《裝配式混凝土結構技術規程》基本概念及關鍵技術

行業標準

《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1-2014

基本概念及關鍵技術

2015.6裝配式混凝土結構快速發展期-二次大戰以后●住宅工業化的快速發展和預制混凝土構件的大量應用是從第二次世界大戰以后。第二次世界大戰以后許多國家面臨著住房嚴重短缺和勞動力的不足的問題，市場的大量需求迫使他們尋求工業化的道路，以盡快解決這一社會問題●在工業化的初期，預制構件在橋梁中有大量的應用，之后開始在居住建筑、學校、醫院、辦公等公共建筑，停車庫，單層工業廠房等得到廣泛應用。結構體系從單一的裝配式大板建筑發展為框架、剪力墻、框筒、盒子結構等多種結構體系。20世紀50年代，美國開始將預制構件與預應力混凝土技術相結合，賓夕法尼亞州費城著名的胡桃巷紀念橋（TheWalnutLaneMemorialBridge)中國建筑工業化的發展歷程50～60年代起步和發展階段標準預制構件體系逐步建立

70～80年代迅速發展階段以全裝配大板建筑體系為代表相關標準開始配套和完善

90年代～本世紀初市場經濟階段建筑工業快速發展，現澆混凝土結構市場份額急劇上升預制構件在建筑領域消亡

2005年后的新世紀中國的建筑工業化重新崛起市場對高質量多樣化精品預制構件有所需求新型裝配整體式混凝土結構體系逐步確立2023/2/1中國建筑標準設計研究院4編制工作2006年4月～2014年1月

●認真總結了我國工程實踐中的經驗和教訓●廣泛地進行了調查研究●開展了大量試驗研究工作

●考察日本等國外有關技術和工程實踐

●查閱并翻譯了大量國外相關資料和文獻

●借鑒了有關國際和國外先進標準

●廣泛征求了有關方面的意見

●對具體內容進行了反復討論、協調和修改最后完成報批稿2023/2/1中國建筑標準設計研究院7設計參考書國家規範PCa技術書（日本）日本PCa技術協會（已有中文譯本）編制組開展了如下試驗研究工作：

1.鋼筋混凝土界面摩擦受剪性能試驗研究2.預制混凝土梁端結合面受剪性能試驗研究3.現澆柱疊合梁框架結構抗震性能試驗研究4.預制柱疊合梁框架結構抗震性能試驗研究5.采用灌漿套筒連接的預制裝配式混凝土剪力墻結構抗震性能試驗研究6.采用約束漿錨鋼筋搭接連接的預制裝配式混凝土剪力墻結構試驗研究7.線支承外墻掛板研究8.L形大板剪力墻結構模型振動臺試驗研究

編制基本原則：

●充分地反映我國近年來對裝配式混凝土進行的各

項科學研究和工程實踐的最新成果；●反映至當前成熟的技術水平；

●努力向國際先進水平靠攏；●與現行相關國家標準和工程建設行業標準保持協調一致；●對各項計算指標、設計和構造要求均從嚴把關，特別是有關連接的要求；●對尚需進行進一步研究的問題，給出原則性的指導意見，定性

不定量；●與其它標準相關的內容，僅引用相關標準號，不抄錄相關條款,

以免斷章取義。

進程回顧—B3#、B4#建設

2009年12月，北京萬科假日風景B3#、B4#樓工業化實體樓交付入住，其優異的品質得到了廣大專家學者和業主的高度好評。

萬科裝配整體式剪力墻結構（套筒灌漿連接）宇輝裝配整體式剪力墻結構(約束漿錨搭接連接)

黑龍江宇輝集團開發的“保利花園”應用了預制墻體、預制陽臺、預制樓梯、預制疊合板等建筑部件；中南建設裝配整體式剪力墻結構(波紋管漿錨搭接)

裝配率及預制率高，構件可采用預制構件流水線生產，經濟性較好。但建筑高度受限。

合肥西偉徳寶業疊合式剪力墻

德國技術，裝配率高、整體性好，效率高，技術成熟。建筑混凝土和鋼筋含量大，材料成本高。

南京大地集團裝配式框架結構

構件采用預制構件流水線生產，生產及施工效率高、成本低。框架結構不符合國內主流住宅的特點；預應力疊合樓板存在反拱，存在技術缺陷。萬科上坊公寓保障房現場施工現狀——用工人數100人/20余萬平方米17長春全裝配的停車場1920河北商丘的農民住宅貴州畢節的職工宿舍22結構類型

