預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計探究
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關(guān)鍵詞：節(jié)點連接；剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計原則；預(yù)制構(gòu)件
1結(jié)構(gòu)設(shè)計流程
一是在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員要根據(jù)甲方的具體施工要求來確定，同時要考慮實際施工環(huán)境；二是要對各個環(huán)節(jié)的施工技術(shù)作好規(guī)劃，并將項目的技術(shù)特點考慮在內(nèi)，保證構(gòu)件模數(shù)化、標準化，從而達到減少模板使用量，提高預(yù)制安裝的效率；三是要根據(jù)人體工學(xué)原理和用戶的實際使用要求來設(shè)計房間面積，確保用戶使用舒適性，同時要根據(jù)模數(shù)協(xié)調(diào)的原則，對開間和進深尺寸進行科學(xué)的設(shè)定。設(shè)計時，必須根據(jù)工程的特點，科學(xué)地選擇使用的構(gòu)件，如果構(gòu)件形狀過于異形或類型單一，則不能采用預(yù)制，而應(yīng)直接澆筑。其它構(gòu)件則采用預(yù)制的方法，對其進行合理的設(shè)計，以保證工程的施工效率［1］。
2預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)具體設(shè)計方案
2.1連接設(shè)計
如在同一層，預(yù)制墻板通常是水平的，主要是垂直圈梁或現(xiàn)澆帶，可以達到墻體和樓蓋的連通效果。為了使預(yù)制墻真正便于施工，在進行連接設(shè)計時，設(shè)計者需要根據(jù)構(gòu)件的連接性能、連接工藝和連接方式的選擇，以保證連接結(jié)構(gòu)能夠與整體設(shè)計模型相一致。與此同時，在進行預(yù)制墻連接現(xiàn)澆時，應(yīng)將縱橫墻的交點作明確處理，并確保剪力墻的邊緣構(gòu)件能集中在區(qū)域內(nèi)。設(shè)計現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員一方面要保證L、T型墻水平長度控制在300mm以內(nèi)，預(yù)制墻側(cè)邊抗裂連接處的寬度不低于200mm，并保證其比墻厚最大值高，以確保連接縫的抗裂參數(shù)能達到相應(yīng)的標準；另一方面要對樓板安裝縫及預(yù)制墻底部施工用料進行合理選擇，同時安裝縫應(yīng)采用灌漿技術(shù)對其進行填實處理。
2.2預(yù)制墻設(shè)計
預(yù)制墻體設(shè)計時，設(shè)計者首先要科學(xué)地劃分平面，將現(xiàn)澆件和構(gòu)件結(jié)合起來形成長肢剪力墻。設(shè)計者只需根據(jù)建筑物的受力特點，將連接部分置于外墻的T型受力部位及端部，而無需將連接部分置于中間，減少了豎向連接中鋼筋的使用量。墻體垂直節(jié)點連接時，應(yīng)采用半注漿套筒將豎向鋼筋連接在一起，并將其埋入墻內(nèi)，使其與縱鋼筋以螺紋連接方式組合，并在現(xiàn)場進行注漿連接，完成節(jié)點連接工作。但是由于套管的直徑要比鋼筋直徑大得多，所以除了必要的保護厚度外，預(yù)制墻整體應(yīng)保持一定的厚度。與此同時，為了減少不必要的現(xiàn)場作業(yè)和灌漿套筒施工任務(wù)，保證工廠化施工模式的順利實施，在設(shè)計中應(yīng)采用鋼筋等面替代方式，用大直徑鋼筋與套筒連接。另外，灌漿及套筒預(yù)埋位置、灌漿口與出漿口之間的距離也應(yīng)根據(jù)鋼筋預(yù)留距離確定，灌漿套筒應(yīng)置于上墻內(nèi)，出漿口應(yīng)置于外墻側(cè)面，以便于后期操作。
2.3抗震設(shè)計
自然災(zāi)難具有很強的破壞性，因此設(shè)計時對建筑抗震性能的要求非常高。在進行剪力墻設(shè)計時，設(shè)計者還需要考慮建筑的抗震性能。一是要明確建筑物總體抗震設(shè)防烈度、抗震設(shè)防類別等數(shù)據(jù)值；二是要明確信息技術(shù)軟件的使用范圍；三是要重點考慮雙向地震扭轉(zhuǎn)和單向地震偶然偏心情況；四是要根據(jù)國家有關(guān)建筑物抗震設(shè)計的相關(guān)規(guī)定，合理地進行地震計算。另外，在進行建筑物彈性時程分析時，以單條時程曲線為基準進行計算，保證結(jié)構(gòu)底部剪力的數(shù)值能達到振型分解數(shù)值的65%以上。
2.4預(yù)制墻和現(xiàn)澆梁的連接節(jié)點設(shè)計
