5.6.2 预制柱底水平接缝
1)水平接缝构造
采用预制柱及叠合梁的装配整体式框架中,柱底接缝宜设置在楼面标高处,如图5.72所示,并应符合下列规定:
①后浇节点区混凝土上表面应设置粗糙面;
②柱纵向受力钢筋应贯穿后浇节点区;
③柱底接缝厚度宜为20 mm,并应采用灌浆料填实;
④预制构件与后浇混凝土、灌浆料、坐浆材料的结合面应设置粗糙面、键槽。预制柱的底部应设置键槽且宜设置粗糙面(图5.73),键槽应均匀布置,键槽深度不宜小于30 mm,键槽端部斜面倾角不宜大于30°。同时柱顶也应设置粗糙面,粗糙面的面积不宜小于结合面的80%,粗糙面凹凸深度不应小于6 mm。试验表明,键槽受剪承载力一般大于粗糙面,且易于控制加工质量及检验。当键槽深度太小时,易发生承压破坏;当不会发生承压破坏时,增加键槽深度对增加受剪承载力没有明显帮助,故键槽深度一般在30 mm左右。
图5.72 预制柱底接缝构造示意图
图5.73 预制柱端面井字形键槽示意图(单位:mm)
采用套筒灌浆连接的预制柱,不仅要保证套筒内灌浆的密实度,还要灌满构件的接缝缝隙。若接缝不能保证灌注密实,则预制构件结合面上的抗剪键难以发挥作用。构件接缝灌浆时需将接缝四周封堵,避免漏浆或灌浆不密实,如图5.74所示。接缝的封堵类型及使用材料见第2章。
图5.74 预制柱灌浆示意图(单位:mm)
2)水平接缝受剪承载力验算
(1)接缝承载力计算
预制柱底结合面的受剪承载力主要包括:新旧混凝土结合面的黏结力、粗糙面或键槽的抗剪能力、轴压力作用下结合面的摩擦力、与接缝垂直并贯穿接缝的钢筋销栓抗剪作用及剪摩擦作用。其中,轴压力作用下结合面的摩擦力以及钢筋的销栓抗剪作用是预制柱结合面受剪承载力的主要组成部分。在非抗震设计时,柱底剪力通常较小,不需要验算。在地震往复作用下,混凝土自然黏结及粗糙面的受剪承载力丧失较快,计算中不考虑其作用。
当柱受压时,计算轴压力作用下结合面的摩擦力时,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,摩擦系数取0.8。当柱受拉时,没有相应的结合面摩擦抗剪,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抗剪承载力进行折减。
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:
当预制柱受压时:
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的抗拉强度设计值;
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——垂直穿过结合面所有钢筋的面积;
VuE——地震设计状况下接缝受剪承载力设计值。
(2)“强节点”验算
强节点验算是指接缝的强度高于与其相连的预制构件的强度。根据第5.1节连接接缝的受剪承载力计算中的式(5.39)可知,接缝要实现强连接,保证不在接缝处发生破坏,就需要保证预制柱柱底接缝的受剪承载力设计值大于预制柱箍筋加密区的受剪承载力设计值与增大系数的乘积。预制柱的箍筋加密区受剪承载力计算应参照第5.3节中的预制柱斜截面受剪承载力计算。