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裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工驗算評析
2012年3月上第41卷第360期施工技術(shù)
CONSTRUCTIONTECHNOLOGY
29
裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工驗算評析
1222
趙勇，王曉鋒，姜波，白生翔
（1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海200092；2.中國建筑科學(xué)研究院，北京100013）
［摘要］在總結(jié)和比較了國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工驗算規(guī)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)GB50153—2008的有關(guān)規(guī)定，GB50666—2011中提出了裝配式混凝土結(jié)構(gòu)一標(biāo)準(zhǔn)》在《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》施工驗算規(guī)定。討論了施工規(guī)范GB50666—2011中預(yù)制構(gòu)件制作、預(yù)制構(gòu)件運輸與堆放、預(yù)制構(gòu)件安裝與連接等不同階段的荷載取值、計算模型以及預(yù)制構(gòu)件、臨時支撐、預(yù)埋吊件的驗算方法和驗算要求等規(guī)定。通過算例說明了有關(guān)規(guī)定的應(yīng)用。
［關(guān)鍵詞］混凝土；裝配式混凝土結(jié)構(gòu)；預(yù)制混凝土構(gòu)件；臨時支撐；預(yù)埋吊件；安全系數(shù)［中圖分類號］TU755
［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A
［文章編號］1002-8498（2012）05-0029-06
DiscussiononDesignofPrecastConcreteStructures
DuringConstruction
ZhaoYong1，WangXiaofeng2，JiangBo2，BaiShengxiang2
（1.CollegeofCivilEngineering，TongjiUniversity，Shanghai
2．ChinaAcademyofBuildingResearch，Beijing
200092，China；
100013，China）
Abstract：Asummaryandcomparisonondesignofprecastconcretestructuresduringconstructionspecifiedindifferentstandardsarepresented．BasedonUnifiedstandardforreliabilitydesignforengineeringstructuresGB50153—2008，thespecificationsoncheckingcalculationofprecastconcretestructuresduringdifferentconstructionstagesareproposedinCodeforconstructionofconcretestructuresGB50666—2011.Theloadvalues，calculationmodels，thecheckingmethodandrequirementsforprecastmember，temporarybracing，handlinginsert，andsoon，duringproduction，handling，storage，transportationanderectionarediscussed．SomecalculationexamplesaregiventoexplaintheapplicationofthecodeGB50666—2011．
Keywords：concrete；precastconcretestructures；precastconcretemember；temporarysupports；pre-embeddedhoist；safetyfactor
裝配式混凝土結(jié)構(gòu)指由預(yù)制混凝土構(gòu)件或部件裝配、連接而成的混凝土結(jié)構(gòu)，其施工過程主要包括構(gòu)件制作、構(gòu)件運輸與堆放、安裝與連接3個階段
［1］
）中缺少對施工階段荷載取值的下簡稱“荷載規(guī)范”
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010—2010［3］規(guī)定，
（以下簡稱“設(shè)計規(guī)范”）中鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件的施工階段驗算的控制指標(biāo)和計算方法不夠充分；對于臨時支撐鋼構(gòu)件，應(yīng)考慮其重復(fù)使用性、臨時性、受力復(fù)GB50017—2003雜性等特點，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
