结构分析和变形验算-装配式建筑技术标准条文解读

5.3.1 装配式混凝土结构弹性分析时，节点和接缝的模拟应符合下列规定：

（1）当预制构件之间采用后浇带连接且接缝构造及承载力满足本标准中的相应要求时，可按现浇混凝土结构进行模拟。

（2）对于本标准中未包含的连接节点及接缝形式，应按照实际情况模拟。

条文解读

▲5.3.1

装配式混凝土结构中，存在等同现浇的湿式连接节点，也存在非等同现浇的湿式或者干式连接节点。对于本标准中列入的各种现浇连接接缝构造，如框架节点梁端接缝、预制剪力墙竖向接缝等，已经有了很充分的试验研究，当其构造及承载力满足本标准中的相应要求时，均能够实现等同现浇的要求；因此弹性分析模型可按照等同于连续现浇的混凝土结构来模拟。多层装配式墙板结构节点与接缝的模拟应符合本标准5.8的规定。

对于本标准中未列入的节点及接缝构造，当有充足的试验依据表明其能够满足等同现浇的要求时，可按照连续的混凝土结构进行模拟，不考虑接缝对结构刚度的影响。所谓充足的试验依据，是指连接构造及采用此构造连接的构件，在常用参数（如构件尺寸、配筋率等）、各种受力状态下（如弯、剪、扭或复合受力、静力及地震作用）的受力性能均进行过试验研究，试验结果能够证明其与同样尺寸的现浇构件具有基本相同的承载力、刚度、变形能力、延性、耗能能力等方面的性能水平。

对于干式连接节点，一般应根据其实际受力状况模拟为刚接、铰接或者半刚接节点。如梁、柱之间采用牛腿、企口搭接，其钢筋不连接时，则模拟为铰接节点；如梁柱之间采用后张预应力压紧连接或螺栓压紧连接，一般应模拟为半刚性节点。计算模型中应包含连接节点，并准确计算出节点内力，以进行节点连接件及预埋件的承载力复核。连接的实际刚度可通过试验或者有限元分析获得。

条文链接 ★5.3.1

根据《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定：

（1）结构的弹性分析方法可用于正常使用极限状态和承载能力极限状态作用效应的分析。

（2）结构构件的刚度可按下列原则确定：

1）混凝土的弹性模量可按表1-23采用。

表1-23 混凝土的弹性模量 （×10⁴N/mm²）

注：1.当有可靠试验依据时，弹性模量可根据实测数据确定。

2.当混凝土中掺有大量矿物掺合料时，弹性模量可按规定龄期根据实测数据确定。

2）截面惯性矩可按匀质的混凝土全截面计算。

3）端部加腋的杆件，应考虑其截面变化对结构分析的影响。

4）不同受力状态下构件的截面刚度，宜考虑混凝土开裂、徐变等因素的影响予以折减。

（3）混凝土结构弹性分析宜采用结构力学或弹性力学等分析方法。体形规则的结构，可根据作用的种类和特性，采用适当的简化分析方法。

（4）当结构的二阶效应可能使作用效应显著增大时，在结构分析中应考虑二阶效应的不利影响。

混凝土结构的重力二阶效应可采用有限元分析方法计算，也可采用本规范附录B的简化方法。当采用有限元分析方法时，宜考虑混凝土构件开裂对构件刚度的影响。

（5）当边界支承位移对双向板的内力及变形有较大影响时，在分析中宜考虑边界支承竖向变形及扭转等的影响。

5.3.2 进行抗震性能化设计时，结构在设防烈度地震及罕遇地震作用下的内力及变形分析，可根据结构受力状态采用弹性分析方法或弹塑性分析方法。弹塑性分析时，宜根据节点和接缝在受力全过程中的特性进行节点和接缝的模拟。材料的非线性行为可根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定，节点和接缝的非线性行为可根据试验研究确定。

条文解读

▲5.3.2

装配式混凝土结构进行弹塑性分析时，构件及节点均可能进入塑性状态。构件的模拟与现浇混凝土结构相同，而节点及接缝的全过程非线性行为的模拟是否准确，是决定分析结果是否准确的关键因素。试验结果证明，受力全过程能够实现等同现浇的湿式连接节点，可按照连续的混凝土结构模拟，忽略接缝的影响。对于其他类型的节点及接缝，应根据试验结果或精细有限元分析结果，总结节点及接缝的特性，如弯矩-转角关系、剪力-滑移关系等，并反映在计算模型中。