預(yù)制墻體與現(xiàn)澆梁節(jié)點連接時，選擇采用剪力墻設(shè)置梁槽，預(yù)留梁架，現(xiàn)場澆筑完成節(jié)點連接。其梁槽的高度應(yīng)設(shè)在460mm左右，其寬度應(yīng)與現(xiàn)澆梁寬度一致，剪力墻支承長度應(yīng)與墻厚相適應(yīng)。根據(jù)設(shè)計規(guī)范，設(shè)計者需要將剪力墻及其平面交叉樓面梁的連接考慮在內(nèi)。與此同時，將現(xiàn)澆梁縱向鋼筋嵌入現(xiàn)澆梁與剪力墻頂暗梁中，并以鋼筋伸長為依據(jù)進行配筋設(shè)計，應(yīng)保證其與錨固長度的一致性［2］。
2.5疊合樓板設(shè)計
設(shè)計人員在對疊合樓板進行設(shè)計時，可根據(jù)預(yù)制板的接縫長度及結(jié)構(gòu)，進行雙向板及單向板的設(shè)計規(guī)劃。其接縫節(jié)點主要有非貫通節(jié)點和貫通節(jié)點兩種：非貫通節(jié)點一般采用預(yù)制板直接連接，不直接使用鋼筋，采用單向板連接；貫通節(jié)點一般采用后澆混凝土連接預(yù)制板，在預(yù)制板周圍會預(yù)留受力筋，對板進行連續(xù)作用，采用雙向板模式。設(shè)計者要保證預(yù)制底板的模數(shù)化和標準化，使其符合經(jīng)濟要求，要盡可能地使用全中間大板，這樣才能科學(xué)地控制預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量，達到提高施工效率和質(zhì)量的目的。但要注意的是，雙向板在加筋計算時，加筋強度應(yīng)始終低于單向板，設(shè)計者可通過控制撓度的方式來確定板厚值，通常采用雙向板來設(shè)計疊合板，其結(jié)果較理想。
伴隨著經(jīng)濟新常態(tài)的推廣，我國的建筑也開始向現(xiàn)代化、綠色化、高效化的方向發(fā)展，而預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)非常符合現(xiàn)代建筑的施工趨勢，具有較明顯的節(jié)時和節(jié)材優(yōu)勢，可以獲得較好的經(jīng)濟效益，必將成為未來剪力墻結(jié)構(gòu)建設(shè)的主流。但是，由于多種原因，這一結(jié)構(gòu)還存在一些有待改進的地方，主要體現(xiàn)在兩個方面：一是豎向預(yù)制構(gòu)件連接。由于我國建筑工人還沒有達到一定的水平，施工工人多以農(nóng)民工為主，個體綜合素質(zhì)差異比較大，這直接影響了豎向構(gòu)件的連接質(zhì)量，即使設(shè)計方案質(zhì)量好，最終的施工效果也可能達不到預(yù)期的目標，因此設(shè)計者應(yīng)對水平受力構(gòu)件實施預(yù)制最大化，并采用預(yù)制輕質(zhì)隔板進行豎向非承重構(gòu)件設(shè)計，最大限度地保證最終施工質(zhì)量；其次，對于構(gòu)件的接觸性和拼接力的研究尚待加強，這樣的現(xiàn)狀會直接導(dǎo)致節(jié)點連接手段比較單一，成體系和實體試驗中也缺乏相應(yīng)的節(jié)點度量指標，這也是有關(guān)人員需要注意的。我國有關(guān)部門應(yīng)加強對結(jié)構(gòu)及其相關(guān)內(nèi)容的研究，不斷豐富節(jié)點連接形式，以保證預(yù)制裝配墻結(jié)構(gòu)設(shè)計更科學(xué)、更高質(zhì)量。
4結(jié)束語
在對預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，設(shè)計者不僅要明確設(shè)計原則和設(shè)計流程，還要科學(xué)設(shè)計節(jié)點連接、疊合層和抗震等環(huán)節(jié)，考慮到現(xiàn)場實際施工情況及剪力墻設(shè)計規(guī)范等影響因素，科學(xué)設(shè)計每道工序，從細節(jié)入手，對結(jié)構(gòu)進行細化設(shè)計，從而制定出高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，保證剪力墻結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性達到一定的水平。
參考文獻
［1］王開飛，李挺.裝配式剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］.中國住宅設(shè)施，2016（03）：17-20.
［2］羅偉陽.淺析住宅建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］.中華民居旬刊，2014（01）：87-88.
作者：陳靖 丁勇花 單位：鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院