胡坤 郑重
中天西北建设投资集团有限公司，陕西 西安，710065
[摘要]：双面叠合板式剪力墙具有工业化程度高，节约模板和人工，占用场地少，施工速度快，精度高，便于主体结构的质量控制，质量通病少，全寿命周期维护成本大大减少等优点。但是，国内现行规范在预制墙板截面尺寸、配筋及桁架筋设计方面提及的内容很少，需要我们对各道工序中涉及的关键控制点进行验算。本文结合一个项目算例对其截面尺寸、配筋大小及桁架筋设计方面做出了具体的计算，并提出了一些个人见解，为双面叠合板式剪力墙结构体系技术应用提供借鉴和指导。
[关键词]：双面叠合板式剪力墙；墙体整体配筋计算；脱模验算；强度验算；稳定性验算
0 引言
双面叠合板式剪力墙结构又称双面叠合板式混凝土剪力墙结构，它是从德国引进的新型装配式结构体系，该结构体系中剪力墙由工厂预制通过桁架钢筋连接的内外页墙板在现场通过二次浇筑叠合而成。
预制墙板构件中的桁架钢筋，既可作为吊点，又增加平面外刚度，防止起吊时开裂。在使用阶段，桁架钢筋作为连接预制内外页墙板与二次浇注混凝土之间的拉接筋，作为叠合墙板的抗剪钢筋，可提高结构整体性能和抗剪性能（如图1所示）。
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图1 双面叠合板式剪力墙示意图
近年来，在国家和各地方政府对建筑产业化的大力支持下，装配式建筑得到了大力的发展，各类装配式部品、部件已然在项目中得到广泛的应用，其中双面叠合板式剪力墙由于其具有工业化程度高、节约模板和人工、占用场地少、施工速度快等优点，得到了人们的关注。我国对双面叠合板式剪力墙的抗震性能做了很多研究，在我国上海、浙江、安徽等地也出现了相关的地方设计标准。本文通过一个项目对双面叠合板式剪力墙应用于地下室外墙时，通过对剪力墙在整体计算、脱模及吊装3种工况下的计算，分析双面叠合板式剪力墙在截面尺寸、配筋及桁架筋的选取上应注意的一些问题及希望对今后的类似项目提供借鉴和指导性意见。
本文通过长安新城三期8#地块A区1号楼项目，研究双面叠合板式剪力墙应用于地下室外墙时，通过对不同工况的计算，找出影响双面叠合板式剪力墙在其截面尺寸、配筋及桁架筋的选取上的一些影响因素。
2 工程概况
长安新城三期8#地块A区1号楼项目位于西安市长安街以北，子午大道以西，建筑功能为住宅。结构形式为剪力墙结构（如图2所示），抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，总建筑面积24256.8m2，地下1层，地上29层。基础形式为筏板基础。计算部位基础顶标高为-5.050，一层顶板标高为-0.065。
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图2 1号楼结构平面布置图
3 双面叠合板式剪力墙设计与脱模、施工验算
根据相关研究双面叠合板式剪力墙近似等同于传统剪力墙[1]，所以墙体的整体配筋按等同于现浇混凝土墙体计算。
为防止构件在生产和安装过程中的损坏、开裂，双面叠合板式剪力墙除墙体整体计算外，尚还需要进行脱模、吊运及施工等短暂工况设计、验算。
3.1 墙体整体配筋计算
现以原设计中地下室300mm厚剪力墙进行计算说明。
基本设计参数：地下室外墙混凝土强度等级为C50，保护层厚度为20mm，回填土容重按γ=18KN/m3，地面活载q=10KN/㎡，墙体计算厚度b=300mm。单个双面叠合板式剪力墙宽2.3m，墙高4.985m，两侧预制混凝土板取60mm，桁架钢筋上弦取C10，下弦取取C8，腹杆取A6，桁架筋高度为250mm。
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图3 荷载及弯矩示意图
经计算挡土墙内页板纵筋为C14@150（通长），外页板（挡土侧）纵筋为C14@150（通长）+C16@150（支座附加），与原设计配筋吻合。
3.2 脱模验算