条文链接 ★5.3.2

根据《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定：

重要或受力复杂的结构，宜采用弹塑性分析方法对结构整体或局部进行验算。结构的弹塑性分析宜遵循下列原则：

（1）应预先设定结构的形状、尺寸、边界条件、材料性能和配筋等。

（2）材料的性能指标宜取平均值，并宜通过试验分析确定，也可按本规范附录C的规定确定。

（3）宜考虑结构几何非线性的不利影响。

（4）分析结果用于承载力设计时，宜考虑抗力模型不定性系数对结构的抗力进行适当调整。

5.3.3 内力和变形计算时，应计入填充墙对结构刚度的影响。当采用轻质墙板填充墙时，可采用周期折减的方法考虑其对结构刚度的影响；对于框架结构，周期折减系数可取0.7～0.9；对于剪力墙结构，周期折减系数可取0.8～1.0。

条文解读

▲5.3.3

非承重外围护墙、内隔墙的刚度对结构的整体刚度、地震力的分布、相邻构件的破坏模式等都有影响，影响大小与围护墙及隔墙的数量、刚度、与主体结构连接的刚度直接相关。外围护墙采用外挂墙板时，与主体结构一般采用柔性连接，其对主体结构的影响及处理方式在本标准5.9中有专门规定。

非承重隔墙的做法有砌块抹灰、轻质复合墙板、条板内隔墙、预制混凝土内隔墙等。轻质复合墙板、条板内隔墙等一般是在主体结构完工后二次施工，与主体结构之间存在拼缝，参考现浇混凝土结构的处理方式，采用周期折减的方法考虑其对结构刚度的影响。周期折减系数根据实际情况及经验，由设计人员确定。当轻质隔墙板刚度较小且结构刚度较大时，如在剪力墙结构中采用轻质复合隔墙板，周期折减系数可较大，取0.8～1.0；当轻质隔墙板刚度较大且结构刚度较小时，如框架结构中，周期折减系数较小，取0.7～0.9。

非承重墙体为砌块隔墙时，周期折减系数的取值可参照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的有关规定。

条文链接 ★5.3.3

根据《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99的有关规定：

（1）计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期，应考虑非承重填充墙体的刚度影响予以折减。

（2）当非承重墙体为填充轻质砌块、填充轻质墙板或外挂墙板时，自振周期折减系数可取0.9～1.0。(www.xing528.com)

5.3.4 在风荷载或多遇地震作用下，结构楼层内最大的弹性层间位移应符合下式规定：

Δu_e≤[θ_e]h

式中 Δu_e——楼层内最大弹性层间位移；

[θ_e]——弹性层间位移角限值，应按表1-24采用；

h——层高。

表1-24 弹性层间位移角限值

条文解读

▲5.3.4

层间位移是上、下层侧向位移之差。

层间位移角是按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比。主要为限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。

条文链接 ★5.3.4

根据《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定：

（1）表1-25所列各类结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移应符合下式要求：

Δu_e≤[θ_e]h

式中 Δu_e——多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；计算时，除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形；应计入扭转变形，各作用分项系数均应采用1.0；钢筋混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度；

[θ_e]——弹性层间位移角限值，应按表1-25采用；

h——计算楼层层高。

表1-25 弹性层间位移角限值

（2）建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值应按表1-26采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表1-27采用，计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。

注：周期大于6.0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究。

表1-26 水平地震影响系数最大值

注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。

表1-27 特征周期值 （单位：s）

5.3.5 在罕遇地震作用下，结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移应符合下式规定：

Δu_p≤[θ_p]h

式中 Δu_p——弹塑性层间位移；

[θ_p]——弹塑性层间位移角限值，应按表1-28采用；

h——层高。

表1-28 弹塑性层间位移角限值

条文链接 ★5.3.5

参考第一部分5.3.5条的条文链接。

根据《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定：

结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移应符合下式要求。

Δu_p≤[θ_p]h

式中 Δu_p——弹塑性层间位移；

[θ_p]——弹塑性层间位移角限值，应按表1-29采用；对钢筋混凝土框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全高的箍筋构造比本规范6.3.9条规定的体积配筋率大30%时，可调高20%，但累计不超过25%；

h——薄弱层层高或单层厂房上柱高度。

表1-29 弹塑性层间位移角限值