05預制裝配整體式剪力墻結構體系

1、預制裝配整體式剪力墻結構體系 來源：沈陽衛(wèi)德住宅工業(yè)化科技有限公司“裝配式混凝土結構”的英語翻譯是precast concrete structure，英文簡稱PC。預制混凝土構件或部件通過各種可靠的連接方式裝配而成的混凝土結構稱之為裝配式混凝土結構。“裝配剪力墻結構”是“裝配式混凝土結構”的一種類型，其定義是主要受力構件剪力墻、梁、板部分或全部由預制混凝土構件（預制墻板、疊合梁、疊合板）組成的裝配式混凝土結構。在施工現(xiàn)場拼裝后，采用墻板間豎向連接縫現(xiàn)澆、上下墻板間主要豎向受力鋼筋漿錨連接以及樓面梁板疊合現(xiàn)澆形成整體的一種結構形式。結構設計預制裝配整體式剪力墻結構宜簡單、規(guī)則、均勻及對稱，不應

2、采用嚴重不規(guī)則的結構體系，并應符合下列要求：1 應具有必要的承載能力、剛度和良好的延性；2 結構的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布，應避免局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位以及產(chǎn)生過大的應力集中或塑性變形集中，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取有效措施予以加強或采用隔振、減震措施；3 應避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力荷載、風荷載和地震作用的能力；4 結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。預制裝配整體式剪力墻結構的高寬比不宜超過6。預制裝配整體式剪力墻結構的抗震等級應根據(jù)抗震設防烈度、結構高度按有關現(xiàn)行國家標準確定相應的抗震等級，并采取相應的計算和構造措施。預制構件間連接設

3、計應滿足傳力明確和構造可靠的要求。對有抗震設防要求的結構，尚應滿足抗震要求。預制構件間連接鋼筋應不低于預制構件該部位不連續(xù)鋼筋強度等級及直徑。結構布置預制裝配整體式剪力墻結構平面和豎向布置應符合現(xiàn)行國家標準高層建筑混凝土結構技術規(guī)程JGJ3的相關規(guī)定。在預制裝配整體式剪力墻結構平面橫向墻體布置時，兩側端部山墻宜布置預制承重墻板；內墻可根據(jù)結構橫向抗側力需要設置預制承重墻板或預制輕質填充墻板。在預制裝配整體式剪力墻結構平面縱向墻體布置時，縱向內、外剪力墻的承重墻板布置可根據(jù)縱向抗側力的需要設置；陽臺及門窗部位周邊部位可根據(jù)需要設置非承重的預制輕質填充墻板。預制裝配整體式剪力墻結構豎向抗側力構件通

4、過現(xiàn)澆連接帶、豎向主承力鋼筋漿錨連接等形成整體，抗震設計時，需加強連接構造和必要的設計驗算，保證其受力整體性和連續(xù)性。預制裝配整體式剪力墻結構房屋的頂層、平面復雜或開洞過大的樓層、作為上部結構嵌固部位的地下室頂板應采用現(xiàn)澆樓蓋結構。預制裝配整體式剪力墻結構的剪力墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設計值的軸壓比在抗震等級為三級時不宜大于0.6。構件設計預制裝配整體式剪力墻結構構件宜按房間的開間、進深以及門窗、樓梯、電梯井洞口位置分塊，同時必須考慮構件形狀、構件重量、拼縫位置、吊裝機具起吊能力等因素，樓板、屋面板考慮起吊運輸及施工方便宜設計成單向板。預制墻板、樓板的分塊大小劃分應充分考慮施工現(xiàn)場垂

5、直運輸?shù)跹b機械的起重載荷、起升高度和工作幅度的能力。預制墻板高度可按單個樓層高度或兩個樓層高度劃分。墻板的豎向拼縫宜避開暗柱位置，預制墻板、疊合板的分塊劃分應盡量減少構件的種類和型號。預制裝配整體式剪力墻結構構件設計除應符合現(xiàn)行國家標準混凝土結構設計規(guī)范GB50010的相關規(guī)定，尚應進行施工階段受力和變形驗算。陽臺、空調板、挑檐等懸挑構件當施工方便并安全可靠時可與樓板、屋面板合并設計成大型構件；當限于模板、起吊能力需分開預制后現(xiàn)場連接時，應通過可靠的插筋疊合現(xiàn)澆或漿錨連接實現(xiàn)懸挑構件與主體結構形成剛接、連成整體。對于層數(shù)大于10層的高層建筑，對該部分連接進行設計及構造時，尚應考慮豎向地震作用的