［4］
。施工過程中的裝配式結(jié)構(gòu)和建好的結(jié)構(gòu)在
受力上會有較大差別，很多時候會處于更不利的受力狀態(tài)，因此需要對預(yù)制構(gòu)件、預(yù)制構(gòu)件中的配件及臨時支撐等進(jìn)行專門的施工驗算。我國現(xiàn)行相如《建筑關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在施工驗算方面的規(guī)定仍不完善，GB50009—2001結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》
［2］
驗算是否能完全適用值得商榷。為此，在現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)結(jié)合國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定和工程經(jīng)驗，準(zhǔn)基礎(chǔ)上，
針對裝配式結(jié)構(gòu)的施工特點，在《混凝土結(jié)構(gòu)工程施GB50666—2011工規(guī)范》
［1］
（2006年版）（以
（以下簡稱“施工規(guī)范”）中
［收稿日期］2012-02-13
［基金項目］國家科技支撐計劃項目課題（2011BAJ10B06）［作者簡介］趙勇，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院講師，上海市四平路1239號200092，E-mail：yongzhao@tongji．電話：（021）65980245，edu．cn
［通訊作者］王曉鋒，中國建筑科學(xué)研究院副研究員，北京市北三環(huán)
30100013，E-mail：wxf77@139．com東路號
提出較為完整的裝配式結(jié)構(gòu)施工驗算規(guī)定。11.1
驗算工況和荷載取值預(yù)制構(gòu)件制作1）構(gòu)件脫模起吊
脫模起吊時，構(gòu)件和模板間
會產(chǎn)生吸附力，可通過引入脫模吸附系數(shù)來考慮，即將構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以脫模吸附系數(shù)作為等效荷載標(biāo)準(zhǔn)值。脫模吸附系數(shù)與構(gòu)件和模具表面狀況有很大關(guān)系，但為簡化和統(tǒng)一，基于國內(nèi)工程實踐經(jīng)驗，施工規(guī)范規(guī)定脫模吸附系數(shù)取1.5，同時還規(guī)定可根據(jù)構(gòu)件和模具表面狀況適當(dāng)增減。復(fù)雜情況的脫模吸附系數(shù)可通過試驗來確定。表1為美
［5］
國《PCI設(shè)計手冊》規(guī)定的一些常用預(yù)制構(gòu)件的脫
且脫模起吊的吊點和后系數(shù)和動力系數(shù)取值一致，
期其他施工環(huán)節(jié)吊運的吊點相同時，考慮到混凝土強(qiáng)度隨時間增長，顯然脫模起吊是最不利的施工環(huán)對此，不需要再進(jìn)行后期的吊運驗算。節(jié)，1http://m.msguai.com.3
預(yù)制構(gòu)件運輸與堆放1）構(gòu)件運輸
預(yù)制構(gòu)件的運輸除需考慮運輸
尚需根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的放路線和運輸車輛的要求外，
置方式以及由于構(gòu)件的尺寸和自重限制以及路面條件引起的振動效應(yīng)。對于運輸過程的動力系數(shù)，國內(nèi)外規(guī)范的取值比較統(tǒng)一，除我國《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTGD62—2004［11］和《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)TB10002.3—2005構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
［9］
可供參考。模系數(shù)，
表1Table1
美國《PCI設(shè)計手冊》中的脫模吸附系數(shù)StrippingcoefficientinPCIdesignhandbook
模具表面狀況
構(gòu)件類型
外露骨料，
涂脫模劑
1.21.31.41.5
光滑表面，涂油
1.31.41.61.7
取1.2外，其他標(biāo)
［5］
美國《PCI設(shè)計手冊》還強(qiáng)調(diào)，準(zhǔn)多取1.5。另外，
當(dāng)?shù)缆繁砻�、運輸工具等條件偏于不利時，動力系數(shù)可采用更高數(shù)值。經(jīng)綜合考慮，施工規(guī)范對運輸階段的動力系數(shù)仍取1.5。
2）構(gòu)件堆放
構(gòu)件堆放時的支座位置宜與脫
