪力全部由受压区传递．
０２
第１１期孙 建等：新型全装配式剪力墙结构水平缝节点的机理分析４．２ 连接钢框４．２．１ 计算截面
取图１（ａ）中试件１－１截面上连接钢框截面为其计算截面，如图１３所示．图中：ｔ为钢板厚度；ｈｗ
为计算截面的高度，与ＲＣ墙板截面高度相同
．
图１３ 连接钢框计算截面
Ｆｉｇ
．１３ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ＣＳＦ连接钢框的主要功能是传递拉力、压力及水平
剪力，因此本文主要研究计算截面上的正应力与剪应力．
４．２．２ 弹性阶段
当试件处于弹性状态时，假定：在轴压力、弯矩作用下，ＲＣ墙板及连接钢框计算截面内的正应变保持平面；在水平剪力作用下，连接钢框计算截面内
的剪应力呈二次抛物线分布．
此外，不考虑混凝土的受拉作用，
混凝土受压的应力－应变关系采用规范［１３
］公式．连接钢框中正应力由σＮ和σＭ叠加而成，
因此：σ（）
ｙ＝σＮ＋σＭ＝－Ｎ２ｔｈｗ－６ＶＨ
ｔｈ３ｗｙτ（）
ｙ＝ＶＳｙ２Ｉｚ
ｔ＝３Ｖｔｈ３ｗｈ２
ｗ４－ｙ（）
２
，－ｈ２≤ｙ≤ｈ２．（１）式中：σ（ｙ），"（ｙ）分别为距截面中性轴（ｚ轴）ｙ处的
正应力（拉应力为正、压应力为负）与剪应力（对单元体内任一点的矩顺时针转向者为正、反之为负）；Ｎ，
Ｖ分别为作用在试件上的竖向轴压力与水平荷载；
Ｈ为试件的计算高度；Ｓｙ为计算截面上剪应力计算点以外部分（图１３中阴影部分）对截面中性轴的静矩；Ｉｚ为计算截面对其中性轴的惯性矩．
４．２．３ 弹塑性阶段
试件进入弹塑性阶段后，连接件的内力将发生重分布，选取承载能力极限状态作为研究控制点．ＲＣ墙板的极限承载力采用规范［１３－１４］公式，竖向钢筋的实测应力－应变曲线屈服平台较短，
因此宜用极限抗拉强度代替规范［１３－１４］中的屈服强度．根据试验结果及有限元计算结果，承载能力极
限状态时连接钢框正应力、剪应力简化为图１４所示的分布模式：连接钢框受拉区、受压区范围与ＲＣ墙板的受拉区、受压区范围一致；水平剪力仅由受压区传递，剪应力在受压区均匀分布．图１４中：ｘ为连接
钢框受压区等效矩形应力图形的高度，
与混凝土受压区等效矩形应力图形的高度相等；ｘ／β
１为连接钢框实际受压区高度，β１为系数，根据规范［１３］，β１＝０．８
．
图１４ 连接钢框计算截面应力分布
Ｆｉｇ
．１４ Ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ
ＣＳＦ根据上述计算模型，连接钢框计算截面内的正
应力为：
σ（）ｙ＝Ａｓｆｕ
２ｔｌＡ，－ｈｗ２≤ｙ＜－ｈｗ
２＋ｌＡ；ｆｕｖρｓｖｂｗ２ｔ
，－ｈｗ２＋ｌＡ≤ｙ＜
ｈｗ
２
－１．５ｘ；ｆｕｖρｓｖｂｗ２ｔ·２ｈｗ－５ｘ－４ｙｘ，ｈｗ２－１．５ｘ≤ｙ＜ｈｗ２
－１．
２５ｘ；－ｆｃｂｗ＋ｆ＇
ｕｖρｓｖｂｗ２ｔ·４ｙ－２ｈｗ＋５ｘｘ，ｈｗ２－１．２５ｘ≤ｙ＜ｈｗ２
－ｘ；
－
ｆｃｂｗ＋ｆ＇
ｕｖρｓｖｂｗ２ｔ
，ｈｗ２－ｘ≤ｙ＜ｈｗ２
－ｌ＇
Ａ；－ｆｃｂｗ２
ｔ－Ａ＇ｓｆ＇
ｕ
２ｔｌ＇Ａ，
ｈｗ２－ｌ＇
Ａ≤ｙ≤
ｈｗ２烅烄烆．（２
）式中：ｌＡ，
ｌ＇
Ａ分别为受拉暗柱、受压暗柱对应的连接钢框长度，ｌＡ＝ｈｃｏｌ＋ｄｓ／２，ｌ＇Ａ＝ｈ＇ｃｏｌ＋ｄｓ／２（ｈｃｏｌ，ｈ＇
ｃｏｌ分别为受
拉、受压暗柱的截面高度，ｄｓ为墙板竖向分布钢筋的间
距）；ｆｕｖ，ｆｕｖ＇为竖向分布钢筋抗拉、抗压极限强度，ｆｕｖ
＇
１
２
湖南大学学报（自然科学版）２０１４年
＝ｆｕｖ；ρｓｖ为墙板竖向分布钢筋配筋率；ｆｃ为混凝土轴
心抗压强度；Ａｓ，ｆｕ，Ａｓ＇，ｆｕ＇分别为受拉、受压暗柱的纵
向钢筋面积以及极限强度，取ｆｕ＇＝ｆｕ．
连接钢框计算截面内的剪应力为：
τ（）
ｙ＝
０，－
ｈｗ
２
≤ｙ＜
ｈｗ
２
－ｘ；
Ｖｕ
２ｔｘ
，ｈｗ
２
－ｘ≤ｙ≤
ｈｗ
２
烅
烄
烆
．
（３）
式中：Ｖｕ为极限抗剪承载力．
４．３ 高强螺栓
４．３．１ 计算模型
高强螺栓的布置如图１５所示．图中：ｄ为相邻两列高强螺栓的距离；ｄｅｎｄ为最外列高强螺栓至连接钢框端部的距离；ｌｅ
ｉ
（ｉ＝１～１０）为第ｉ列高强螺栓
的传力长度，对于第１列、第１０列的高强螺栓，ｌｅ
ｉ
＝ｄ／２＋ｄｅｎｄ，对于其他位置处高强螺栓，ｌｅ ｉ＝ｄ．
图１５ 高强螺栓布置（ｍｍ）
Ｆｉｇ．１５ Ｔｈｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ＨＳＢｓ 假定连接钢框上同列高强螺栓所传递的剪力相同，例如图１５中第１列４个高强螺栓（１ａ，１ｂ，１ｃ以及１ｄ）所传递的剪力相等．高强螺栓所传递的竖向、水平剪力等于连接钢框的竖向正应力、水平剪应力在其相应传力长度上的积分．因此连接钢框端部螺栓所传递的竖向剪力Ｖｉｖ和水平剪力Ｖｉｈ分别为：
Ｖｖｉ＝ｔ∫ｌ
ｅｉ
σ（）
ｙ ｄｙ
Ｖｈｉ＝ｔ∫ｌ
ｅｉ
τ（）
ｙｄ
烍
烌
烎
ｙ
，ｉ＝１，２，３，８，９，１０．（４）
连接钢框中间段单排螺栓（ｉ＝４，５，６，７）所传递的竖向剪力、水平剪力为式（４）乘２．
高强螺栓所传递的剪力Ｖｉ为Ｖｉｖ与Ｖｉｈ的合力，因此Ｖｉ及其方向角θｉ（Ｖｉ与水平方向的夹角）为：Ｖｉ＝Ｖｖ
（）
ｉ
２＋Ｖｈ
（）
ｉ
槡２
θｉ＝ａｒｃｔａｎ
Ｖｖｉ
Ｖｈ
烍
烌
烎
ｉ
．（５）
４．３．２ 滑移分析
１）弹性阶段
综合式（１）～（５），可得连接钢框两端高强螺栓（ｉ＝１，１０）的传力，列于表２．
表２ 弹性阶段连接钢框两端高强螺栓传递的剪力
Ｔａｂ．２ Ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅｓ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｂｙ ＨＳＢｓ ａｔ ＣＳＦ ｅｎｄｓ ｄｕｒｉｎｇ ｅｌａｓｔｉｃ ｓｔａｇｅ
水平荷载Ｖ／ｋＮ
受拉端受压端
Ｖ１ｖ／ｋＮ Ｖ１ｈ／ｋＮ Ｖ１／ｋＮθ１／（°）Ｖ１０ｖ／ｋＮ Ｖ１０ｈ／ｋＮ Ｖ１０／ｋＮθ１０／（°）
４０ ７．２５ ０．５６ ７．２７ ８５．５８ ４３．２５ ０．５６ ４３．２５ ８９．２６８０ １０．７５ １．１２ １０．８１ ８４．０５ ６１．２５ １．１２ ６１．２６ ８８．９５９０ １５．２５ １．２６ １５．３０ ８５．２８ ６５．７５ １．２６ ６５．７６ ８８．９０１２０ ２８．７５ １．６８ ２８．８０ ８６．６６ ７９．２５ １．６８ ７９．２７ ８８．７９１６０ ４６．７５ ２．２４ ４６．８０ ８７．２６ ９７．２５ ２．２４ ９７．２８ ８８．６８
由表２可知：ⅰ）在加载开始阶段，受拉区高强螺栓传递向下的剪力，随着荷载的增加开始传递向上的剪力；ⅱ）连接钢框受压端高强螺栓传递剪力明显大于受拉端，方向非常接近竖直向下，因此可以判断受压区高强螺栓将先于受拉区高强螺栓发生滑移；ⅲ）弹性阶段，连接钢框受拉端高强螺栓传递的剪力最大值为４６．８０ｋＮ，小于其抗滑移承载力（６３ｋＮ），不会发生滑移，与试验现象一致；ⅳ）当水平荷载Ｖ＝８０ｋＮ，９０ｋＮ时，连接钢框受压端高强螺栓传递的剪力为Ｖ１０＝６１．２６ｋＮ，６５．７６ｋＮ，高强螺栓的抗滑移承载力为６３ｋＮ，因此可以推测当水平荷载Ｖ＝８０～９０ｋＮ时受压端高强螺栓发生滑移，试验监测表明，该部位高强螺栓滑移开始发生于水平荷载Ｖ＝９０ｋＮ时，可见二者吻合较好．２）弹塑性阶段
试件进入弹塑性阶段后，连接件的内力将发生重分布，类似于对连接钢框的分析，选取承载能力极限状态作为研究控制点．
由式（２）～（５）可得，承载能力极限状态时：ⅰ）连接钢框上高强螺栓传递剪力的大小顺序为受压区＞受拉区＞中间段；ⅱ）连接钢框受拉端高强螺栓所传递的剪力以及其方向角分别为Ｖ１＝３０．８８ｋＮ，θ１＝９０°，显然Ｖ１＜Ｎｖ１ｂ＝６３ｋＮ，可见受拉区高强螺栓未发生滑移，与试验结果及有限元分析结果一致；
２２
第１１期孙 建等：新型全装配式剪力墙结构水平缝节点的机理分析
ⅲ）受压端高强螺栓所传递的剪力以及其方向角分别为Ｖ１０＝１７９．３４ｋＮ，θ１０＝７２．８８°，可见，Ｖ１０＞Ｎｖ１ｂ＝６３ｋＮ，表明该螺栓已发生滑移，与试验结果及有限元分析结果一致．
５ 结 论
１）ＩＰＳＷ结构水平缝节点方案可行，传力路径明确，即：上层墙板→下缘内嵌边框→高强螺栓→连接钢框→高强螺栓→下层墙板上缘内嵌边框→下层墙板．
２）采用有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ研究试件在单调荷载作用下的受力性能，计算结果与试验结果吻合较好，从而验证了有限元模型中单元选择、材料本构、接触处理的合理性，说明本文中的有限元模型可以真实地模拟试件的力学性能，为节点的机理分析提供了基础．
