摘要:当下,很多住宅项目建设中采用预制装配式剪力墙结构,和传统结构相比较,该结构能节约大量资源与能源,是后续几年中我国建筑行业的主要发展趋向之一。我国预制装配式剪力墙结构设计正处于不断摸索阶段,越来越多学者将其作为工作中的研究重点。文章以某拆迁安置房项目为实例,较为详细探究预制装配式剪力墙结构设计计算注意事项、设计要点,以供同行参考。
关键词:住宅建筑;预制装配式;剪力墙结构;设计要点
引言
预制装配式剪力墙结构为当下国内建筑工程建设阶段常用结构之一,和传统现场施工作业法相比较,该类设计工业化程度偏高,能源耗损量及污水排放量较少,符合当下我国倡导的节能减排、可持续发展等政策要求[1]。当下国内建筑物建设规模持续拓展,构件类型多样化,若施工活动中采用这种结构能在短期中建成,并且成本投入和建材也处于科学范畴中,优势极为显著。科学设计结构是保证项目建设质量的重要基础,鉴于此本文总结相关设计要点。
1、项目概况
本体系的工程项目是一保障性住房内的动迁安置房,地上、地下分别有13层、1层,建筑总高度为37. 6m,隶属于剪力墙结构住宅。近些年,在国家相关政策的正确引导下,保障性住房有很大发展进步,如果沿用传统方法施工,暴露出施工工期漫长、质量控制难度高、能源投用及损耗量大灯诸多不足,本项目地上部分的剪力墙、楼板、楼梯等都采用工厂预制、现场装配的建设模式,明显提升了住宅建筑的产业化水平,符合国家相关部门对建筑现代化发展提出的标准要求,历经周密测算过程后本住宅的预制率>70%。
2、结构设计计算过程中需注意的问题
首先,预制剪力墙结构不同部分间存有纵向接缝,并且铝膜板及施工安装阶段难以出现错差,会降低剪力墙的刚度低。正因如此,在具体测算过程中,应适当减缩预制范畴中剪力墙构件的测算厚度,本项目中推荐由200mm降到175mm。
其次,测算阶段,严禁出现把预制外挂墙板整合至结构测算范畴中的情况,仅需考虑、测量预制外挂墙板荷载。设计时可以把虚梁增设到预制外挂墙板处,梁间荷载增加到虚梁上方,以便于拟化预制外挂墙板自体荷载。
再者,测算出剪力墙接合面处的抗剪承载性能,本工程依照多余地震及设防震作用下弹性情况做出测算,少见地震作用时依照不出现屈服表现进行测算,借此方式规避预制剪力墙接合面剪切结构损伤或构件脱落等情况。
最后,针对外墙使用爬架,为省略外墙位置抹灰工艺,针对没有规划设计成预制外墙板的任何墙体(长度≤1000mm),均将其调整为现浇砼构造柱,因砼构造柱有益于提升楼层的高度,故而拟定将纵向拉缝设置在构造柱与剪力墙衔接位置,针对长度偏长的构造柱(墙)底层也规划一道拉缝[2]。
3、预制装配式剪力墙结构住宅建筑的设计要点
3.1整体工程图的设计
在规划设计建筑工程总体图纸时,应充分考虑到不同结构之间的衔接、构件的运送与存管、吊装与墙体承重性等诸多问题。在正式施工前期需组织设计人员结合总平面图规划结构衔接位点与构件运送路线,于施工场区构建临时物品存放地,同时精确测算出构件以及吊装设备数目,确保综合规划和住宅建筑设计的相关规范以及原则相吻合。
3.2建筑平面的设计
施工阶段选定大开间平面进行布局,这是提升剪力墙住宅建筑综合施工效果的重要基础。以上布局形式能更科学规划剪力墙规格与公共空间的管井方位,使住宅建筑功能分区清晰明确。在设计建筑平面过程中,部署预制剪力墙过程中要始终秉持结构主体简洁、实用的原则,要达到整体空间上下连通,要有针对性的完善悬挑与构件规格,减少或规避平面设计阶段形成过多凹凸不平的位置,设计的合理性、标准性、通用性为完善预制装配式结构体系的重要基础。