双面叠合板式剪力墙的生产工艺简单来说可以分为四步。第一步：将外页板钢筋网片及桁架筋放入模具中；第二步：浇筑外页板混凝土并养护至设计强度；第三步：将内页板钢筋网片与桁架筋固定，并将达到强度的外页墙体脱模并翻转至内页板模具上；第四步：浇筑内页板混凝土并养护至设计强度。将根据其生产工艺，在第三步需要进行脱模验算，这时可以考虑桁架钢筋对楼板刚度贡献的作用[2]。脱模时应考虑模具对混凝土墙板的吸附力，桁架钢筋的布置满足国家标准[3]中的相关要求。双面叠合板式剪力墙桁架布置如图4所示。
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经计算B=371.93mm。
（8）叠合墙板计算宽度内墙板钢筋面积：
A1=498.3mm2
（9）桁架筋与预制墙板组合截面的中性轴:
经计算中性轴
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脱模验算通过。
（3）桁架500mm间距验算
将桁架筋间距调整为500mm时，其他参数不变，进行脱模验算。桁架筋布置如图7所示。
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3.3.2 桁架筋强度和稳定性验算
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稳定性验算满足要求。
通过计算可知：桁架筋腹杆截面选取中稳定性验算起控制作用。
通过反算知，当腹杆钢筋直径为A6时，桁架筋高度h＜386mm时，稳定性验算均可以满足要求。
4 双面叠合板式剪力墙节点连接设计
4.1 剪力墙水平连接筋设计
上部结构落入地下室的剪力墙边缘构件采用现浇，预制墙板与剪力墙边缘构件采用附加水平连接钢筋，可以对墙板的端部进行有效约束，使其共同工作，附加水平连接钢筋的直径和间距与叠合墙板水平分布筋相同，即为C12@150。附加水平连接钢筋深入叠合墙板中长度不小于1.2La。附加水平连接钢筋与剪力墙边缘构件连接如图9(a)~(c)所示。
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图9 水平附加连接钢筋节点详图
4.2 剪力墙竖向连接筋设计
叠合剪力墙板竖向连接筋部位主要为两处，一处是叠合墙板与筏板的连接，一种是楼层之间的连接。叠合墙板与筏板的连接采用筏板顶预留插筋与叠合墙板间接搭接，墙板底部预埋角钢临时固定，如图10所示。根据文中3.1计算可知，墙体竖向钢筋为C14@150（通长）+C16@150（支座附加），预留插进直径采用C16@150，深入墙板内长度为墙板高度的1/3。墙体水平缝处的连接参照《装配整体式叠合剪力墙结构技术规程》[2]，采用钢筋搭接做法，连接钢筋配置满足构造和水平施工缝计算要求。叠合剪力墙竖向分布筋搭接大样见图11。
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图12 墙板竖向拼缝节点详图
该项目双面叠合板式剪力墙在满足上述计算及构造要求下，整个施工过程中未出现裂缝、变形等质量问题。项目实施过程见图13~14。
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5 结语
该项目通过对双面叠合剪力墙的应用得出以下结论：
（1）脱模验算中，桁架筋布置间距对混凝土墙板脱模开裂容许弯矩有影响，但影响不大。
（2）在其他条件不变的情况下，影响混凝土墙板脱模时开裂的主要因素是吊点位置和吊点数量，在构件脱模时，增加吊点数量，可以有效降低构件裂缝的产生。
（3）在施工验算中，桁架筋腹杆截面选取，稳定性验算起控制作用。
（4）当双面叠合板式剪力墙厚度小于等于400mm时，桁架筋腹杆采用A6满足要求，当墙厚超过400mm时，应增大腹杆的直径或增加预制墙板厚度。
参考文献：
[1]叠合板式剪力墙考虑叠合面摩擦滑移的破坏机理研究[J].建筑结构,2018,48(22):225
[2]装配整体式叠合剪力墙结构技术规程[S].上海：同济大学出版社，2018
[3]装配式混凝土建筑技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2016
[4]建筑结构静力计算手册(第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社，1998