３）连接件的制作精度对受拉区节点的传力机理无影响，但对受压区节点的受力机理影响较大．４）从弹性阶段到弹塑性阶段，连接钢框的应力发生了重分布．当处于弹性状态时，连接钢框的受拉区、受压区均有正应力与剪应力传递．当处于承载能力极限状态时，连接钢框的受拉区只传递拉应力，受压区既传递压应力也传递剪应力，且受压区应力远大于受拉区．
５）受压区高强螺栓传递的剪力远大于受拉区高强螺栓传递的剪力，受压端高强螺栓率先发生滑移．
参考文献
［１］ 宋国华，柳炳康，王东炜．反复荷载作用下ＰＢＰＳ竖缝抗震性能试验及理论研究［Ｊ］．建筑结构学报，２００３，２４（６）：１８－２４．
ＳＯＮＧ Ｇｕｏ－ｈｕａ，ＬＩＵ Ｂｉｎｇ－ｋａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｄｏｎｇ－ｗｅｉ．Ｅｘｐｅｒｉ－
ｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｅｉｓｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ＰＢＰＳ ｕｎｄｅｒ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００３，２４（６）：１８－２４．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［２］ 朱张峰，郭正兴．装配式短肢剪力墙低周反复荷载试验［Ｊ］．工程力学，２０１３，３０（５）：１２５－１３０．
ＺＨＵ Ｚｈａｎｇ－ｆｅｎｇ，ＧＵＯ Ｚｈｅｎｇ－ｘｉｎｇ．Ｌｏｗ－ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｖｅｒｓｅｄ ｌｏａｄｔｅｓｔ ｏｎ ｎｅｗ ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｏｒｔ－ｌｅｇ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ［Ｊ］．Ｅｎｇｉ－
ｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１３，３０（５）：１２５－１３０．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）［３］ 刘家彬，陈云钢，郭正兴，等．竖向新型连接装配式剪力墙抗震性能试验研究［Ｊ］．湖南大学学报：自然科学版，２０１４，４１（４）：１６－２４．
ＬＩＵ Ｊｉａ－ｂｉｎ，ＣＨＥＮ Ｙｕｎ－ｇａｎｇ，ＧＵＯ Ｚｈｅｎｇ－ｘｉｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｔｅｓｔｏｎ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｐｒｅｃａｓｔ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｗｉｔｈ ｖｅｒｔｉｃａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｌａｐｐｉｎｇ ｉｎ ｐｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｎ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ－
ｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１４，４１（４）：１６－
２４．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［４］ 王墩，吕西林，卢文胜．带接缝连接梁的预制混凝土剪力墙抗
震性能试验研究［Ｊ］．建筑结构学报，２０１３，３４（１０）：１－１１．
ＷＡＮＧ Ｄｕｎ，ＬＶ Ｘｉ－ｌｉｎ，ＬＵ Ｗｅｎ－ｓｈｅｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙｏｎ ｓｅｉｓｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌｓ ｗｉｔｈｊｏｉｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｂｅａｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１３，３４（１０）：１－１１．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［５］ 姜洪斌，陈再现，张家齐，等．预制钢筋混凝土剪力墙结构拟静力试验研究［Ｊ］．建筑结构学报，２０１１，３２（６）：３４－４０．
ＪＩＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｂｉｎ，ＣＨＥＮ Ｚａｉ－ｘｉａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉａ－ｑｉ，ｅｔ ａｌ．Ｑｕａｓｉ－ｓｔａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｏｆ ｐｒｅｃａｓｔ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１１，３２（６）：３４－４０．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［６］ ＳＯＵＤＫＩ Ｋ Ａ，ＲＩＺＫＡＬＬＡ Ｓ Ｈ，ＬＥＢＬＡＮＣ Ｂ．Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌｓ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｃｙｃｌｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｐａｒｔ １：ｍｉｌｄ ｓｔｅｅｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＰＣＩ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９９５，４０（４）：７８－９６．
［７］ ＳＯＵＤＫＩ Ｋ Ａ，ＲＩＺＫＡＬＬＡ Ｓ Ｈ，ＤＡＩＫＩＷ Ｒ Ｗ．Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌｓ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｃｙｃｌｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｐａｒｔ ２：ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＰＣＩ Ｊｏｕｒ－ｎａｌ，１９９５，４０（５）：８２－９６．
［８］ ＰＥＲＥＺ Ｆ Ｊ，ＳＡＵＳＥ Ｒ，ＰＥＳＳＩＫＩ Ｓ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｌｏａｄ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｕｎｂｏｎｄｅｄ ｐｏｓｔｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｐｒｅｃａｓｔｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗａｌｌｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，１３３：１５３１－１５４０．
［９］ ＡＡＬＥＴＩ Ｓ，ＳＲＩＴＨＡＲＡＮ Ｓ．Ａ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｆｏｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ ｕｎｂｏｎｄｅｄ ｐｏｓｔ－ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｐｒｅｃａｓｔ ｗａｌｌ ｓｙｓ－ｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００９，３１（１２）：２９６６－２９７５．