是否已納入規程

裝配整體式框架結構

節點剛接

√

多層框架結構節點鉸接裝配整體式剪力墻結構

√

疊合剪力墻結構以外墻板為模板的裝配整體式剪力墻結構多層剪力墻結構節點濕式連接

√

節點干式連接裝配整體式

框架-剪力墻結構

剪力墻現澆、

框架預制

√

裝配整體式部分框支剪力墻結構

√

我國的國情由于土地的緊缺，城市建設以高層建筑為主按照國家抗震和高層建筑規范的要求，高層建筑以剪力墻和框架剪力墻結構為主，框架結構的使用受到限制。根據我國的文化習俗，和室內空間較小的現實，民眾不希望室內有露梁、露柱民眾對日照要求較高，板式建筑較受歡迎，塔樓受到冷落住宅建筑以高層板式剪力墻為主我國位于地震區，世界各國的震后調查顯示，剪力墻結構是一種抗震性能極好的結構體系。。2023/2/1中國建筑標準設計研究院24我國民眾的居住習慣裝配式混凝土剪力墻結構住宅系列圖集

各地區和國家剪力墻結構的適用高度

地區和國家適用高度中國丙類裝配整體式剪力墻非抗震設計6度7度8度（0.2g）8度（0.3g）140（130）（150）130（120）（140）110（100）（120）90（80）（100）70（60）（80）臺灣15層日本5層美國采用預制混凝土的普通混凝土剪力墻結構（其中包括有關結構整體性能的要求）允許在地震性能分區為A、B、C地區的建筑中使用。特殊鋼筋混凝土結構墻（其中包括有有關延性構造的要求）地震性能分類為D、E48.8m（）地震性能分類為F30.5m（）對較低地震風險的地區沒有特殊要求26JGJ1-91的要求●在各種設計狀況下，裝配整體式結構可采用與現澆混凝土結構相同的方法進行結構分析。當同一層內既有預制又有現澆抗側力構件時，地震設計狀況下宜對現澆抗側力構件在地震作用下的彎矩和剪力進行適當放大。

●裝配整體式結構承載能力極限狀態及正常使用極限狀態的作用效應分析可采用彈性方法。

●樓層層間最大位移與層高之比的限值

●除本規程另有規定外，裝配整體式框架結構可按現澆混凝土框架結構進行設計。

●抗震設計時，對同一層內既有現澆墻肢也有預制墻肢的裝配整體式剪力墻結構，現澆墻肢水平地震作用彎矩、剪力宜乘以不小于1.1的增大系數。

29結構類型限值裝配整體式框架結構1/550裝配整體式框架-現澆剪力墻結構1/800裝配整體式剪力墻結構、裝配整體式部分框支剪力墻結構1/1000多層裝配式剪力墻結構1/1200結構分析

建筑設計的基本要求

1）應在滿足建筑功能的前提下，實現基本單元的模數化、標準化定型

2）裝配式建筑設計應遵循少規格、多組合的原則

3）滿足防火、防水、保溫等建筑物理性能要求

目的：提高定型的標準化建筑構配件的重復使用率，降低成本，并實現建筑立面的多樣化。立面方案一立面方案二立面方案三立面方案四模數的的發展：早期：歐洲以最大面積的玻璃塊為基數作為基本模數日本以榻榻米的面積基數作為基本模數美國以英制的4英寸作為基本模數現代：國際標準統一為1M=100mm丹麥的模數協調標準DS1010.1DS1010.2DS1010.2DS1010.3DS/R1075DR/R1076DR/R1077DS/R1081DS/R1085DS/R1086DS/R1087DS1000DS/R1040DS/R1046DS/R1047DS/R1038DS/R1039DS1041DS1048DS/R1049DS/R1101DS1003DS1028.1DS1028.2DS1080DS1043建筑中的模數協調、詞匯建筑中的模數協調、原則和規則建筑規則設計模數模數規則，模數組件的尺寸優先采用的建筑水平向尺寸優先采用的建筑水豎向尺寸工業建筑、優先采用的建筑水平向尺寸屋頂坡度學校建筑設計模數和優先采用的尺寸護理站設計模數和優先采用的尺寸辦公樓建筑設計模數和優先采用的尺寸多層住宅的豎向尺寸雙跑樓梯的樓梯間樓層標高多層住宅中的電梯井等預制混凝土空心樓板構件預制混凝土內承重墻構件砌塊件的模數尺寸普通磚工和模數協調結構墻體和樓面，構件安放大樓板和大塊承重與非承重內墻，優先采用的尺寸窗、墻洞單扇內部門，墻洞單扇內部木門外部門、洞口、門框和門扇的尺寸廚房構件

模數標準比較健全并且是強制執行的。丹麥通過模數和模數協調實現構配件的通用化。1960年制定的《全國建筑法》規定，"所有建筑物均應采用1M（100毫米）為基本模數，3M為設計模數"，并制定了20多個必須采用的模數標準。同時國家規定，除自己居住的獨立式住宅外，一切住宅都必須按模數進行設計。在政府的推動下，發展通用化體系的單位主要有兩個，即國立建筑研究所（SBI）和體系建筑協會（BPS）。BPS是民間組織，其會員包括了200多家主要的建材生產廠。功能模塊→戶型模塊→單元模塊→樓棟模塊裝配式建筑設計應遵循少規格、多組合的原則裝配式結構的建筑設計，應在滿足建筑功能的前提下，實現基本單元的模數化、標準化定型，以提高定型的標準化建筑構配件的重復使用率，這將非常有利于降低造價。