模、吊裝時的位置一致，當(dāng)不一致時，應(yīng)根據(jù)堆放條件進(jìn)行驗算。在堆放期間，預(yù)制構(gòu)件主要受到自重、預(yù)應(yīng)力以及混凝土收縮徐變的作用；另外，對于則尚需考慮構(gòu)件截放置室外且有特殊要求的構(gòu)件，
面溫差分布的影響，特別是帶有面磚或石材飾面的構(gòu)件，應(yīng)充分考慮飾面對混凝土約束的影響。堆放時如需考慮其他施工荷載不利影響造成的荷載放可考慮1.2的動力系數(shù)。大，1.4
預(yù)制構(gòu)件的安裝與連接
預(yù)制構(gòu)件的安裝與連接階段，對于簡支受彎構(gòu)如空心板、雙T板、預(yù)制梁等，主要考慮自重的件，
作用；對于疊合受彎構(gòu)件，則尚需考慮鋼筋混凝土現(xiàn)澆層的自重及澆筑混凝土?xí)r的施工荷載；對于預(yù)制外墻掛板、預(yù)制柱等豎向圍護(hù)構(gòu)件，則尚需考慮風(fēng)荷載等水平方向的作用。
對于自重作用，當(dāng)自重為不利作用時，應(yīng)通過動力系數(shù)考慮由于固定時產(chǎn)生振動和沖擊力效應(yīng)，施工規(guī)范取該系數(shù)為1.2；當(dāng)自重為有利作用時，如動力系數(shù)則應(yīng)取1.0。進(jìn)行抗傾覆或抗滑移驗算時，
在進(jìn)行疊合構(gòu)件驗算時，宜根據(jù)混凝土的實際當(dāng)采密度和鋼筋的實際配筋量確定現(xiàn)澆層的自重，
3
鋼筋混凝土自重可取25kN/m；施用普通混凝土?xí)r，
2
工活荷載宜按實際情況計算，且宜≥1.5kN/m。
帶活動側(cè)模且無槽口、槽邊的平板帶活動側(cè)模且有槽口、槽邊的平板有斜槽的板（如T形板、雙T板）有雕飾面的板
2）預(yù)應(yīng)力張拉和放張根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠性
［6］
GB50153—2008設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱“統(tǒng)一
），可將預(yù)應(yīng)力視為作用。對于施加預(yù)應(yīng)力階標(biāo)準(zhǔn)”
段，需要驗算預(yù)應(yīng)力構(gòu)件是否會產(chǎn)生過大的預(yù)拉應(yīng)力或預(yù)壓應(yīng)力；同時，還需要驗算由于混凝土徐變是否會產(chǎn)生過大的反拱。工程上一般采用等效荷載法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)分析。1.2
預(yù)制構(gòu)件吊運
構(gòu)件吊運是指將構(gòu)件吊起并放置到指定場地的動作，包括預(yù)制構(gòu)件的起吊、運輸?shù)踹\及現(xiàn)場吊裝等。從構(gòu)件在空中的位置，可把吊運分為平吊、直吊和翻轉(zhuǎn)吊等。
施工驗算時，應(yīng)考慮吊運過程中產(chǎn)生的動荷載和沖擊力。施工規(guī)范通過引入動力系數(shù)來考慮該動荷載，即將構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以動力系數(shù)作為等效荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對于吊運過程的動力系數(shù)，國內(nèi)外現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的取值并不統(tǒng)一，其中《混凝土結(jié)構(gòu)GB50010—2010、《裝配大板居住建筑設(shè)計規(guī)范》
JGJ1—91設(shè)計和施工規(guī)程》
［7］［3］
的動力系數(shù)取1.5，而
［8］
《鋼筋混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GBJ130—90范》TB10002.3—2005
［9］
、
《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)
以及美國《PCI設(shè)計手
［5］［10］
冊》、香港《預(yù)制混凝土施工規(guī)范》的動力系數(shù)
則取1.2�？紤]到吊運過程的復(fù)雜性與重要性，并與設(shè)計規(guī)范統(tǒng)一，施工規(guī)范對吊運階段的動力系數(shù)取1.5；當(dāng)有可靠經(jīng)驗時，動力系數(shù)可根據(jù)實際受力情況適當(dāng)增減。應(yīng)當(dāng)注意，脫模與吊運不會同時發(fā)生，故吸附系數(shù)和動力系數(shù)不需連乘。如脫模吸附
預(yù)制外墻掛板承受的水平作用主要為風(fēng)荷載，風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值可按荷載規(guī)范的有關(guān)規(guī)定確定，此時風(fēng)
2
壓可按10年一遇采用，且應(yīng)≥0.20kN/m。對于預(yù)制