［１０］孙建，邱洪兴，许家鹏．ＩＰＳＷ结构竖向缝连接抗剪承载力试验及理论研究［Ｊ］．东南大学学报：自然科学版，２０１４，４４（３）：６３１－６３７．
ＳＵＮ Ｊｉａｎ，ＱＩＵ Ｈｏｎｇ－ｘｉｎｇ，ＸＵ Ｊｉａ－ｐｅｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｈｅａｒ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｊｏｉｎｔｓ ｉｎ ＩＰＳＷｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｎａｔｕｒａｌ ＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ，２０１４，４４（３）：６３１－６３７．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１１］ＪＧＪ ８２－２０１１钢结构高强度螺栓连接技术规程［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１１：７－９．
ＪＧＪ ８２－２０１１Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｏｌｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｓ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃ－ｔｕｒｅ ＆Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｅｓｓ，２０１１：７－９．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１２］过镇海，时旭东．钢筋混凝土原理和分析［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００３：１３３－１３６．
ＧＵＯ Ｚｈｅｎ－ｈａｉ，ＳＨＩ Ｘｕ－ｄｏｎｇ．Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄａｎａｌｙｓｅ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，２００３：１３３－１３６．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１３］ＧＢ ５００１０－２０１０混凝土结构设计规范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１１：４８－４９．
ＧＢ ５００１０－２０１０Ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｓ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ＆Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｅｓｓ，２０１１：４８－４９．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１４］ＪＧＪ ３－２０１０高层建筑混凝土结构技术规程［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１１：８２－８４．
ＪＧＪ ３－２０１０Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆｔａｌｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ［Ｓ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ＆ＢｕｉｌｄｉｎｇＰｒｅｓｓ，２０１１：８２－８４．（Ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
３
２
预制构件的设计—— 装配式结构在进行结构布置时，为了减少装配的数量及减小装配中的施工难度，往往不设置次梁。在进行梁柱等构件布置时，应提前知道工厂生产设备生产构 件截面尺寸的边界条件，否则设计的构件无法生产。在进行剪力墙布置时，墙 的布置应尽量去方便工艺拆分。 板的传力模式应根据产业化公司板的类型确定，如果采用双向叠合板，则可以 不改变受力模式，如果采用单向预应力叠合板或者单向预应力空心板，则应把 板的受力模式改为对边传到，单向传力。楼板的配筋，在非主要受力方向，应 该进行包络设计（构造+现浇厚度双向板该方向计算）。 装配式结构用PKPM 等软件进行计算时，周期折减系数梁刚度增大扭矩折减系 数等与传统设计有细微的差别，在设计中应认真对待。 装配式结构在绘制施工图时，应尽量减少柱或者剪力墙边缘构件中的套筒个数，节省造价。装配式剪力墙结构中剪力墙进行布置时，除了按传统剪力墙结构中 的思维去布置剪力墙外，还应注意如下要点： （1）在对剪力墙结构进行布置时，多布置L、T 型剪力墙，少在L、T 型剪力墙中再加翼缘，特别是外墙，否则拆墙时被拆分的很零散。 （2）剪力墙结构中翼缘长度，有两种不同的思路： 第一种是，对于L 型外墙翼缘长度一般≦600mm，T 型翼缘分长度一般≤ 1000mm（防止边缘构件现浇长度太长而在浇筑中出现问题），在门窗处留出≥200mm 的门垛，如图1 所示： 1、1800mm 为窗宽，200mm 为留出的窗垛（方便拆分），1000mm 为翼缘长度； 2、箭头处在层高方向，只有梁与现浇边缘构件钢筋进行锚固，在其下的200mm 窗垛与现浇边缘构件之间没有钢筋连接，只有预制混凝土与现浇混凝土相连，
装配式钢结构设计要点探析 摘要：钢结构建筑是结构体系较为成熟、配套的装配式建筑。在城市的超高层建筑、文化体育场馆建设中快速发展。建筑构配件采用工厂预制、现场装配的生产方式，是目前具备推广条件的工业化建筑产品，特别是《报告》中提出到2020年，新建建筑面积中，装配式建筑要占到30%以上，毫无疑问装配式钢结构建筑将成为装配式建筑的“新主角”。 关键词：装配式；框架；钢结构 0、引言 钢结构是一种重量轻、强度高、抗震性能好，并节能环保，能够循环使用的建筑结构，具有非常明显的绿色建筑的特点。目前钢结构的发展日新月异，规模更大，技术更新，被称为建筑行业的“朝阳产业”。 目前用于房屋建筑钢结构的结构体系有： 1、多层、高层和超高层建筑结构体系 多层、高层和超高层建筑结构体系主要有框架、框架-支撑体系，框架-内筒体系、带伸臂桁架的框架-内筒体系、筒中筒及成束筒等结构体系。 2、平面承重结构体系 平面承重结构体系由承重体系和附加构件两部分组成，其中承重体系是由一系列相互平行平面结构组成，承担该结构平面内的竖向荷载和横向水平荷载，并传递到基础。附加构件由纵向构件及支撑组成，将各个平面连成整体，同时也承受结构平面外的纵向水平力。轻型门式钢架结构是近几年来广泛应用的平面承重体系。 3、空间受力结构体系 空间受力结构体系分为刚性空间结构体系和柔性空间结构体系。刚性空间结构体系有网架结构、网壳结构和管桁架结构等。柔性空间结构有悬索结构、斜拉结构、张弦结构、索穹顶及索膜结构等。 其中，钢框架结构是一种常用的钢结构形式，多用于大跨度公共建筑、工业厂房和一些对建筑空间、体型、建筑功能有特殊要求的建筑物和构筑物中，如剧院、商场、体育馆、火车站、展览厅等。本文拟对一多层带地下室钢框架办公楼设计要点展开探析。 本文以柳州市某多层办公楼为例进行的多层装配式钢框架结构设计的阐述。 1、办公楼的平面特征 办公楼在使用功能上要求能提供舒适的工作环境和空间；提供有附加值的空间，并且类似租赁办公楼最初不能确定特定租赁者的使用状况，所以必须具备建成后可以根据租赁者的需要而对使用空间灵活布置对应的特性。 为实现以上所需的空间特性，办公楼布置一般按一下几点进行： （1）排除无用空间，构成平整规则的平面和剖面。 （2）为具备办公空间的灵活布置性，采用柱间大跨度。 （3）对办公室空间以外的电梯、楼梯、卫生间、设备管道井等进行集中布置。 2、结构选型与结构布置
装配式钢结构住宅国内现状
