带剪力墙的模块化装配整体式建筑结构设计探究--中国期刊网

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带剪力墙的模块化装配整体式建筑结构设计探究

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：吴艳曦

[导读] 摘要：新型预制钢筋混凝土装配式整体结构体系中，剪力墙、柱等竖向构件采用预制式，梁、楼板等水平构件采用叠合式，竖向构件节点采用注浆锚固连接，纵横向连接采用节约钢筋等厚浇注连接关节。

        中建安装集团有限公司江苏南京 210046
        摘要：新型预制钢筋混凝土装配式整体结构体系中，剪力墙、柱等竖向构件采用预制式，梁、楼板等水平构件采用叠合式，竖向构件节点采用注浆锚固连接，纵横向连接采用节约钢筋等厚浇注连接关节。采取以某工程为例，介绍了该系统连接节点的原理、特点及具体施工工艺介绍。此外,结果表明，剪力墙与楼板、剪力墙夹层均采用刚性连接节点，剪力墙与梁、梁与墙夹层均采用预制梁槽、整体浇筑的形式地板。一些详细介绍了剪力墙水平连接和梁连接的节点形式。
        关键词：带剪力墙；模块化装配；整体式；建筑结构设计
        引言
        利用SAP2000N软件进行非线性时程分析的计算结果表明，在框架-剪力墙结构中增设耗能支撑可以经济地控制薄弱层的位移，提高结构的抗震能力。本文提出的设计方法可用于地区类似工程的设计。
        1.装配整体式建筑结构的优点
        高层住宅，提供了潜在的空间配置，以及一个设计方案，产生互动的生活环境是更好的反应，在苛刻的生活条件。建设项目分为若干主要发展阶段。多年来，由建筑师提出的建筑概念思想，一直以二维图纸布局或CAD模型的形式引入。然后，建筑工程师应用管理工具，如CPM和PM软件，这有助于项目控制和集成。今天，我们完全依靠项目参与者的能力来解释特定于学科的模型及其独特的功能，以便形成所提议的设计及其相应的施工方法的思想图景。利用先进的计算机工具，工程师创建设计，整合所有专业特定的模型，以协调用于设计、施工和方便管理的跨学科工具决定。与当前居住条件相对应的人口和经济因素的研究；适应性预制结构的概念；使用具有适应性特征的预制部件的先例；以及汽车和建筑装配方法的集成，作为衍生先进装配构造系统的手段。
        2.带剪力墙的模块化装配整体式建筑结构设计探究
        2.1结构计算
        剪力墙结构的计算采用墙元模拟，预制墙板之间采用整体式拼缝，预制墙板和拼缝作为同一墙肢建模。梁采用叠合梁，考虑叠合板对梁刚度的增大作用，中梁刚度增大系数可取1.8，边梁刚度增大系数可取1.2。[1]
        2.2预制墙板的设计
        由玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料（PUF）和氧化镁（MgO）板组成的新型预制墙体体系的结构性能。制备了足尺墙体试件，并进行了横向弯曲、压缩和剪切试验。试验结果表明，复合墙体的性能受氧化镁板强度的影响。使用环氧胶粘剂，刚性PUF与MgO板之间实现了完全的相互作用。在压缩过程中，测量到MgO板连接到墙架上的墙试件的破坏荷载比覆盖板与底板齐平的墙试件的破坏荷载低17%。在面内剪切试验中，单板和双板组合墙体系表现出相似的抗剪刚度和强度。系紧锚栓的提供增加了近15%的抗剪强度，但对抗剪刚度没有显著贡献。最该复合墙体体系，在住宅模块化建设中的应用潜力大。作者提出了一种简单的方法，这种设计方法是根据Barron型方程计算出的所需qA和通过求解网络联立方程计算出的qV进行比较的。为了验证设计方法的有效性，进行了模型试验和现场观测。研究结果表明：1）模型试验结果表明，VD的固结特性与所提出的设计方法的预测值基本一致。2）在实际施工现场的观测结果表明，PBD实测值与预测值比较接近。3）然而，水平排水管中的流量仅在加载后立即测量。这意味着使用PBD材料作为砂垫的替代物至少在装载的早期阶段是可行的。考虑端部约束区和无粘结配筋的影响，计算了槽口无粘结水平连接剪力墙的屈服曲率和极限曲率。根据曲率计算结果，采用位移叠加法计算屈服位移和极限位移，并与试验值进行比较。结果表明，理论值略小于试验值，但总体上两者吻合较好。研究了无粘结配筋对屈服位移和极限位移的影响，结果表明，无粘结配筋对极限位移的影响比屈服位移更为显著。