柱的臨時支撐，需要考慮混凝土澆筑或不均勻堆載等因素產(chǎn)生的附加水平荷載，可按施工規(guī)范附錄A對模
板支架驗算的荷載規(guī)定，即附加水平力可取施工時作用在預(yù)制柱上的豎向荷載的2%（可不考慮施工活荷載），且該荷載應(yīng)作用在預(yù)制柱頂端。2
驗算基本要求
對施工階段的驗算內(nèi)容，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)4.2.1條規(guī)定，施工階段屬于短暫設(shè)計狀況，應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計；4.3.1條規(guī)定，可根據(jù)需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計；4.1.2條對這兩種極限狀態(tài)均要求提出明確的標(biāo)志或限值。對于施工階段的驗統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)1.0.3條規(guī)定：“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計宜算方法，
采用概率理論為基礎(chǔ)，以分項系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計方法；當(dāng)缺乏統(tǒng)計資料時，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計可根據(jù)可靠的工程經(jīng)驗或必要的試驗研究進(jìn)行，也可采。用容許應(yīng)力或單一安全系數(shù)等經(jīng)驗方法進(jìn)行”
裝配式結(jié)構(gòu)施工驗算中，由于缺少施工階段荷缺少采用極限狀態(tài)設(shè)計方法的依載的統(tǒng)計資料，
據(jù)：對于臨時支撐，往往需要重復(fù)使用，其設(shè)計控制水平與永久結(jié)構(gòu)構(gòu)件有區(qū)別；對于形狀復(fù)雜的商品預(yù)埋吊件，其承載能力需要通過試驗統(tǒng)計得到，難以采用現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的計算模式；對工具式配件或設(shè)備，如預(yù)埋吊件、吊索、吊車等，設(shè)計中主要采用施工規(guī)范對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)安全系數(shù)法。因此，
包括預(yù)制構(gòu)件、預(yù)埋吊件、臨時支撐的施工驗算，
等，采用容許應(yīng)力法或安全系數(shù)法，對工程應(yīng)用可能更為簡單、可靠。2.1
預(yù)制構(gòu)件施工驗算
并施工階段的預(yù)制構(gòu)件主要承受自重的作用，將自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以脫模吸附系數(shù)或動力系數(shù)得到以考慮脫模、振動等不利影響。等效荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，
對預(yù)制構(gòu)件的施工驗算，國內(nèi)外現(xiàn)行規(guī)范大多要求在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下驗算混凝土應(yīng)力，具體要求如表2所示。采用應(yīng)力驗算方法，既可控制裂縫又可起到保證安全的作用。
由表2可以看到，對于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，大多數(shù)規(guī)范是不允許其開裂的，且對預(yù)應(yīng)力施加時的要
表2
Table2
規(guī)范
我國規(guī)范GB50010—2010［3］我國規(guī)范JTGD62—2004［11］英國規(guī)范BS5400—4［12］
求和其他工況有所區(qū)別；對于普通鋼筋混凝土構(gòu)件，除一些特殊情況外，如脫模起吊時或建筑要求較高的外墻掛板等，則大多是可以開裂的。結(jié)合國并考慮國內(nèi)工程實踐經(jīng)驗，施工內(nèi)外的規(guī)范要求，規(guī)范的規(guī)定如下。
1）鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面邊應(yīng)滿足：緣的混凝土法向壓應(yīng)力，
σcc≤0.8f'ck
（1）
式中：σcc為各施工環(huán)節(jié)在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下產(chǎn)可按毛截生的構(gòu)件正截面邊緣混凝土法向壓應(yīng)力，面計算；f'ck為與各施工環(huán)節(jié)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