装配式钢结构住宅国内现状分析 ----周航（20120717）、曹勇（20120735）、董奇伟（20120732）、郭孜涛（20120739） 摘要：装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化发展需求，BIM提供了一种交互式的预制装配式住宅虚拟设计平台，本文介绍我国预制装配式钢结构住宅现状及未来发展。 引言 20世纪70年代至今，随着全球经济的快速发展，钢结构住宅在全球经济发达国家和地区得到了深入的发展，总体走向成熟。这些发达国家钢结构住宅的科研和工程应用起步较早，工业化水平已经很高。迄今为止，国外钢结构住宅已经形成了相当规模的产业化住宅体系，并且在住宅产业化生产方面的研究已经进入对住宅体系灵活性、多变性的研究阶段。这对我国住宅钢结构体系及其产业化的发展有很大的借鉴意义。 1 中国装配式钢结构住宅发展现状 装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化需求，且抗震性能优越、施工周期短、钢材可回收、综合技术经济指标好。但由于种种原因，我 贰
国在多高层住宅建筑中采用钢结构住宅的仅占了很小一部分，这其中既有人们传统观念难以接受的问题，也有预制装配式钢结构住宅自身的问题。 1.1 政策背景 我国住宅产业化的正式提出,始于1999年国务院办公厅转发建设部等八部委《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》，要求加快住宅建设从粗放型向集约型转变，推进住宅产业现代化，提高住宅质量，具体提出了发展钢结构的要求。国务院（1999）第72号文件更是为预制装配式钢结构住宅及其产业化的发展提供了前所未有的政策支持，该文件明确提出：发展预制装配式钢结构住宅，扩大预制装配式钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。 1.2 行业背景 2003年以来的大规模行业投资造成的钢铁行业产能严重过剩，2012年新开工面积负增长以及施工面积连续数月增速下降而压制了需求，国内外经济疲软导致家电、船舶、机械等涉钢商品消费萎靡。在供给端和需求端共同挤压下，钢铁行业已由微利运行进入亏损状态。虽然2012年四季度以来，伴随着全球经济环境好转，下游需求的整体好转支撑钢价逐步上涨，但总体来说，现阶段是一个发展钢结构住宅的好时机。 1.3 发展现状 我国钢结构住宅起步较晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。预制装配式钢结构住宅在国内起步更晚，观望者多，需求量少，实施者少。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速。 叁
《高等钢结构原理》 节点分析习题作业 系（所）：建筑工程系 学号：1432055 姓名：焦联洪 培养层次：专业硕士 选做题目：第一题 2014年12月24日
01[1.0] 梁柱节点如图01 示。设梁柱钢材均为Q345，hb ×bb×tfb×twb =500×250×20×12（h 表示截面全高，下标b 表示beam,f 表示flange ，w 表示web ），hc ×bc ×tfc ×twc = 400×350×22×14（下标c 表示column ）。不考虑梁端剪力对连接的影响。问： （1）设图示连接中柱身未设加劲肋的情况。假定翼缘采用一级对接焊缝、腹板采用焊脚尺寸hf=14mm 的双面角焊缝。则保证该连接不失效，梁端作用的弯矩设计值最大为多少？ （2）设在梁上下翼缘对应位置柱子有横向加劲肋的情况。加劲肋厚度为20mm ，宽度为120mm 。倘梁端弯矩达到其截面全塑形弯矩，计算该节点承载能力是否满足强度要求。 （3）如腹板改为摩擦型高强度螺栓连接，试选择螺栓级别、直径、排列等。设梁端弯矩达到其在边缘屈服弯矩值。 梁截面尺寸 柱截面尺寸 (1)对于母材为Q345钢，一级对接焊缝的强度设计值为2,/295mm N f w t c =，角焊 缝的强度设计值2/200mm N f w f =。 翼缘采用一级对接焊缝、腹板双面角焊缝，为保证该连接不失效，应以角焊缝的强度来作为控制强度(即角焊缝边缘达到强度设计值连接失效)。
考虑梁腹板两侧的开孔： 433 4.131681894212)28460(147.0212 )2(7.0mm h h h I f b f b =?-??=?-?= 423 23484120000221020240212 202102)2(212 )2(mm t t b a t t b I fb fb b fb fb b f =???+??=?-?+??-= 44.6158018944841200004.131681894mm I I I f b =+=+= 由w f f I My ≤=σ得y I f M w f ≤ 带入参数连接承载能力为： 2187.5703.570186939)14230/(4.615801894200m KN mm N M ?=?=-?≤ H 形钢柱受压时的强度和稳定计算。由柱子 腹板厚度控制，根据钢结构设计规范式有： )(,强度c e b c bf cw f b f A t ≥ r t t b cf fb e 25++= )(235 30稳定yc c cw f h t ≥ 受拉时的强度计算，由柱子翼缘板厚度控制：
我国现有的装配式钢结构体系住宅形式、工艺与特点介绍 一、钢结构住宅体系概念及特点 1.1 钢结构住宅体系概述 各国对住宅体系的理解和做法不尽相同，但一般是指住宅的主体工程，由于选用不同的结构材料、结构类型和施工方法而形成的不同住宅产品，并构成相应的若干从设计到建造的成套技术。钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一个分支。通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。钢结构住宅产业化是钢结构住宅发展的趋势。 1.2 钢结构住宅体系的特点 钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点： （1）重量轻、强度高。由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。同时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能满足用户的不同需求。 （2）工业化程度高，符合产业化要求。钢结构住宅的结构构件大多在工厂制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。 （3）施工周期短。一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比，一般可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。 （4）抗震性能好。由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构强度高、延性好、自重轻，可以大大改善结构的受力性能，尤其是抗震性能。从国内外震后情况来看，钢结构住宅建筑倒塌数量很少。 （5）符合建筑节能发展方向。用钢材作框架，保温墙板作围护结构，可替代粘土砖，减少了水泥、砂、石、石灰的用量，减轻了对不可再生资源的破坏。现场湿法施工减少，施工环境较好。同时，钢材可以回收再利用，建造和拆除时对环境污染小，其节能指标可达50%以上，属于绿色环保建筑体系。 （6）钢结构在住宅中的应用，为我国钢铁工业打开了新的应用市场。还可以带动相关新型建筑材料的研究和应用。
1、建筑体系 1-1、门式刚架体系 1-1-1、基本构件图 1-1-2、说明 力学原理 门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。 刚架 刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。 支撑、系杆 刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。柔性支撑为圆钢。系杆为受
压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。 屋面檩条、墙梁 一般为C型钢、Z型钢。承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。 1-1-3、门式刚架的基本形式 a.典型门式刚架 b.带吊车的门式刚架 c.带局部二层的门式刚架
1-1-4、基本节点 a.柱脚节点 铰接柱脚刚接柱脚一刚接柱脚二b.梁、柱节点