基本設計概念●以一維構件為主，以濕式連接為主要技術基礎●采用預制構件與部分部位的現澆混凝土和節點區的后澆混凝土相結合的方式●預制構件中的受力鋼筋以鋼筋套筒灌漿連接為主要

連接技術，結合漿錨搭接、綁扎搭接、焊接、機械

連接

●節點設計實現強接縫，弱構件的原則●期望的效果：使裝配式混凝土結構具有與現澆混凝土結構完全等同的整體性、穩定性和延性●一維的梁、柱構件及采用后澆混凝土的區域裝配式整體式框架結構

柱：預制或現澆均可

梁：疊合梁

梁柱節點部位后澆混凝土：梁柱連接部位主次梁連接部位疊合梁的對接部位

采用后澆混凝土的區域2023/2/1中國建筑標準設計研究院38●裝配式整體式剪力墻結構

相鄰預制剪力墻連接的邊緣構件部位預制剪力墻頂部設置封閉的后澆鋼筋混凝土圈梁各層樓面位置設置連續的水平后澆帶

一維的剪力墻板及采用后澆混凝土的區域采用預制構件與部分部位的現澆混凝土和

節點區的后澆混凝土相結合的方式●高層裝配整體式結構中：1

宜設置地下室，地下室宜采用現澆混凝土；2

剪力墻結構底部加強部位的剪力墻宜采用現澆混凝土；3框架結構首層柱宜采用現澆混凝土，頂層宜采用現澆樓蓋結構。●帶轉換層的裝配式整體式結構中：

1當采用部分框支剪力墻結構時，底部框支層不宜超過2層，且框支層及相鄰上一層應采用現澆結構；

2部分框支剪力墻以外的結構中，轉換梁、轉換柱宜現澆●抗震設防烈度為8度時，高層裝配整體式剪力墻結構中

的電梯井筒宜采用現澆混凝土結構。●結構轉換層、平面復雜或開洞較大的樓層、作為上部結構嵌固部位的地下室樓層宜采用現澆樓蓋。

根據國家現行標準及實際工程經驗給出了裝配整體式混凝土結構構件之間的連接節點做法及節點內鋼筋錨固和連接的構造要求，兼顧考慮了安全性要求及施工操作方便性的要求。受力鋼筋之間力的傳遞裝配整體式結構中，節點及接縫處的縱向鋼筋連接宜根據接頭受力、施工工藝等要求選用：套筒灌漿連接漿錨搭接連接機械連接焊接連接綁扎搭接連接等連接方式鋼筋套筒灌漿連接技術的應用美國結構工程師，Yee博士在1970年研發了現在為大家熟知的NMB連結套筒，并獲得專利。第一個使用的工程是在檀香山（火奴魯魯）的一個38層的AlaMoana旅館建筑中，用于連結框架結構中的預制混凝土柱。49豎向鋼筋采用套筒灌漿連接構造抗震等級最大間距（mm）最小直徑（mm）一、二級1008三、四級1508表8.2.4加密區水平分布鋼筋的要求加強鋼筋連接區域，應對塑性鉸區上移。5051

新時期裝配式混凝土結構的技術進步

——設計概念的進步

JGJ1-91的設計概念1.設計概念：認可接縫對裝配式混凝土結構剛度的影響，計算中有許多折減2.強調全裝配，盡量減少現場濕作業3.通過強調墻體的規則布置實現結構的整體性能，建筑的多樣化受到較大的限制，體型及立面單一化4.僅適用于小開間的居住建筑5.沒有強調部品的工業化JGJ1-2014的設計概念1.設計概念：裝配式混凝土結構強調等同現澆混凝土，計算簡圖與現澆混凝土基本相同2.強調預制與現澆相結合，更注重裝配式結構的整體性能3.在標準化的基礎上，通過合理的結構構造，和飾面材料和質感的變化，實現建筑的多樣化，對建筑師的限制較少4.同時適用居住建筑和公共建筑5.強調了部品的工業化新時期裝配式混凝土結構的技術進步

——建造技術的進步JGJ1-91的主要技術1.多層建筑采用少筋混凝土墻板

高層建筑采用鋼筋混凝土墻板2.水平縫中受力鋼筋的豎向連接主要依靠預留銷鍵中的搭接焊3.垂直縫中的水平鋼筋的連接主要依靠銷鍵和鋼筋錨環，僅接縫處有少量現澆混凝土，無邊緣構件的要求4.接縫的界面為光滑面5.樓板采用全預制大板JGJ1-2014主要技術1.全部要求采用鋼筋混凝土墻板2.水平縫中受力鋼筋的豎向連接主要依靠灌漿套筒3.垂直縫