装配式混凝土建筑结构计算及应用

1.截面验算

预制装配整体式剪力墙结构应进行构件截面承载力计算，包括正截面、斜截面、扭曲截面、受冲切、局部承压等承载力计算，具体计算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定执行。

预制装配整体式剪力墙结构应进行构件截面抗震验算，具体计算应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011）的规定执行。

2.正常使用极限状态验算

预制装配整体式剪力墙结构应进行使用阶段下的裂缝控制验算，裂缝宽度计算及限值应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定执行和确定。

预制装配整体式剪力墙结构应进行挠度验算。挠度验算可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定执行，结构挠度验算应考虑荷载长期作用的影响，取构件长期刚度进行计算。挠度限值可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定确定。

3.施工阶段承验算

施工阶段承载能力验算应按下列规定进行：

（1）预制装配整体式剪力墙结构的预制构件应对脱模、起吊、运输和安装等工况进行承载能力极限状态计算，包括构件截面承载力计算以及必要的抗倾覆和稳定验算。

（2）预制装配整体式剪力墙结构预制构件在脱模、起吊、运输和安装等工况应选取相应的荷载设计值，选用合理的计算简图进行计算，应将构件自重乘以脱模吸附系数或动力系数。其中，脱模吸附系数可取1.5，构件自重的动力系数取1.2，脱模吸附力应根据构件和模具的实际状况取用，且不宜小于1.5 k N/m2。

施工阶段抗裂及变形验算应按下列规定进行：

（1）预制装配整体式剪力墙结构预制构件应进行正截面抗裂验算。正截面抗裂验算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定进行，并按一般要求不出现裂缝的构件验算。

（2）预制装配整体式剪力墙结构预制构件应进行挠度验算，挠度验算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定执行。预制构件挠度验算可不考虑荷载长期作用的影响，取构件短期刚度进行验算。构件挠度限值可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的规定执行，并按使用上对挠度有较高要求的构件进行取值。

（3）预制装配整体式剪力墙结构预制构件应按施工阶段实际的受力情况、边界条件，选取合理的计算简图以及荷载组合进行正截面抗裂以及挠度验算。安装阶段应考虑临时支撑的有利作用。

4.整体稳定性验算

高度大于24 m和10层以上，或高宽比较大的预制装配整体式剪力墙结构应进行结构整体稳定性验算，具体计算应按现行行业规程《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3）的规定执行，即应满足下式要求：

式中：EJd——结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧向刚度折算为竖向悬臂受弯构件的等效侧向刚度；

　　　H——房屋高度；

　　　Gi——第i楼层重力荷载设计值，取1.2倍的永久荷载标准值与1.4倍的楼面可变荷载标准值的组合值。

5.抗倾覆验算

预制装配整体式剪力墙结构应进行整体结构抗倾覆验算。抗倾覆验算应满足下列计算公式要求：

式中：M——倾覆力矩，由风荷载或地震作用的基础顶面处的最大倾覆力矩，应考虑两者的不利组合；

　　[M]——抗倾覆力矩，由竖向荷载对房屋基础边缘取矩所得的总力矩，楼层活荷载取50%，恒荷载取100%；

　　K——抗倾覆安全系数，当建筑高宽比大于4时，取3.0；当建筑高宽比小于4时，取2.3。(www.xing528.com)

6.变形验算

预制装配整体式剪力墙结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算。结构弹性层间位移应符合下式要求：

式中：Δue——多遇地震标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移，应计入扭转变形，各作用分项系数均取1.0，构件截面刚度可采用弹性刚度；

　　　[θe]——弹性层间位移角限值，对预制装配整体式剪力墙结构，取为1/1 000；

　　　h——计算楼层层高。

预制装配整体式剪力墙结构应进行罕遇地震作用下的结构薄弱层（部位）弹塑性变形验算，具体计算应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011）的规定进行。结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移应符合下式要求：

式中：Δup——弹塑性层间位移；

　　　[θp]——弹塑性层间位移角限值，对预制装配整体式剪力墙结构，取为1/120；

　　　h——计算楼层层高。

7.水平接缝验算

预制装配剪力墙水平接缝的受剪承载力设计值应按下式计算：

式中：VuE——水平接缝受剪承载力设计值；

　　　fy——垂直穿过水平结合面的钢筋或螺杆抗拉强度设计值；

　　　Asd——垂直穿过水平结合面的抗剪钢筋或螺杆面积；

　　　N——与剪力设计值V相应的垂直于水平结合面的轴向力设计值，压力时取正，拉力时取负；当大于0.6fcbh0时，取0.6fcbh0；此处fc为混凝土的轴心抗压强度设计值，b为剪力墙厚度，h0为剪力墙截面有效高度。

例：

选取一实际工程中的装配剪力墙，墙体构件施工图见图4-84所示。钢筋采用HRB400，fy=360 N/mm2；剪力墙结合面的抗剪钢筋为11根16，钢筋面积As=2 211.7 mm2，由计算结果查得剪力墙轴向力设计值为N=4 577.2 k N，与之相应的剪力墙底部剪力设计值为V=347.5 k N。

图4-84　剪力墙截面尺寸

根据《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1—2014）中第8.3.7条，剪力墙水平接缝的受剪承载力设计值：

满足要求。