柱头节点一柱头节点二梁间连接节点 吊车梁牛腿节点抗风柱连接节点 ■局部二层节点参照多层框架体系。 1-1-5、刚架衍生形式 a.单坡单跨 b.山墙刚架 c.连跨多屋脊 d.连跨单屋脊 e.单坡连跨
■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。 ■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。
1-2、多层框架体系 1-2-1、框架图示 1-2-2、说明 力学模型 a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。 b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。 c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。 d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。 框架柱 框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。 框架梁 框架梁一般采用H型截面。楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。
装配式钢结构的建筑研究 1装配式建筑 1.1设计多样化 目前，很多住宅建筑的设计和住房的实际需求相分离，分担房屋重量的墙变得更多，每个房间的空间相对来说较小，使得客户不能更具自己的意愿去更改房间的设计。对于装配式建筑来说，它可以根据客户的实际需求来合理的分割房间，把空间大的房间分割成空间小的房间来达成自己的意愿。住宅建筑使用的是质量较轻的隔墙，可以很容易的把墙分割开，使得以后的施工更加的便捷。 1.2功能现代化 ①隔音效果很好，使用一些吸音效果较强的材料来做墙体和天花板，另外提高门窗之间的密封程度，营造一个非常安静舒适的环境，避免外界的干扰；②节能的效果，在外墙使用保温效果较好的材料，使得内里处于一个冬暖夏凉的环境，在一定程度上减少暖气和空调的使用情况，降低客户的用电率，起到一种节能的效果；③抗震的效果，大部分都是用质量较轻的材料，减少低层建筑所要承受的压力，使其具有一定的抗震效果。 1.3生产工厂化
钢结构建筑行业在不断发展，窗和门也使用了钢结构，一些生活中使用的散装保温材料也用板状材料来代替。工厂在生产的过程中需要结合实际情况来生产相关产品，使得产品的耐火性、抗冻性和隔音性达到要求。 2我国钢结构装配式建筑的现状 2.1设计方法落后 传统式住宅与装配式钢结构住宅相比，两者在结构体系、基本模数、平面的定位、设计的指导思想等方面有着很大的差别。在对钢结构建筑进行设计时，其结构体系并没有利用当前先进的技术，也没有将标准的思想融入到设计当中，使得钢结构建筑达不到建筑所需的要求；在设计施工图时，对其组成部件没有进行深入的探讨分析，这就在一定程度上阻碍了钢结构建筑的发展。 2.2设计规范缺失 钢结构装配式建筑从出现到现在时间不是很长，所以在有些设计规范领域不能够做到全面，到目前为止相关的施工技术和安全法规还没有建成，与国外的一些发达国家相比，我国的装配式建筑的发展还很落后，在一些建筑施工技术方面还不够先进，导致我国的钢结构建筑发展的很慢，不能够很有效的保障施工技术的稳定，也不能保证施工的质量，这就在一定程度上影响了施工的进度，降低了建筑企业的经济效益。 2.3部件发展落后
框架结构由梁和柱以刚接或铰接的形式相连而成，梁、柱单元相对于墙单元，更加易于模数化、标准化和定型化，有利于采用统一性的模具在工厂进行流水化制造；同时装配式混凝土框架结构空间布置更加灵活，构件连接形式多样，有利于在现场进行机械化高效率的吊装。可以说，装配式混凝土框架结构在建筑工业化进程中，具有得天独厚的推广应用优势，广泛应用于学校、医院、办公写字楼等公共建筑和民用住宅建筑中。 由于我国结构设计和施工的特点和习惯，目前大范围推广建造的装配式混凝土框架结构主要是采用叠合现浇方式进行连接的装配式整体式混凝土框架，主要构件有预制梁、预制柱、预制外挂墙板、预制内墙隔板、预制楼板、预制阳台板、预制空调板、预制楼梯等。装配整体式混凝土框架结构楼板与装配式整体式混凝土剪力墙结构一样采用预制混凝土叠合板，预制阳台板、预制空调板、预制楼梯等非结构构件也与装配整体式混凝土剪力墙结构中相应的构件相似。相对于装配式混凝土剪力墙结构，装配式混凝土框架结构构件形式更加规则，连接形式却更加多样化。 结构性节点 装配式混凝土框架结构中的结构性节点主要有柱-柱连接、梁-柱连接、主-次梁连接节点。 1、柱-柱连接
装配式混凝土框架结构中，预制柱之间的连接往往关系到整体结构的抗震性能和结构抗倒塌能力，是框架结构在地震荷载作用下的最后一道防线，及其重要。预制柱之间的连接常采用灌浆套筒连接的方式实现，灌浆套筒预埋与上部预制柱的底部（见图1（a）），下部预制柱的钢筋伸出楼板现浇层之上，预留长度保证钢筋在灌浆套筒内的锚固长度加上预制柱下拼缝的宽度。现场安装时，通过“定位钢板”等装置固定下部伸出钢筋，使得下部伸出钢筋与上部预制柱的套筒位置一一对应，如图1（b）所示。待楼层现浇混凝土浇筑、养护完毕后，吊装上部预制柱，下部钢筋伸入上部预制柱的灌浆套筒内，预制柱经过临时调整和固定后，进行灌浆作业。预制柱可以制作成方柱或圆柱等多种形式，采用灌浆套筒的柱-柱连接均可以实现较好的连接效果，如图1（c）和（d）所示。 由于灌浆套筒直径大于相应规格的钢筋直径，为了保证混凝土保护层的厚度，预制柱的纵向钢筋相对于普通混凝土柱往往略向柱截面中间靠近，使得有效截面高度略小于同规格的普通混凝土柱，在预制柱计算和设计时，需要额外注意。柱脚的灌浆套筒预埋区域形成了“刚域”，该处实际截面承载力强于上部非“刚域”部位，在地震荷载下，容易导致“刚域”上部混凝土压碎破坏，故在灌浆套筒上部不高于50mm的范围内必须要设置一道钢筋，提高此处混凝土的横向约束能力，加强此处的结构性能。
浅谈装配式结构工程施工过程中的难点和重点
目录 一、设计方面 (1) 二、施工过程方面 (2) 三、材料准备 (4) 四、施工现场平面布置图 (6) 五、施工工艺流程 (6) 六、质量控制 (7) 七、重点难点控制 (10) 八、存在问题及解决办法 (13) 九、装配式方式与传统方式对比分析 (21)
浅谈装配式结构工程 施工过程中的难点和重点 随着时代的进步，住宅产业化已逐步在我国开始普及，学习国外的先进技术、软件发展，我国已开始大跨步的进行。下面我将从……项目整体装配式结构设计——施工方面浅谈一些难点和重点 一、设计方面： 1、首先我们对传统结构的设计和装配式结构设计进行区分。传统式结构在多数情况下，由建设单位委托设计单位进行设计，之后再委托施工企业按图施工，已经相对成熟。而整体装配式结构目前我国大多数设计单位未能涉及，相对比较落后，只有少数有资质有经验的设计单位可以委任，建设单位只能采取设计——施工一体化进行招标，由此带来设计时间对整个项目总工期的重要性。 2、从XXX二期公租房设计时间来看，虽然合同时间只有45天，但实际整个延伸到结构结束，因为整个过程分为初步设计——功能分解——工艺拆分——专家验证——设计修正——图纸评图——最终图纸。其中功能设计和工艺拆分图尤为重要，①功能设计往往需要涉及到地方规范、水、电、气、太阳能等多方面，一次完成！工厂生产成型后就无法改变，不能像传统结构灵活，②工艺拆分图，工厂完全按照此图生产，多数节点只有工厂技术人员清楚，待工厂批量生产成型后，拉入现场进行吊装，并按现场顺序图逐一开始，由此可见功能分解和工艺拆分图的重要性。
装配式钢结构介绍