2）鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面邊宜滿足下式要求：緣的混凝土法向拉應(yīng)力，
σct≤1.0f'tk
（2）
式中：σct為各施工環(huán)節(jié)在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下產(chǎn)生的構(gòu)件正截面邊緣混凝土法向拉應(yīng)力，可按毛截面計算；f'tk為與各施工環(huán)節(jié)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
3）對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的端部正截面邊緣的混凝土法向拉應(yīng)力可適當(dāng)放松，但應(yīng)≤1.2f'tk。
4）對施工過程中允許出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土構(gòu)件，其正截面邊緣混凝土法向拉應(yīng)力限值可適當(dāng)放松，但開裂截面處受拉鋼筋的應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：
σs≤0.7fyk
（3）
式中：σs為各施工環(huán)節(jié)在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下產(chǎn)生的構(gòu)件受拉鋼筋應(yīng)力，應(yīng)按開裂截面計算；fyk為受拉鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
對于不允許開裂的情況，施工規(guī)范的上述規(guī)定與設(shè)計規(guī)范有一定區(qū)別。在設(shè)計規(guī)范中，第10.1.11條控制的是預(yù)拉區(qū)和預(yù)壓區(qū)的應(yīng)力，其目的在于控制預(yù)加應(yīng)力不過大，且設(shè)計規(guī)范第10.1.12條還要求在允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)拉區(qū)配置配筋率≥0.15%的受拉鋼筋。施工規(guī)范是對整個施
國內(nèi)外規(guī)范對預(yù)制構(gòu)件的施工驗算要求
Constructioncheckingrequirementsforprecastelementincodes
鋼筋混凝土構(gòu)件
預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件
混凝土受壓應(yīng)力
≤0.80f'ck（預(yù)壓區(qū)）≤0.70f'ck（預(yù)壓區(qū)）≤0.75f'ck（施加預(yù)應(yīng)力時）
≤0.80f'ck（其他）
混凝土受拉應(yīng)力≤f'tk（預(yù)拉區(qū)）≤1.15f'tk（預(yù)拉區(qū)）≤1MPa（施加預(yù)應(yīng)力時）
≤0.60f'tk（其他）
≤0.60f'tk
≤1.5f'tk（施加預(yù)應(yīng)力時）
≤f'tk（其他）
混凝土受壓應(yīng)力
—≤0.80f'ck
—
混凝土受拉應(yīng)力—
允許開裂σs≤0.75fyk
—
美國規(guī)范ACI318—08［13］
［5］
《PCI設(shè)計手冊》美國
——
允許開裂≤f'tk（脫模時）允許開裂（其他）
≤0.70f'ck≤0.80f'ck
工過程的控制要求，控制的是各施工環(huán)節(jié)截面的最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力。對于鋼筋混凝土構(gòu)件，試對于配置500MPa及以下級別鋼筋，當(dāng)驗研究表明，
受拉鋼筋應(yīng)力σs≤0.7fyk時，短期裂縫寬度不會過大，且承載力安全仍有保證。σs應(yīng)按開裂截面計算，對于規(guī)則的截面，可采用設(shè)計規(guī)范第7.1.4條的簡對復(fù)雜截面可按設(shè)計規(guī)范第化公式進(jìn)行計算，
7.1.3條規(guī)定的正常使用極限狀態(tài)驗算平截面基本假定進(jìn)行計算，即①截面應(yīng)變保持平面；②受壓區(qū)混凝土的法向應(yīng)力圖取為三角形；③不考慮受拉區(qū)混凝土的抗拉強(qiáng)度。2.2
預(yù)埋吊件、臨時支撐驗算
我國傳統(tǒng)使用的預(yù)埋吊件是用熱軋光圓鋼筋其設(shè)計也采用類似安全系加工而成的吊鉤和吊環(huán)，
數(shù)法的方法。設(shè)計規(guī)范規(guī)定，在構(gòu)件的自重標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)采用HPB300熱軋光圓鋼筋時，每個吊環(huán)按2下，
