装配式混凝土建筑关键部位承载力计算

装配整体式结构中，接缝的正截面承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定。接缝的受剪承载力应符合下列规定：

（1）持久设计状况

（2）地震设计状况

在梁、柱端部箍筋加密区及剪力墙底部加强部位，尚应符合以下规定：

式中：γ0——结构重要性系数，安全等级为一级时不应小于1.1，安全等级为二级时不应小于1.0；

　　　Vjd——持久设计状况下接缝剪力设计值；

　　　VjdE——地震设计状况下接缝剪力设计值；

　　　Vu——持久设计状况下梁端、柱端、剪力墙底部接缝受剪承载力设计值；

　　　VuE——地震设计状况下梁端、柱端、剪力墙底部接缝受剪承载力设计值；

　　　Vmua——被连接构件端部按实配钢筋面积计算的斜截面受剪承载力设计值；

　　　ηj——接缝受剪承载力增大系数，取1.2。

1.叠合梁端竖向接缝受剪承载力

叠合梁端竖向接缝主要包括框架梁与节点区的接缝、梁自身连接的接缝以及次梁与主梁的接缝几种类型。叠合梁端竖向接缝受剪承载力的组成主要包括：新旧混凝土结合面的粘结力、键槽的抗剪能力、后浇混凝土叠合层的抗剪能力、梁纵向钢筋的销栓抗剪作用。

行业标准《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1）不考虑新旧混凝土结合面的粘结力，取混凝土抗剪键槽的受剪承载力、后浇层混凝土部分的受剪承载力，穿过结合面的钢筋销栓抗剪作用之和。地震往复作用下，对后浇层混凝土部分的受剪承载力进行折减，参照混凝土斜截面受剪承载力设计方法，折减系数取0.6。

混凝土叠合梁端竖向接缝的受剪承载力设计值应按下列公式计算：

（1）持久设计状况

（2）地震设计状况

式中：Ac1——叠合梁端截面后浇混凝土叠合层截面面积；

　　　fc——预制构件混凝土轴心抗压强度设计值；

　　　fy——垂直穿过结合面钢筋抗拉强度设计值；

　　　Ak——各键槽的根部截面面积之和（图4-59），按后浇键槽根部截面和预制键槽根部截面分别计算，并取二者的较小值；

　　　Asd——垂直穿过结合面除预应力筋外的所有钢筋的面积，包括叠合层内的纵向钢筋。

图4-59　叠合梁端受剪承载力计算示意
1—后浇节点区；2—后浇混凝土叠合层；3—预制梁；
4—预制键槽根部截面；5—后浇键槽根部截面

例：

选取一实际工程项目中的次梁为例计算，次梁截面尺寸见图4-60所示。混凝土强度等级为C35，fc=16.7 N/mm2，ft=1.57 N/mm2；钢筋采用HTRB600E，抗拉强度设计值为500 N/mm2。次梁端部伸入主梁底部配筋2根25，上部5根25，由计算结果查得梁端剪力设计值为360 k N。

图4-60　次梁截面尺寸

根据《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1—2014）中第7.2.2条：

①持久设计状态

(www.xing528.com)

其中：

可知梁端受剪承载力设计值为：

②地震设计状况

满足要求。

2.预制柱底水平接缝受剪承载力

预制柱底水平接缝处的受剪承载力的组成包括：新旧混凝土结合面的粘结力、粗糙面或键槽的抗剪能力、轴压产生的摩擦力、柱纵向钢筋的销栓抗剪作用或摩擦抗剪作用，其中后者为抗剪承载力的主要组成部分。在地震往复作用下，混凝土粘结作用及粗糙面的受剪承载力丧失较快，计算不考虑。当柱受压时，计算轴压产生的摩擦力，柱底接缝灌浆层上下表面接触的混凝土均有粗糙面及键槽构造，因此摩擦系数取0.8。当柱受拉时，没有轴压力产生的摩擦力，且由于钢筋受拉，计算钢筋销栓作用时，需要根据钢筋中的拉应力结果对销栓受剪承载力进行折减。因此在柱全截面受拉的情况下，不宜采用装配式构件。

根据《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1），在地震设计状况下，预制柱底水平接缝的受剪承载力设计值应按下列公式计算：

（1）当预制柱受压时

（2）当预制柱受拉时

式中：fc——预制构件混凝土轴心抗压强度设计值；

　　　fy——垂直穿过结合面钢筋抗拉强度设计值；

　　　N——与剪力设计值V相应的垂直于结合面的轴向力设计值，取绝对值进行计算；

　　　Asd——垂直穿过结合面除预应力筋外的所有钢筋的面积，包括叠合层内的纵向钢筋；

　　　VuE——地震设计状况下接缝受剪承载力设计值。

图4-61　柱截面尺寸及配筋

例：

以一实际工程中的柱为例（图4-61）。矩形柱截面计算参数：b=800 mm，h=1 000 mm；混凝土强度等级为C45，fc=21.10 N/mm2，ft=1.80 N/mm2；钢筋采用HRB400，fy=360 N/mm2；柱截面的纵向钢筋面积为As=314.16×8+490.87×10=7 422 mm2；由计算结果查得柱的轴向力设计值为4 051 k N，与此轴向力相应的柱底剪力设计值为V=234.78 k N。

预制柱底水平接缝的受剪承载力设计值为：

满足要求。

3.叠合板受剪承载力计算

未配置抗剪钢筋的叠合板，水平叠合面的受剪承载力可按照下式计算：

式中：V——叠合板验算截面处剪力；

　　　b——叠合板宽度；

　　　h0——叠合板有效高度。

4.梁柱节点核心区验算

对抗震等级一、二、三级的装配整体式框架，应进行梁柱节点核心区抗震受剪承载力验算；对四级框架可不进行验算。梁柱节点核心区抗震受剪承载力验算和构造应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）及《建筑抗震设计规范》（GB 50011）的有关规定。