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装配整体式剪力墙结构住宅设计分析韦唐君

发表时间：2021/7/28 来源：《基层建设》2021年第14期作者：韦唐君

[导读] 装配整体式剪力墙结构具有质量可靠、施工快速、节能环保等显著优势，是我国建筑行业转型升级的重要方向。本文结合装配整体式剪力墙结构的特点

        广西壮族自治区建筑科学研究设计院 530000
        摘要：装配整体式剪力墙结构具有质量可靠、施工快速、节能环保等显著优势，是我国建筑行业转型升级的重要方向。本文结合装配整体式剪力墙结构的特点，研究了装配整体式住宅的设计注意事项和要点。
        关键词：装配整体式剪力墙；结构设计；方法

        前言
        装配整体式剪力墙结构作为我国建筑工业化的重要发展内容，在设计方面与传统现浇结构最显著的差别。并且作为“工业化产品”，需要建筑、结构、设备、装修等多专业有机协同，基于信息化手段对各专业设计进行深度融合，才能实现满足建筑功能、结构性能、部品部件生产、构件施工安装及建筑装修等系统要求的一体化设计。但就目前而言，装配式结构体系的关键技术还没有完整的规范和条文，关键节点连接的构造设计也多是参考以往的经验，制约了装配整体式建筑结构的推广和发展。因此还需深入研究装配式结构设计。
        1.装配整体式剪力墙结构设计概述
        1.1结构设计特点
        与传统现浇结构由现场浇筑一次成型不同，装配整体式剪力墙结构是由工厂生产的预制构件在现场通过安装、连接形成整体结构，并要求由离散的预制构件通过适当措施进行连接以达到与现浇混凝土结构相当的整体性，这对预制构件间的连接节点构造性能提出了更高要求。同时，构件预制质量既是确保现场施工效率的前提，也是保障结构正常使用性能和耐久性的重要因素；因此，对预制构件设计的精度和深度也提出了更高要求。因此，装配整体式剪力墙结构应重视预制构件设计及连接设计，强调构件设计和连接设计与整体结构设计的协调性与逻辑性，在此基础上，才能真正实现优质预制、高效施工，充分发挥装配整体式结构的技术优势[1]。
        1.2结构设计原则
        装配整体式剪力墙结构设计遵循的基本原则仍然是“等同现浇”，要求其设计结果能够基本达到同条件下现浇混凝土结构的承载力、延性及整体性。并且装配整体式结构设计过程中应充分发挥预制技术优势，实现高效施工。因此装配整体式结构设计应符合以下基本原则：
        （1）结构体系应合理、高效，结构规划宜简单、规则、对称并宜采用大空间布局，结构竖向构件应连续贯通、水平构件应保证竖向构件协调受力。
        （2）预制构件布置合理，在保证整体性能的同时，最大程度实现标准化、模数化。
        （3）预制构件设计应针对整个施工过程的各种不利工况进行复核和验算，并兼顾生产、运输及安装要求。预制构件进场前应进行验收和校核，并且按照装配顺序进行有序堆放，并定期进行维护，以保证构件质量。
        （4）连接节点和接缝应受力明确、构造合理、保证构件之间可靠传力，并应兼顾生产运输及安装要求[2]。
        2.装配整体式剪力墙结构设计方法分析
        2.1设计过程
        我国目前鼓励装配式结构的发展，部分地方也对预制率进行了明确要求。但具体工程实践中，对装配式结构的设计没有形成完整的体系，还需深入研究。
        2.1.1技术策划阶段
        一方面应根据工程特点和工程实际，选择合适的结构体系。装配整体式剪力墙结构承担着竖向和水平力，目前多应用于高层建筑。工程装配率需根据甲方、当地政策对装配式结构的要求来确定。
        另一方面在结构优化设计时要充分应用模数协调原则。也即是：先按照现浇结构设计，然后依据模数协调原则，对构件进行拆分，尽量避免出现较多规格不一致的构件，以便于实现结构构件批量生产。
        2.1.2方案阶段
        首先是初步设计阶段，应根据已有的工程建筑图对建筑进行结构设计建模。对于装配整体式剪力墙结构住宅来说，设计的前提是要保证结构安全、适用和耐久性，然后再根据模数协调原则进行“少规格、多组合”预制。并且设计时还要注意与水暖电专业设计的协调性，如弱电箱的设计，不得设置在需要预制的墙体内。该阶段还要对结构造价进行评估，保证方案的经济性。
        其次是施工图设计阶段，一方面应满足力学性能及构造规范要求，另一方面要与水暖电专业施工图相结合。并且对于剪力墙节点构造施工，需要对施工单位进行技术交底。
        最后是预制构件深化设计阶段，需要做好审核工作，保证预制构件的质量。为了保证预制结构的稳定性和安全性，还应对拼接点进行详细说明，以便于施工的顺利进行[3]。
        2.2节点连接设计
        钢筋套筒灌浆技术是预制剪力墙节点连接设计常用的技术，它可以实现剪力墙竖向拼接，但对施工质量要求较高。
        具体施工时，应依据锚固长度的规范要求，先将钢筋插入灌浆套筒中，然后用橡胶环、螺杆等进行固定，以防止钢筋与套筒发生错位。灌浆混凝土的强度等级应大于C30。并且如果拼接截面为全截面受拉，为了保证受拉接缝处受拉承载力，不应采用单一的连接方式，应综合多种连接方式。
        对于竖向接缝，应依据等强连接的设计原则，并保证竖向接缝满足整体式连接。接缝处需预留水平钢筋，在现场浇筑时进行锚固。现浇段还应设置纵筋和箍筋。
        此外对于接缝处还要做好防水措施，具体措施为：在接缝部位设置企口，通过构件拼接形成一个防水空腔，可以防止毛细水的进入。同时为了防止水气聚集，住宅楼层每三层应设置排水管排水。具体施工过程中需要避免水泥灌浆料的进入。
        3.实例分析
        3.1项目概况
        我国某住宅建筑，如图1所示，采用了装配整体式（双面叠合板式）剪力墙体系，在项目工业化实践过程中，确定了基于全生命周期的可变房型建筑设计原则和基于信息技术的高度集成化设计方法，以装配式建筑的标准化、模块化为基础，进行标准化构件的拆分和深化设计。通过该项目的工业化设计实践和探索，为地区双面叠合板体系的规范编制提供了理论和实践依据。