個截面計算的吊環(huán)應(yīng)力應(yīng)≤65MPa，即相應(yīng)的施工安全系數(shù)為4.6。實際上，施工安全系數(shù)的取值需要考慮較多的因素，包括構(gòu)件自重荷載分項系數(shù)、鋼筋彎折后的應(yīng)力集中對強(qiáng)度的折減、動力系數(shù)、鋼絲繩角度影響、臨時結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)、臨時支撐因此其安全系數(shù)比按持久性設(shè)計的重復(fù)使用性等，的結(jié)構(gòu)大。
參考國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)全系數(shù)法進(jìn)行設(shè)計：
KcSc≤Rc
（4）
式中：Kc為施工安全系數(shù)，臨時支撐取2，臨時支撐的連接件、預(yù)制構(gòu)件中用于連接臨時支撐的預(yù)埋件取3，普通預(yù)埋吊件取4，多用途的預(yù)埋吊件取5；當(dāng)Kc可根據(jù)實際情況適當(dāng)增減；Sc為有可靠經(jīng)驗時，
施工階段荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的效應(yīng)值；Rc為按材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計算或根據(jù)試驗確定的預(yù)埋吊件、臨時支撐的承載力。3
預(yù)制構(gòu)件的驗算
對于水平構(gòu)件，大多采用平躺方式制作，其最不利的荷載工況可能是脫模起吊，而對于疊合構(gòu)件，當(dāng)沒有設(shè)置豎向臨時支撐時，其最不利的荷載還可能出現(xiàn)在澆筑混凝土?xí)r。對于豎向構(gòu)件，有些也采用平躺方式制作，如預(yù)制樁、預(yù)制框架柱等，也可能采用水平方式吊運和運輸，即施工階段的受力與其作為正式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)完全不同，此種情況下構(gòu)件的配筋可能由施工階段控制，特別是類似于預(yù)制樁那樣的細(xì)長構(gòu)件。為通過施工驗算，加而通過調(diào)整大構(gòu)件的截面和配筋是最直接的方式，
［5］
吊點的位置、數(shù)量以及吊運形式則是較為經(jīng)濟(jì)的方式。對于柱、墻板等豎向構(gòu)件，安裝后大多會及時作用在構(gòu)件上的水平荷載相對于構(gòu)安裝臨時支撐，
件的自重是比較小的，對此種施工狀態(tài)只需對支墊和臨時支撐進(jìn)行驗算即可。
預(yù)制構(gòu)架吊運應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的形狀以及現(xiàn)場的吊運條件來確定吊運方案，可采用多線機(jī)械設(shè)備、
吊運、多臺起重機(jī)、多個滾動裝置、多個分配梁等方式。由于吊運方式會對預(yù)制構(gòu)件吊運的受力有很大影響，吊運驗算的計算模型必須與吊運方案保持一致。預(yù)制構(gòu)件在吊運階段的受力大多可采用“點支撐”的模型計算，對于梁、柱、樁等構(gòu)件可以采用簡支梁或連續(xù)梁模型，而對于樓板或墻板則可采用應(yīng)按等代梁模型。采用等代梁計算樓板或墻板時，縱、橫2個方向分別計算，且均應(yīng)考慮全部荷載的作用；等代梁寬可取支點兩側(cè)半跨之和或支點到板邊且不宜大于板厚的緣的距離與一側(cè)半跨之和，15倍［5］。3.1
算例1
某實心鋼筋混凝土平板長b=4800mm，寬a=2500mm，厚t=200mm，采用4點水平起吊。為使參吊點處板面的負(fù)彎矩與吊點間正彎矩大致相等，
［5］
考美國《PCI設(shè)計手冊》，確定吊點位置如圖1所
和我國的工程經(jīng)驗，對嚴(yán)格要求該平板不得開裂。脫模前，示。脫模時，
經(jīng)測試知道同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土立方體試塊抗壓強(qiáng)度為18.5MPa。驗算是否可以脫模起吊
。
預(yù)埋吊件、臨時支撐的施工驗算，施工規(guī)范采用安
圖1Fig．1
算例1的4點水平起吊外墻板
4pointsliftingforpanelinexample1
解
－63
鋼筋混凝土容重取25×10N/mm，脫模
吸附系數(shù)取1.5，則等效均布荷載qe為：
qe=200×25×10－6×1.5=7.5×10－3（N/mm2）。由于0.5a=0.5×2500=1250（mm）＜15t=15×200=3000（mm），取計算寬度為0.5a，最大的彎矩為
+－Mmax=Mmax=
11
×a×22
2
qe×（0.207b）
=0.0107qeab2。
因此，板面最大拉應(yīng)力σct，max為：
2012No．360
+Mmax
趙勇等：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工驗算評析33
σct，max
=
at/12
2
=0.1284qe
()
b
t
2
=
以避免由于系統(tǒng)應(yīng)能夠承受預(yù)制樓板的重力荷載，
荷載不平衡而造成預(yù)制梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)、側(cè)翻。對多層