我国现有的装配式钢结构体系住宅形式、工艺与特点介绍 一、钢结构住宅体系概念及特点 1.1 钢结构住宅体系概述 各国对住宅体系的理解和做法不尽相同，但一般是指住宅的主体工程，由于选用不同的结构材料、结构类型和施工方法而形成的不同住宅产品，并构成相应的若干从设计到建造的成套技术。钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一个分支。通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。钢结构住宅产业化是钢结构住宅发展的趋势。 1.2 钢结构住宅体系的特点 钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点： （1）重量轻、强度高。由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。同时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能满足用户的不同需求。 （2）工业化程度高，符合产业化要求。钢结构住宅的结构构件大多在工厂制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。 （3）施工周期短。一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比，一般可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。 （4）抗震性能好。由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构强度高、延性好、自重轻，可以大大改善结构的受力性能，尤其是抗震性能。从国内外震后情况来看，钢结构住宅建筑倒塌数量很少。 （5）符合建筑节能发展方向。用钢材作框架，保温墙板作围护结构，可替代粘土砖，减少了水泥、砂、石、石灰的用量，减轻了对不可再生资源的破坏。现场湿法施工减少，施工环境较好。同时，钢材可以回收再利用，建造和拆除时对环境污染小，其节能指标可达50%以上，属于绿色环保建筑体系。 （6）钢结构在住宅中的应用，为我国钢铁工业打开了新的应用市场。还可以带动相关新型建筑材料的研究和应用。
装配式混凝土结构建筑工程施工图设计文件 技术审查要点 2016 年12月
前言 受住房和城乡建设部工程质量安全监管司委托，中设建科(北京)建筑工程咨询有限公司组织本公司从事施工图审查工作的专家，并邀请中国建筑设计院有限公司从事装配式混凝土建筑工程设计的专家，经过广泛的调查研究，认真总结了装配式混凝土建筑工程施工图设计文件审查实践经验，深入研究了《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1-2014）的制定原则和内容，在广泛征求住房城乡建设主管部门及从事装配式混凝土建筑工程建设的有关专家意见的基础上，编制了《装配式混凝土结构建筑工程施工图设计文件技术审查要点》（以下简称“本要点”）。 在本要点执行过程中如发现需修改和补充之处，请及时向中设建科(北京)建筑工程咨询有限公司反映，以供今后修订时参考。 主编单位：中设建科(北京)建筑工程咨询有限公司 参编单位：中国建筑设计院有限公司 主要编写人员：刘宗宝陈才堡姜学诗田玉香沈娅萍张守峰蒋媛 苗桂彬马敏宿秀明王小明赵继豪陈英选谢京红张晔赵秋华罗仲雷班利生。 主要审查人员：李晓明蒋勤俭张惠江苗启松朱茜余正维吴彦明 范重周祥茵
目录 一、总则 1 二、建筑专业审查要点 3 2.1 法规 3 2.2 材料 3 2.3 立面、外墙 3 2.4 接缝 3 三、结构专业审查要点 4 3.1 强制性条文 4 3.2 法规 4 3.3 设计文件编制要求 4 3.3.1 结构设计说明 4 3.3.2 结构施工图 5 3.4 材料 5 3.5 结构设计基本规定 5 3.5.1 适用高度 5 3.5.2 现浇混凝土要求 6 3.5.3 计算规定 6 3.5.4 接缝材料要求7 3.5.5 耐久性8 3.5.6 位移限值8 3.5.7 连接规定8 3.5.8 楼梯9 3.5.9 叠合板9 3.6 框架结构设计11
各专业对装配式建筑的设计深度要求 《装配式混凝土结构建筑工程施工图设计文件技术审查要点》 第3.3.2条第5款“建筑、机电设备、精装修等专业在预制构件上的预留洞口、预埋管线、预埋件和连接件等的设计综合图；” 精品文档，超值下载 《建筑工程设计文件编制深度规定》（2016年版） 4.3.3 建筑设计说明。 15当项目按装配式建筑要求建设时，应有装配式建筑设计说明。 1）装配式建筑设计概况及设计依据； 2）建筑专业相关的装配式建筑技术选项内容，拟采用的技术措施，如标准化设计要点、预制部位及预制率计算等技术应用说明； 3）一体化装修设计的范围及技术内容； 4）装配式建筑特有的建筑节能设计内容。 4.3.4 平面图。 22装配式建筑应在平面中用不同图例注明预制构件（如预制夹心外墙、预制墙体、预制楼梯、叠合阳台等）位置，并标注构件截面尺寸及其与轴线关系尺寸；预制构件大样图，为了控制尺寸及一体化装修相关的预埋点位。 4.3.5 立面图。 2 立面外轮廓及主要结构和建筑构造部件的位置，如女儿墙顶、檐口、柱、变形缝、室外楼梯和垂直爬梯、室外空调机搁板、外遮阳构件、阳台、栏杆、台阶、坡道、花台、雨篷、烟囱、勒脚、门窗（消防救援窗）、幕墙、洞口、门头、雨水管，以及其他装饰构件、线脚和粉刷分格线等，当为预制构件或成品部件时，按照建筑制图标准规定的不同图例示意，装配式建筑立面应反映出预制构件的分
块拼缝，包括拼缝分布位置及宽度等。 4.4.3 结构设计总说明。 1 工程概况。 1）工程地点，工程周边环境（如轨道交通），工程分区，主要功能； 2）各单体（或分区）建筑的长、宽、高，地上与地下层数，各层层高，结构类型、结构规则性判别，主要结构跨度，特殊结构及造型，工业厂房的吊车吨位等。 3）当采用装配式结构时，应说明结构类型及采用的预制构件类型等。 16当项目按装配式结构要求建设时，应有装配式结构设计专项说明： 1)设计依据及配套图集 ①装配式结构采用的的主要法规和主要标准(包括标准的名称、编号、年号和版本号)。 ②配套的相关图集(包括图集的名称、编号、年号和版本号)。 ③采用的材料及性能要求。 ④预制构件详图及加工图。 2）预制构件的生产和检验要求。 3）预制构件的运输和堆放要求。 4）预制构件现场安装要求。 5）装配式结构验收要求。 7主要结构材料。 7）装配式结构连接材料的种类及要求（装配式结构连接材料的种类及要求（包括连接套筒、浆锚金属波纹管、冷挤压接头性能等级要求、预制夹心外墙内的拉结件、套筒灌浆料、水泥基灌浆料性能指标，螺栓材料及规格、接缝材料及其他连接方式所使用的材料）。 4.4.6结构平面图。
10.2.3 门式刚架横梁与立柱连接节点，可采用端板竖放、平放和斜放三种形式（图10.2.3a 、b 、c ）。斜梁与刚架柱连接节点的受拉侧，宜采用端板外伸式，与斜梁端板连接的柱的翼缘部位应与端板等厚度；斜梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直（图10.2.3d ），应采用外伸式连接，并使翼缘内外螺栓群中心与翼缘中心重合或接近。 10.2.8 屋面梁与摇摆柱连接节点应设计成铰接节点，采用端板横放的顶接连接方式（图 10.2.8）。 10.2.9 10.2.11 4 ）；吊 10.2.12 (a)端板竖放 (b)端板平放 (c)端板斜放 (d)斜梁拼接 图10.2.3 刚架连接节点
1 圆钢支撑与刚架梁柱连接可用连接板连接（图10.2.14a ）；也可直接与梁柱腹板连接，但应设置垫块，宜采用角钢垫块或特制的楔形垫块（图10.2.14b 、c ），当圆钢直径大于25mm 或腹板厚度不大于5mm 时，应对支承孔周围进行加强。圆钢端部应设丝扣，待校正定位后宜采用花篮螺栓张紧。 2 型钢支撑与刚架梁柱连接宜用连接板连接（图10.2.14d ）；受力较大时，可设置双片柱间支撑，并双片柱间支撑间沿支撑的长度方向每隔一定距离设置连接板焊于柱间支撑。 10.2.15 系杆与刚架梁柱连接应设计成铰接节点，可采用普通螺栓连接（图10.2.15）。对于钢管系杆，钢管端部应设置封头板，对于双角钢系杆，应沿系杆长度方向每隔一定距离设置垫块以保证其协调工作。 10.2.16 隅撑与刚架构件腹板夹角不宜小于 45，宜采用单角钢制作。隅撑可连接在刚架构件受压侧附近的腹板上（图10.2.16a ）；也可连接在受压翼缘上（图10.2.16b ）；也可在靠受压侧设置连接板，隅撑连接在连接板上（图10.2.16c ）。隅撑与刚架和檩条连接可采用普通螺栓，每端可设置一个螺栓。 螺栓连于刚架上，但重叠部分的檩条应采用螺栓相互连接。 2 当连接处采用连续搭接时，檩条的搭接长度2a （图10.2.17-2）及其连接螺栓的直径应 按连续檩条支座处承受的弯矩确定，且搭接长度不应小于檩条长度的10%。 ，为圆钢连接板 圆钢角钢垫块 圆钢楔形垫块连接板型钢图10.2.14 支撑与刚架梁柱连接节点 (a)圆钢用连接板连接 (b)圆钢用角钢垫块连接 (c)圆钢用楔形垫块连接 (d)型钢用连接板连接 图10.2.16 隅撑与刚架梁柱连接节点 (a)隅撑连于腹板 (b)隅撑连于翼缘 (c)隅撑连于连接板 屋架上弦 图10.2.15 系杆与刚架梁柱连接节点 (a) 钢管系杆 (b)单角钢系杆 (c)双角钢系杆