3.3墙体竖向衔接节点
安装完预制剪力墙板以后,用敷设单排居中螺栓的衔接形式使钢筋及墙板的受力性能符合设计要求,安装以后采用现浇节点浇筑形成一体。
针对衔接节点,为确保其延展性与承载性能符合设计要求,推荐使用延展性较优良、有显著屈服位点、屈服强度达到承载性能要求的的钢筋,本项目拟定使用HRB-X00级热轧钢筋。基于钢筋等面积替换的规则,利用大内径钢筋衔接螺栓,同时联合留置钢筋的间距,设置相对应的螺栓安装孔,能够有效规避施工场区湿作业情况,提升预制构件工厂化水平[3]。历经系统测算后确定衔接螺栓的内径是20mm,间距620mm。将螺栓衔接的安装孔留置于上层墙体上部,也要预留于外墙内侧壁,进而为施作创作便利条件,安装孔规格为150mm×100mm。在上层墙体构件安设、校准到指定位置后再行灌浆处理,借此方式打造出刚性衔接节点,内部灌注高强度混凝土予以密封处理。将高程为200mm的灌浆缝预留于上下两块预制剪力墙之间,而后灌注事前准备好的浆料,同时和楼板的现浇层合二为一,有益于强化衔接体的综合刚度,选定C30混凝土作为灌浆料。为进一步提升预制墙板的刚度值,建议将规格为200mm×250mm暗梁增设于墙板的顶部与底部。
3.4建筑的立面设计
在设计预制装配式剪力墙住宅建筑过程中,要求相关人员不仅要从工厂生产制造标准方面考虑有关问题,还需重视模块整合的多样化情况,进而确保构件结构质量标准与模块结构样态的多样性,确保住宅建筑形体与空间布设均有较强的实用性。
3.5墙板衔接节点构造的设计
分析到本项目施工阶段明确要求预制承重剪力墙板类型、施工现场湿作业偏少的特征,拟定选用SP预应力空心板。SP板有自体承载能力强、应用跨度大的特征,能减少纵向承重结构的用量。沟槽灌缝操作后,SP板能筑造出整体楼面,合力承载楼面施加的荷载;SP板持有较强的抗震性能并且能灵活拼接板块、打洞过程便捷,适用于多类型建筑平面设计施工要求;预应力SP板是单向配筋构件,钢绞线作为受力筋,在韧性、强度、构造合理性等方面和同类板材相比较均占据优势[4]。
于纵向墙体安设及螺栓施工结束后,就可以安装楼层预制叠合板,将SP板的宽度统一截取为1200mm,其目的在于减少预制尺寸与面板的水平接缝数目,强化现场拼接工序的简洁度。板大体使用2个开间的距离为单位长度做出规划设计,厚度均为155mm。
结束语:
预制装配式剪力墙住宅建筑设计形式对我国建筑业发展形成较深刻的影响,能整体提升住宅建筑的建设质量,并将更多的新理念、先进技术与设备用于建筑领域中,助推于住宅建筑标准化、模块化、通用化方向发展。
参考文献:
[1]孟琳,罗碧玉.高层装配整体式剪力墙结构建筑设计及施工控制[J].粘接,2020,41(05):120-123+136.
[2]刘戈,李楠.装配式混凝土建筑发展及研究现状[J].建筑技术,2020,51(05):542-545.
[3]李希胜,刘勤文,王军.基于BIM的装配式建筑协同设计方法[J].土木建筑工程信息技术,2020,12(01):76-83.
[4]郝际平,薛强,郭亮,等.装配式多、高层钢结构住宅建筑体系研究与进展[J].中国建筑金属结构,2020,10(03):27-34.