0.1284×7.5×10－3×0.555（MPa）。
(4800
200)
2
=
整個結(jié)構(gòu)的整體性較樓板系統(tǒng)未形成整體剛度前，
差，支撐系統(tǒng)應(yīng)能確保避免意外荷載造成的結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。4.2
豎向構(gòu)件的臨時支撐
包括自重在內(nèi)的豎向豎向構(gòu)件在安裝就位后，
荷載可以傳遞到下層的支撐結(jié)構(gòu)上，施工驗算需考慮的是風(fēng)荷載以及結(jié)構(gòu)施工所可能產(chǎn)生的附加水平荷載。臨時斜撐是豎向構(gòu)件最常用的臨時固定措施。連接臨時斜撐后，采用經(jīng)緯儀或吊線確定柱子的水平標(biāo)高和垂直度偏差，并通過臨時斜撐上的微調(diào)裝置進(jìn)行調(diào)整。
對于預(yù)制墻板，臨時斜撐一般安放在其背面且一般≥2道，對于寬度比較小的墻板也可只設(shè)置1道斜撐。當(dāng)墻板底部沒有水平約束時，墻板的每道下部支撐可做臨時支撐包括上部斜撐和下部支撐，
成水平支撐或斜向支撐。臨時支撐與柱、墻板及樓板一般做成鉸接，可通過預(yù)埋件進(jìn)行連接。對于預(yù)制柱，由于其底部縱向鋼筋可以起到水平約束的作因此其支撐主要以斜撐為主。柱子的斜撐最少用，
且要設(shè)置在2個相鄰的側(cè)面上。當(dāng)也要設(shè)置2道，
有條件時，中柱或邊柱也可在柱的4個側(cè)面或3個側(cè)面設(shè)置支撐�？紤]到臨時斜撐主要承受的是水平荷載，為充分發(fā)揮其能力，對上部的斜撐，其支撐點距離板構(gòu)件底部的距離不宜小于構(gòu)件高的2/3。4.3
算例3
北京某30層（高90m）辦公樓建筑采用預(yù)制復(fù)長為3900mm，高為3300mm。預(yù)制合保溫外墻板，
墻板總厚為250mm，其中輕質(zhì)保溫厚度為60mm。采用臨時支撐產(chǎn)品，根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品技術(shù)手冊，擬選用的臨時斜撐承載力標(biāo)準(zhǔn)值為24kN，臨時水平支撐承載力標(biāo)準(zhǔn)值為12kN（見圖2）。試驗算臨時支撐是否滿足要求
。
對于f'按規(guī)范GB50010—2010中表cu=18.5MPa，4.1.3-2插值可得相應(yīng)的f'則有σct，tk=1.46MPa，max＜f'tk，滿足施工規(guī)范的要求，可以脫模起吊。3.2
算例2
某方形鋼筋混凝土預(yù)制樁總長為20.65m，截面為400mm×400mm�；炷翉�(qiáng)度等級為C30。試確定該預(yù)制樁的運輸及吊立方案，并確定相應(yīng)的配筋量。
解
樁在運輸過程中的受力狀態(tài)與梁相同，一
而在打樁架下豎起時，則按1點吊般設(shè)置2個支點，
立。支點的設(shè)置也是使樁身在自重下產(chǎn)生的正、負(fù)彎矩相等，其中2個支點的最大彎矩Mk=0.0214ql，1個支點的最大彎矩Mk=0.0429ql。1個支點的彎矩比2個支點的要大，顯然，因此，只需進(jìn)行樁的翻轉(zhuǎn)吊立驗算，并取相應(yīng)的動力系數(shù)為1.5。
h0=400－35=365（mm），
Mk=0.0429×0.4×0.4×25×20.652=
73.17（kN·m），σs，lim=0.7fyk=280（MPa），
As≥
1.5Mk
=
0.87σs，hlim0
6
2
2
1.5×73.17×10
=1234（mm2）。
0.87×280×365
預(yù)制樁內(nèi)每側(cè)配置2?22+1?25（As=1251mm）即可。4
臨時支撐的驗算
采取臨時固定措施有利于保證預(yù)制構(gòu)件的穩(wěn)定和裝配施工精度，臨時支撐是最主要的臨時固定措施，應(yīng)進(jìn)行必要的施工驗算。4.1
水平構(gòu)件的臨時支撐
在裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中，水平預(yù)制梁、板大多采用疊合構(gòu)件，預(yù)制構(gòu)件承受的施工荷載比較當(dāng)豎向支撐構(gòu)件無法滿足施工支撐要求，或者大，
預(yù)制構(gòu)件自身不能承受施工荷載時，需要在水平構(gòu)件下方設(shè)置臨時豎向支撐、在預(yù)制構(gòu)件兩端設(shè)置臨時牛腿或臨時支撐次梁等。施工規(guī)范要求每個預(yù)制構(gòu)件的臨時支撐宜≥2道，水平構(gòu)件的臨時支撐道數(shù)指的是立桿數(shù)。臨時支撐頂部標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，并應(yīng)考慮支撐系統(tǒng)自身在施工荷載作用下的變形。在預(yù)制梁與預(yù)制板形成整體剛度前，支撐
2
圖2
Fig．2
算例3預(yù)制外墻臨時板支撐
Temporarybracingforwallpanelinexample3
34施工技術(shù)第41卷
解預(yù)制外墻板吊裝就位后，需要在墻的背面安2