钢结构装配式建筑体系总结 1、什么是装配式建筑？ 不言而喻，装配式建筑是指在工厂化生产的部品部件，在施工现场通过组装和连接而成的建筑。 案例：已建成的蒙西轻钢别墅，海南阳光田宇-餐厅项目。2、为什么引进、推广装配式建筑？ 目前的建筑产品，基本上仍以现浇为主，形式单一，可供选择的方式不多，而钢结构仍主要运用于工业化市场，民用及商用市场几乎寥寥无几，产品的建造速度、产品质量和使用功能不尽人意。因而发展装配式建筑的背景是基于以下四个条件： 1、2014年初整体建筑业迎来市场寒流，为应对市场战略转型。 2、国家近年对绿色环保、钢结构装配式建筑产业的提倡以及出台相关利好政策。 3、西部区市场空白，发展前景广阔。 4、装配式钢结构的节能、环保、施工、安全、抗震性等方面的优势。 以上这四个条件，是发展装配式建筑的非常有利的因素。装配式建筑的技术从国际上看已经成熟了，我国近几年来虽然也在积极努力地探索发展装配式建筑，但是从总体上讲，各地区装配式建筑的比例和规模还不尽如人意，这也正是在当前的形势下，为什么我们推广装配式建筑的又一基本考虑。 3、国家对装配式建筑的政策扶持
今年3月份的两会，李克强总理在《政府工作报告》中进一步强调，大力发展钢结构和装配式建筑，加快标准化建设，提高建筑技术水平和工程质量。 国务院常务会议审议通过《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，国务院办公厅于9月27日印发执行（国办发〔2016〕71号）。 目前为止，内蒙古地区无相关政策性文件下发。 4、装配式建筑与传统建筑的比较分析 1、体系划分 钢结构装配式建筑依据用途可划分两个体系，即住宅、公建；依据其结构主体采用的型材异，可分为三类技术体系一是重钢/钢混框剪体系，适用于30层及以下的住宅及公建；二是轻型钢结构（薄壁方管等），适用于6层及以下的建筑，已建成的海南阳光田宇餐厅项目、香榭丽舍会所屋面造型均属于此类体系；三是冷弯薄壁型材体系，适用于3层以下的建筑，如：住宅、别墅、会所等。已建成的蒙西轻钢别墅项目属于此类体系。 2、技术优劣分析： 1、钢结构装配式建筑需要更加周密的前期策划、图纸、技术准备、技术衔接等问题。 2、轻钢别墅和轻钢结构体系 1）最初施工蒙西轻钢别墅（冷弯薄壁型材体系）时，业主对开间设计和和其使用需求冲突（承重墙多，开间小，分隔死，房内空间无法灵活分割），通过对在该体系中植入轻型薄壁方管型材，解决其体系开间问题，维护材料配套石膏板或其它轻板。当然对于住
装配式钢结构建筑设计思考 发表时间：2019-11-08T14:32:15.810Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：张淼 [导读] 摘要：自2016年国家供给侧结构性改革以来，装配式建筑和钢结构建筑产业政策密集出台，装配式钢结构产业迎来发展前所未有的发展机遇，装配式建筑成为新时期我国建筑节能与绿色建筑发展规划的重要方向。 枣庄市城乡规划设计研究院山东枣庄 277000 摘要：自2016年国家供给侧结构性改革以来，装配式建筑和钢结构建筑产业政策密集出台，装配式钢结构产业迎来发展前所未有的发展机遇，装配式建筑成为新时期我国建筑节能与绿色建筑发展规划的重要方向。目前，装配式钢结构建筑以其适应性和经济性，成为应用较为广泛的装配式建筑种类。探索适宜的装配式钢结构建筑的设计原则，具有重要的实践意义。基于此，本文笔者就装配式钢结构建筑设计进行简要阐述。 关键词：装配式；钢结构；建筑设计； 一、装配式钢结构建筑优势分析 1.布置灵活，建筑内容集成化较高 钢结构建筑在建筑空间上有很大的进步，空间布置相对合理，建筑实用面积较大，承重墙剪力墙结构相对砖混结构较少，对住户来说一种福音，住户可以根据自己的想法和喜好，对空间进行合理的分割装修，在装修过程中还可以将线路水管等融入墙壁之中，这样的装修做法并不会影响建筑结构的稳定性和安全性。 2.自重较轻，抗震效果好 装配式钢结构从楼体、墙体和楼面选择的材料都是轻型建筑材料，建筑承重墙选择的是质量轻、截面受力均匀的薄壁钢管和车型热轧钢两种，从整体上减轻了建筑的自身重量，充分发挥建筑材料的特性，将建筑材料的高强度、高塑性、高延展性等特点融合到建筑之中，提升建筑的安全性、稳定性、抗震性、和抗变形性，最大程度的从建筑的基础造价、安装费、材料运输费等方面降低了建筑的实际成本。 3.符合我国可持续发展理念 装配式建筑在选材、施工、以及后期的拆迁、维修等方面都能够体现节能减排的绿色理念，材料选择的预制成品部件，可直接安装，降低了材料现场安装的噪音，施工时减少了扬尘和建筑废弃物的产生，对环境的破坏和污染都比混凝土结构要小，而且装配式机构在进行拆迁和改建时，都相对比较简单和方便，造成的建筑垃圾还可以再回收利用，实现建筑材料的循环再生利用，实现建筑的可持续发展。 二、装配式钢结构建筑的设计要求 1.装配式钢结构建筑防火设计要求 装配式钢结构的防火设计要求是装配式钢结构建筑在设计过程中的重要要求。装配式钢结构在社会各行业中的应用都应按照防火规范进行设计，对相应的装配式钢结构建筑进行构建，尤其是对于火灾危险性等级较高的建筑，诸如配电站和变电站、大型公共建筑、特大型库房等。装配式钢结构建筑的防火设计要求主要有以下方面。 ①装配式钢结构建筑的外墙表面要选用具有防火性质的岩棉夹心钢板，对装配式钢结构建筑的墙表面进行防火；②装配式钢结构建筑的彩色钢板外层用选用具有氟碳样式的防腐涂层，外墙层部位则选用低波纹竖向彩钢板，不仅能够满足建筑室内的感官效果，同时也能够加长装配式钢结构建筑的防腐年限；③装配式钢结构建筑的泄爆墙要采用防火性较强的石膏板，石膏板内部还应填入具有防火性质的岩棉，加强防火措施。 2.装配式钢结构的接地防雷设计要求 装配式钢结构的接地防雷设计要求是装配式钢结构建筑在设计过程中的技术要求。由于部分行业中对于装配式钢结构建筑有不同的技术要求，对于相关的装配式钢结构的设备有不同需求，在设计过程中装配式钢结构建筑应加强对钢结构建筑接地防雷的设计，有部分诸如配电站等行业要求相关的装配式结构建筑需要具有接地防雷的作用，主要是接地防雷在装配式钢结构建筑中的设计，不仅能够有效改善将避雷系统暴露在外部的感官美，同时也能够减少建筑内设置避雷针对建筑内系统存在的潜在威胁。 3.装配式钢结构的屋面防水设计要求 装配式钢结构的屋面防水设计要求是装配式钢结构建筑在设计过程中的关键技术问题。对屋面防水的处理措施是非常必要的，因此装配式钢结构在设计过程中，要遵循屋面防水规范设计要求，必须保障装配式钢结构在相关建筑中的应用过程中不能够漏水、渗水。因此在设计过程中，要选择当前钢结构可靠性较强的装配式屋面系统，其次要将装配式钢结构屋面的排水坡度加大，对相关建筑进行综合考察和对比，采用直立锁缝技术，通过悬浮技术使屋面悬浮于建筑内的相应部位，直立锁缝技术下的屋面系统具有良好的温度应力，夏天与冬天室内外温差较大，该屋面系统则能够有效保持良好的温度，屋面系统的板与板之间不仅设有不干胶，同时也如易拉罐封口似的方式确保了水溶物质无法渗透。为确保万无一失，装配式钢结构建筑通过扩大屋面的排水坡度，从而有效加速了屋面系统的排水速度。 三、装配式钢结构建筑的深化设计原则 1.实用并且造型优良的设计理念 使用并且造型优良的设计理念是装配式钢结构建筑在深化设计过程中应坚持的主要原则。装配式钢结构建筑在深化设计过程中，应保持其实用的性质，同时也要使其造型能够得到感官美。 2.可持续性的设计方针 可持续性的设计方针是装配式钢结构建筑在深化设计过程中应坚持的根本原则。随着社会经济文化的不断进步，我国仍致力于倡导资源节约型社会的建设，做到建筑工业化的特点。装配式钢结构建筑的应用，能够有效体现装配式钢结构的可持续性和延续性，钢材具有可反复性并且可持续性使用的特征，在相应科学合理的维护下，钢材能够延长时间的被使用，更重要的是，尽管装配式钢结构建筑物被损坏，钢材也能够通过回收，并对其重新加工重复再利用，在其他建筑物建造过程中被重新使用。因此装配式钢结构建筑具有回收性强以及可持续发展性强的重要特点，实现那国家生态环保的要求，减少工地现场加工作业，解决工地扬尘治理问题。 四、装配式钢结构建筑设计要点 第一集成化设计：通过方案比较，做出集成化安排、确定预制构件的范围，进行设计或选型。做好集成式构件的接口或连接设计。第二协同设计：由设计负责人（主要是建筑师）组织设计团队进行统筹设计，将建筑、结构、给水排水、暖通空调、电气、智能化、
