摘 要介绍了中日规范关于预制构件接缝抗剪计算公式形式及含义，并以工程案例为依托，分析比较了计算结果差异及其与设计剪力的相互关系，分析差异产生原因，提出应用建议。
关键词 装配式；规范；接缝；抗剪承载力；比较
Comparison of Chinese and Japanese Code on Shear
Capacity of Prefabricated Concrete Joints
WangJingyi
（Department of Civil Engineering，Shanghai University，Shanghai 200444，China）
Abstract The paper introduces the form and meaning of the shear calculation formula of the prefabricated joints in China and Japan，and analyzes and compares the differences of the calculation results with the basis of a project case. Its relationship with the design of the shear force，analysis of the causes of differences，put forward application recommendations.
Key words Precast Reinforced Concrete；Code；Connection；Shear Resistance；Comparison
1引言
对预制钢筋混凝土结构而言，预制构件之间的连接问题是其薄弱环节，尤其是梁柱的竖向缝连接和柱的水平缝连接的可靠性对装配式混凝土框架结构整体抗震性能至关重要[1]。
日本是一个地震多发国家，其装配式建筑研究发展起步于上世纪60年代，在大量实际经验和教训的基础上，建立了比较先进的设计理论。本文介绍了中日规范关于预制构件接缝抗剪计算公式形式及含义，通过对比分析研究中日相关规范，为我国装配式研究人员提供一些参考和借鉴，并对我国装配式混凝土结构设计研究指出不足之处。
2装配式混凝土结构规范发展
2.1日本JASS10
上个世纪60年代到90年代，日本工业化住宅发展以大规模政府工团和公营住宅发展为契机，政府部门组织研究并出台相关标准规范和技术指导，以质量和品质为考核指标，积极发展PC结构住宅。1963年，日本预制建筑协会成立，积极促进PC构件认证、相关人员培训和资格认证、地震灾害发生后紧急供应标准住宅等。主体结构以预制装配式混凝土PC结构为主，经历了从WPC（PC墙板结构）到RPC（PC框架结构）、WRPC（PC框架-墙板结构）、HRPC（PC-钢混合结构）的发展过程。具有代表性成就的是日本2008年采用预制装配框架结构建成的两栋58层的东京塔。目前，日本标准规范完善齐全，主要集中在PC和外围护结构方面，其中包括JASS10-预制钢筋混凝土结构规范。
2.2中国JGJ1-2014
1991年，我国发布第一个装配式建筑相关的规范《装配式大阪居住建筑设计和施工规程》JGJ1-91，但是因建筑防水冷桥隔声等关键技术问题未得到很好解决，出现了一些质量问题。十一五以后，装配式建筑呈现快速发展局面，为以产业化试点城市为代表的地方，纷纷出台了一系列技术与经济政策，制订了明确的发展规划和目标，涌现了大量龙头企业，建设了一批装配式建筑试点示范项目。随着科研投入的不断加大和试点项目的推广，各类技术体系逐步完善，相关规范陆续出台。国家规范《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014于2014年执行。
3梁柱接缝抗剪承载力计算
3.1日本规范[2]
日本建筑学会规定预制混凝土接合部的设计原则：“作用于混凝土边界面的轴力、剪力的应力传递根据作用应力和容许变形，从摩擦、接触面压应力传递、剪切摩擦、抗剪键或销子之中选择，且连接处的应力传递假设只有1种连接要素作用”。
1）梁端接缝构造图如图1，其在竖向荷载下的承载能力极限强度设计公式：
4中日规范抗剪验算比较
为了对中日不同计算方法进行比较研究，现以某19层的框架预制钢筋混凝土结构的公共住宅项目为例，选取中间梁柱沿高度的内力分布与各接缝受剪承载力计算公式结果进行对比。结构层高2.9m，总高58m。第一层柱现浇，梁材料强度等级分别如表1所示，表中Fc为混凝土设计强度，B、D为分别为宽、高，皆按照日本规范要求取值。由于日本规范根据接合面粗糙度的不同，摩擦因数取值也不同，所以将其对应的抗剪承载力都计算出。竖向荷载、地震作用下叠合梁竖向接缝验算、地震作用下受压、受拉
柱水平接缝验算比较计算结果分别如图3～6所示。
表1 各层梁参数
4.1梁竖向接缝
在地震作用下，中国规范的计算结果总体而言主要介于日本规范μ=0.6与μ=1.0的计算结果之间。总体而言，关于梁竖向接缝抗剪承载力日本规范较中国规范保守。
日本规范竖向荷载下销筋即承载力最大的结合要素，而地震作用下界面摩擦即承载力最大的结合要素。
中国规范公式的原则则是综合考虑后浇混凝土、抗剪键和销筋三种结合要素，其中销筋的贡献率在70%～90%，并随着楼层的降低而增大。
4.2柱水平接缝
结合两规范计算公式的详细对比，基本计算原理都一样，日本规范计算结果最终都以界面摩擦为承载力最大的结合要素。中国规范关于受压柱水平接缝抗剪公式表面上是考虑了界面摩擦和销筋两种结合要素，实际上界面摩擦的贡献率为50%～80%。
新旧混凝土结合面抗剪性能现场试验[4]研究表明，新旧混凝土经过凿毛处理后的结合面上的承载力是整浇混凝土的67%。可见，界面摩擦机理实则体现柱的轴压力能够提高接缝的受剪承载力，且界面摩擦力的大小与轴压力N成线性关系。中国规范未考虑界面类型对摩擦因数的影响，对此统一取0.8。
5结论与建议
（1）日本规范根据不同构件的应力传递机构，辩证地选取一种或几种要素进行承载力设计，由计算结果最大的作为最终承载力，中日在计算接缝承载力时采用的抗剪机理一致，特别是关于销筋抗剪机理的使用。
（2）结合文献[5]已经归纳出的各种计算方法所考虑的抗剪机理，再加上对日本规范公式的研究，总结如表2所示。总体而言，中日两国在计算接缝承载力时采用的抗剪机理一致，特别是关于销筋抗剪机理的使用。
（3）应进一步研究探讨在界面抗剪试验中
考虑压（拉）弯剪复合受力状态的影响，从而判断是否应该对轴压力或总受剪承载力的上限做规定并找出合理值。
（4）目前我国实行的规范公式都是半经验半理论的公式，工程中以后浇整体式节点的力学性能和抗震性能则接近或达到现浇节点的相应性能水平，考虑的影响因素相对简单，对于接缝界面状态、轻型混凝土等并未加以考虑，因而需要建立更为科学有效的理论分析模型。
参考文献
[1]宋国华，王东炜，滕海文，曾玉山.装配式钢筋混凝土结构竖缝抗剪承载力研究及国内外规范的比较[J].世界地震工程，2005，21（02）： 125-128.
[2]JASS-10，日本预制钢筋混凝土结构规范[S].
[3]JGJ1-2014，装配式混凝土结构技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2014.
[4]张晓光，陈泽赳，刘星，何天森. 新旧混凝土结合面抗剪性能现场试验研究[J].结构工程师，2010，26（6）：70-75
[5]孙哲，胡翔，薛伟辰.预制混凝土柱接缝的施工要点与受剪承载力计算[R]. 上海：同济大学，2012.
论文作者:邢一东,王静怡
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/21
标签：承载力论文; 日本论文; 混凝土论文; 摩擦论文; 梁柱论文; 界面论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;