因此，可選擇?14（As1=154mm）鋼筋作為吊筋。
裝臨時支撐以抵抗風(fēng)荷載或其他施工荷載的作用。預(yù)制外墻板的臨時支撐共設(shè)置2道，每道包括上部的臨時斜撐以及底部的水平支撐各1道（見圖2）。
根據(jù)荷載規(guī)范，按外圍護(hù)結(jié)構(gòu)確定預(yù)制外墻板的風(fēng)荷載，取風(fēng)荷載重現(xiàn)期為10年，相應(yīng)的風(fēng)壓w0=0.30kN/m2，按最不利的情況考慮（90m高），則有βgz=1.62，μz=1.62，μs1=1.3，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：wk=βgzμs1μzw0=
1.62×1.3×1.62×0.30=1.02（kN/m2）。因此，上部臨時斜撐的軸力標(biāo)準(zhǔn)值為：T1k
1.02×3.9×3.3×3.3/2
=8.58（kN）。=
2×2.2×cos55°
T2k=1.02×3.9×3.3/2－8.58×cos55°=1.64（kN）。
對于上部的臨時斜撐，其施工安全系數(shù)為24/8.58=2.8，對于下部的臨時支撐，其施工安全系數(shù)為12/1.64=7.3，均＞2.0，滿足施工規(guī)范的要求。5
預(yù)埋吊件的驗算
預(yù)埋吊件是指在混凝土澆筑成型前埋入預(yù)制構(gòu)件內(nèi)用于吊裝連接的金屬件。吊環(huán)是我國傳統(tǒng)使用的預(yù)埋吊件，在設(shè)計規(guī)范中有詳細(xì)的設(shè)計要由于用熱軋光圓鋼筋制作求。在實際工程應(yīng)用中，
的吊環(huán)設(shè)計強(qiáng)度低、錨固長度長，故耗材較多，經(jīng)濟(jì)性差，且當(dāng)構(gòu)件安裝就位后，需將吊環(huán)外露部分切割掉，影響有高品質(zhì)要求的預(yù)制件外觀質(zhì)量和耐久性。國外很少采用熱軋光圓鋼筋吊環(huán)，而主要采用螺紋埋件以及專高強(qiáng)鋼絲繩或預(yù)應(yīng)力鋼絞線吊環(huán)、
用預(yù)埋件產(chǎn)品等。近年來，國內(nèi)也有工程開始采用其形式有內(nèi)埋式螺母、內(nèi)埋式吊桿專用預(yù)埋吊件，
或預(yù)留吊裝孔等，并采用配套的專用吊具實現(xiàn)吊實際承載力計算裝。專用預(yù)埋吊件構(gòu)造比較復(fù)雜，
缺少相關(guān)公式作為依據(jù)，需要通過試驗加以統(tǒng)計確目前我國缺乏專用預(yù)埋吊件性能的檢驗定。但是，
標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)置專用預(yù)埋吊件時，預(yù)埋吊件到構(gòu)件邊緣最小距離、預(yù)埋吊件的中心最小間距、預(yù)埋吊件的固定方式、吊件周圍的附加鋼筋以及起吊時混凝土的最小強(qiáng)度應(yīng)嚴(yán)格遵守產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)手冊的要求。
算例4
算例1的預(yù)制構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值為
60kN，構(gòu)件上共設(shè)有4個吊點。
吊環(huán)采用HPB300鋼筋制作。根據(jù)設(shè)計規(guī)范，應(yīng)按3個吊環(huán)進(jìn)行計算，因此，制作吊環(huán)的單根鋼筋面積為：
As1≥
60×1000
=154（mm2）。
3×2×65
08SJ110—查標(biāo)準(zhǔn)圖集《預(yù)制混凝土外墻掛板》
208SG333［14］附錄中預(yù)埋件的相關(guān)技術(shù)資料，選擇螺紋提升繩套作為預(yù)埋吊件和配套的吊具。構(gòu)件上共設(shè)有4個預(yù)埋吊件，每個吊件的載荷為15kN，因此選用的規(guī)格M16的提升繩套埋件載荷為16kN，安全系數(shù)為4。6
結(jié)語
施工驗算是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的一項重要內(nèi)容，是確定施工方案的重要依據(jù)。施工規(guī)范從驗算工況、施工荷載、驗算方法、驗算要求等方面對裝配式結(jié)構(gòu)的施工驗算提出了較為完整的規(guī)定。根據(jù)現(xiàn)有情況和工程經(jīng)驗，仍有一些問題，如預(yù)埋復(fù)雜預(yù)制構(gòu)件的吊件產(chǎn)品受力性能試驗檢驗方法、
施工驗算、裝配式結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工荷載的差異值得進(jìn)一步研究，并在今后的規(guī)范修訂中作出等，補(bǔ)充規(guī)定。
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下部臨時水平支撐的軸力標(biāo)準(zhǔn)值為：
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