钢结构节点设计浅析 摘要：钢结构节点的设计与工程的质量有着密切的关系，本文介绍了钢结构接点设计的一般措施并提出了优化改进的途径。 关键词：钢结构；节点设计；梁柱 引言 钢结构生产具备成批大件生产和高度准确性的特点，可以采用工厂制作、工地安装的施工方法，使其生产作业面多，可缩短施工周期，进而为降低造价、提高效益创造了条件，再加上钢结构在大跨度上优势明显且轻质高强，因此，现代建筑中，钢结构的应用越来越广泛。 一、钢结构梁柱节点的基本特征 在钢结构设计时，对于钢结构的连接形式在计算模型中的确定是钢结构计算、设计必须首先解决的问题，其次要明确传力途径，然后才能将整个结构受力模型简化出来用软件进行分析计算。按照传力特征不同，节点分刚接、铰接和半刚性连接。 1、铰接连接节点，具有很大的柔性。钢梁仅在腹板处采用高强螺栓连接，上、下翼缘无需进行现场焊接。采用铰接时构造简单，使现场安装程序大为简化，现场作业量大大减小，现场安装可以不受天气及季节的影响，钢结构的安装速度大大提高。但是，铰接连接刚度和耗能性能差，对于结构抗风、抗震不利。 2、刚性连接节点，具有较高的强度和刚度。其特点是受力性能好，但构造复杂，施工难度大。设计中梁柱节点一般是做刚接，这是由于梁柱节点承受的荷载一般较大而且还要抵御风荷载和水平地震引起的位移。 3、半刚性连接节点，刚度和强度介于铰接和刚接之间。我国《钢结构设计规范》中没有给出半刚性连接的具体计算和设计方案，而且节点转动刚度很难确定。这样的节点形式在工程设计中一般很少采用。结构设计中习惯的做法是把连接当成理想刚接或者铰接，这样做能够使计算大大简化，得到的计算结果必然与实际存在偏差。目前，主要通过采用调整系数来减少这种偏差。 二、钢结构梁柱节点的一般设计 目前抗侧力框架和梁柱的抗弯连接均采用刚性方案。梁柱刚性连接的主要构造形式有3种：全焊节点、高强螺栓连接节点、栓焊混合节点。 1、全焊节点 1.1全焊节点连接形式
装配式结构专项施工方案 第一部分：工程概况、编制依据以及工程特点1.1工程概况 工程名称： 工程地址： 建设单位： 设计单位： 监理单位： 施工单位： 工程概述： 结构类型： 1.2编制依据 PC结构施工图纸以及PC结构招标文件 GB 50068-2001 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50009-2012 建筑结构荷载规范 GB 50010-2010 建筑抗震设计规范 JGJ 3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程 DG/TJ08-2069-2010 预制整体式住宅混凝土构件制作、施工及质量验收规程 1.3工程特点
1.3.1 主要特点 本工程为预制装配式混凝土结构，其主要特点是： （1）现场结构施工采用预制装配式方法，外墙墙板、空调板、阳台、设备平台、凸窗以及楼梯的成品构件。 （2）预制装配式构件的产业化。所有预制构件全部采用在工厂流水加工制作，制作的产品直接用于现场装配。 （3）在设计过程中，运用BIM技术，模拟构件的拼装，减少安装时的冲突。部分外墙PC结构采用套筒植筋、高强灌浆施工的新技术施工工艺，将PC结构与PC结构进行有效连接，增加了PC结构的施工使用率，降低PCF的施工率，提高施工效率。 （4）楼梯、阳台、连廊栏杆均在PC构件的设计时考虑点位，设置预埋件，后续直接安装。 （5）按照PC结构的施工特点，采用悬挑外墙脚手架。 1.3.2 防水特点 节点自防水。本次施工的装配式外墙板防水方法： （1）连接止水条，预制外墙板连接时，预先在板墙侧边和上粘贴防水止水条的形式防水； （2）空腔构造防水，预制外墙板之间在预制板侧边和上下设置沟（槽）排水的构造方法； （3）外墙密封防水胶，预制外墙板外侧耐候胶封闭。 1.3.3 工程施工特点 本工程采用的PC结构，其要点是：
装配式钢结构建筑设计分析 发表时间：2017-11-20T10:46:26.293Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：邹健[导读] 节约劳动力提高建筑质量，并且受气候环境影响较小。新时代背景下下，装配式钢结构建筑可以像机器生产一样成批成套进行生产。 广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司 517500 摘要：在钢筋混凝土建筑作为现代城市建设的主流情况下，新式的建筑结构设计随着城市化不断进行和科技的发展也逐渐走入人们的视野。装配式钢结构建筑就是一种比较新型的并且具有较好的经济效益和安全效益的建筑设计。相比于传统建筑设计，装配式钢结构建筑设计施工简便，抗震性和经济性都比较好。本文将对装配式钢结构设计进行分析。 关键词：装配式钢结构；建筑设计；设计分析 现浇混凝土以及砖结构是我国城市传统建筑主要结构，这种建筑结构建造中消耗大量的人力物力，并且在施工中具有一定安全隐患，近年来受到人们的关注[1]。由于传统的建筑结构具有一定滞后性，同时也为满足城市快速建设的需要，新型的建筑结构应运而生。装配式钢结构建筑就是其中一种。装配式钢结构建筑通过将预制构件在工地装配组合实现建筑构建。相比于传统建筑方式建造速度显著加快，节约劳动力提高建筑质量，并且受气候环境影响较小。新时代背景下下，装配式钢结构建筑可以像机器生产一样成批成套进行生产。 一、装配式钢结构设计特点 1、设计标准化装配式钢结构设计具有标准化的特点。因为装配式建筑的大部分装配构件都是在工厂车间加工完成的。很多建筑构件包括：外墙板、内墙板、叠合板、阳台、楼梯、预制梁、预制柱等主要结构都统一加工设计完成后，直接投入施工现场进行装配使用[2]。由于这种标准化生产，使得装配式钢结构在生产过程中更具有工业化和专业化，从而能显著的提高部件的生产效率，同时还可以保证构件的产品质量以及性能等，相比于传统工艺更具优势。 2、建造快捷由于装配式建筑主要采用构件现场组合的方式进行建筑施工，这使得装配式建筑建造更为快捷方便。装配式钢结构建筑施工中主要采用栓焊连接，这种连接方式对建筑构件直接组合，不需要现场浇节点，能够更快速的完成安装。不过由于装配式钢结构自身结构材料的影响，现场焊缝部位比较容易发生腐蚀，所以需要注意结合螺栓连接进行组装，或者使用油漆涂装等方式避免结构的腐蚀[3]。装配式钢结构在施工中受外界环境影响低，基本可以实现全天候作业，使得建筑建造工程进展更为快捷。 3、抗震性强装配式钢结构还具有抗震性强的特点。由于装配式钢结构中钢结构的额延展性比较好，所以整体抗震性强。并且通过对装配式建筑结构的设计使得建筑构件之间形成的相互剪力对建筑形成更好的支撑体系能有效的提高其抗震效果。 3、成本造价低装配式钢结构建筑设计相比于传统的混凝土或者混砖建筑造价更低。由于钢结构本身的自重比较轻，并且相比于混凝土材料其造价更低。而且钢结构是一种可回收的环保材料，可以循环利用绿色环保使其具有比较高的经济效益。不过在装配式钢结构的造价方面需要注意建筑设计的科学性，不合理的装配式钢结构设计不一定会减少工程造价。 5、信息化设计装配式钢结构建筑设计具有信息化特点。装配式钢结构建筑在实际过程中主要借助于工程设计软件进行设计。使用如BIM之类的工程设计软件，可以实现对整个建筑的建模设计和设计分析。通过信息化技术的应用能够合理有效的缩短设计的周期，同时对建筑施工的可行性和安全性进行分析。信息软件的应用能最大限度的装配式建筑的构架内力和几何尺寸进行综合计算，增强了工程的可靠性增加了工程的安全性保障等。心喜欢技术的深入使用使得建筑设计更快速进行的同时，还便于对设计方案进行修改，能够更有效提高装配式钢结构建筑的设计生产。 二、装配式钢结构建筑设计支撑结构 1、钢结构—剪力墙结构钢结构—剪力墙结构的基础是框架结构。这种建筑结构体系能工通过网柱的横向和纵向设置的剪力，形成剪力墙。建筑结构的整体强度通过侧向的刚度和结构体系的侧向位移达到改善。在这种结构体系中，横向载荷由框架结构承受，纵向载荷由剪力墙承受，从而很大的提高了建筑的承载能力。大多数搞成建筑都采用这种结构体系[4]。 2、钢框架结构钢框架结构的主要承重构件为建筑内的横向、纵向梁柱。钢框架结构的钢梁钢柱的承载能力和抗弯载能力直接决定了建筑的抗侧刚度。这种结构体系由于自身的软性特点灵活性较高，并且结构中所受的力和传递的力都比较明确，在多层建筑中比较适宜食用[5]。 3、钢框架—支撑结构钢框架—支撑结构的抗侧力能力比较高。这种建筑体系是一种双重抗侧力结构，通过设置横向支撑能够增强框架柱之间的水平荷载支撑力。钢框架—支撑结构具有比较高的稳定性，并且建筑梁柱截面面积有效减小可以获得更多的使用面积，但机体结构负载，灵活性较差。 三、装配式钢结构建筑设计 1、规划设计装配式钢结构建筑设计中需要进行规划设计。规划设计首先需要满足建筑的采光和通风的需要。由于新的城市建设需要，装配式钢结构设计应保证在生态、安全、环保、科学的原则下进行设计。虽然装配式建筑受施工现场气候条件影响较小，但也需要充分考虑施工现场的环境。 2、预制件设计