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        2.3预制墙板之间的连接设计
        传统的工业建筑预制结构框架与新型覆板连接体系的抗震性能。该系统由静态确定的摆锤式面板组成，每个面板由两个铰链支撑到结构上，一个在顶部，一个在底部，以便在地震作用下具有纯框架行为，其中墙板是没有刚度的质量。研究了框架和面板之间不同程度的相互作用以及增强的so对这种结构组件的抗震性能的影响。[2]
        通过增加面板之间的相互连接，墙包层面板成为抵抗结构的一部分，从而形成双框架/墙系统或墙系统，具体取决于连接的刚度。预制墙板上端与水平现浇带的连接缝可不进行抗剪承载力计算。上层预制墙板与楼板之间的水平缝采用灌浆连接，灌浆料抗压强度高于预制墙板，其性能应与套筒灌浆料或约束浆锚灌浆料的性能接近。为了获得令人满意的抗震性能，预制混凝土墙板和其他结构构件之间的连接应设计良好，以避免在地震期间发生脆性连接破坏。在2008地震之后，观察到一些用于预制混凝土墙板的灌浆金属管道连接发生了脆性破坏，因此建议对这种连接类型进行更坚固的详细说明。随后进行了一系列试验，以研究预制混凝土墙板连接件的现有和新推荐详图的平面内抗震性能，这项测试包括七个反向循环平面试验的全尺寸预制混凝土墙板具有墙到基灌浆金属管道连接。当承受较低的轴向荷载时，发现具有现有连接详图的墙具有足够的性能，但随着轴向荷载和墙板长度的增加，性能不太令人满意。观察到在灌浆金属管道周围使用横向约束钢筋，以防止脆性连接响应，并提高钢筋接头的坚固性。[3]
        2.4叠合梁、叠合板的设计
        预制墙板洞口上方的预制连梁应与水平现浇带形成叠合连梁。轻质复合梁，加固梁包括具有纵向空腔的明渠形金属构件，该纵向空腔填充有加固聚合物材料，该增强聚合物材料在一个方面是热固性或热塑性树脂基材料。该复合梁包括适于通过点焊等方式安装在门空腔中的门板上的端件。水平安装的横梁在发生碰撞的情况下大大提高了对侧面碰撞的抵抗力。在一个实施例中，横梁安装在玻璃空间和用于平齐玻璃的内门板之间。在另一种配置中，梁的一个表面被雕刻成与简洁的外部门板相匹配。[4]
        使用插值多项式来建立刚度关系，这导致在为复合材料构件开发梁型单元时，曲率锁定的问题，其中包括材料之间的部分相互作用。基于双材料复合受弯构件的更一般方法，其组成材料通过弹性剪切连接连接，以提供部分相互作用。推导了刚度关系，并将其应用于简支和连续钢-混凝土组合梁，以证明该方法的有效性，特别是它的能力，准确地模拟非常灵活和非常僵硬的剪切连接。[5]
        结束语
        在设计方案中，提出概念性的“一体式模块化”装配系统，作为一种可替代的适应性预制施工方法，该方法在装配效率高的同时，允许不同的空间配置，确保高层住宅建筑的设计一致性
        参考文献：
        [1]曹晓晨.装配整体式剪力墙结构体系的高层住宅电气设计实例解析[J].科技创新与应用,2017,(20):107-108.
        [2]北京工业大学.一种带复合耗能阻尼器的装配式轻钢耗能墙及其连接方式:CN201910967826.8[P].2020-01-16.
        [3]马荣全,周光毅,黄巍, 等.装配式大跨双T板-剪力墙结构停车楼建造技术[Z].中国建筑第八工程局有限公司, 中国航天建设集团有限公司.2016.
        [4]景铭.新型滞变阻尼器研发及其应用优化问题浅析[D].黑龙江:中国地震局工程力学研究所,2018.
        [5]苏义庭.基于螺栓连接的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震性能研究[D].重庆:重庆大学,2018.