6、影響。預制裝配整體式剪力墻結構體系的全預制構件和疊合式構件，均應合理地設計配筋；應避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結破壞先于構件破壞。剪力墻結構住宅建筑設計的主要內容1、 裝配式剪力墻住宅建筑設計的步驟及流程。首先要做好技術策劃，通過技術策劃實現(xiàn)提效和減負的目標。在實際操作中，通過對已有工程項目的梳理。在技術策劃階段，要注意以下幾個方面的問題：1) 結合工程實際采用混凝土預制構件，類型包括預制墻板（外墻、內墻）、疊合樓板、預制樓梯、預制空調板、預制女兒墻、非承重建筑分格墻板等，相互間形成完整的建筑系統(tǒng)。2) 追求適宜的結構預制率（現(xiàn)階段建議在50%左右），結構

7、外墻基本實現(xiàn)全裝配化，爭取實現(xiàn)無外架施工，從根本上改變傳統(tǒng)建造方式和施工組織形式。3) 通過設計優(yōu)化，包括用模數(shù)協(xié)調的原則，集成各種要素，實現(xiàn)“少規(guī)格、多組合”4) 使現(xiàn)澆節(jié)點規(guī)格統(tǒng)一化,可以采用少規(guī)格的定型模板和組合模板進行施工，提高質量，縮短工期。其次建筑設計要結合裝配式剪力墻住宅的特點，裝配式剪力墻住宅作為一種“工業(yè)化住宅”，應該是技術理性的工程杰作并以“工程師的藝術”為美。不是所有的工程項目都適合于采用“裝配式剪力墻結構”來建設，需要在前期策劃定位和規(guī)劃設計時加以重視。第三在設計階段要積極進行專業(yè)之間和全產(chǎn)業(yè)鏈內部的積極溝通、互動及配合，并加入相應的步驟及內容。方案階段，根據(jù)技術要點的

8、要求做好戶型設計和立面設計。平面設計在保證使用功能和戶型好用、適應性強的基礎上，通過全體系的模數(shù)協(xié)調，圍繞提高模板使用效率和體系集成度的目標進行設計；立面設計要考慮拆板設計，并依據(jù)裝配式建造方式的特點實現(xiàn)立面的個性化和多樣化。通過建筑設計的模數(shù)化、標準化、系列化，進而實現(xiàn)預制構件的“少規(guī)格、多組合”。初設階段，結合各專業(yè)的工作進一步優(yōu)化和深化，拆板設計也要結合需要調整變化，在預制墻板上開始考慮強電箱、弱電箱、預留預埋管線和開關點位的設計。根據(jù)我們的經(jīng)驗，在此階段要求裝修設計提供詳細的“點位布置圖”。同時要提供專項的“經(jīng)濟性評估”，分析成本因素對最終實施的“裝配式剪力墻住宅”技術方案的影響，確定

9、最終的技術路線。施工圖階段按照初設確定的技術路線深化設計，各專業(yè)與建筑部品、裝飾裝修、構建廠等上下游廠商加強配合，做好構件拆分深化設計，提供能夠實現(xiàn)的預制構件大樣圖；做好大樣圖上的預留預埋和連接節(jié)點設計；尤其是做好節(jié)點的防水、防火、隔音設計和系統(tǒng)集成設計，解決好連接節(jié)點之間和部品之間的“錯漏碰缺”。第四要做好預制構件加工圖的設計。當前，預制構件加工圖大多由預制構件廠依據(jù)設計院提供的大樣圖深化設計，建筑師的工作主要是配合和把關，確保預制構件實現(xiàn)設計意圖。下一步，可以通過BIM設計，實現(xiàn)基于BIM平臺的預制構件設計。BIM設計實踐案例表明，可以將預制構件作為建筑信息系統(tǒng)的基本單元，整合預制構件的所

10、有必要信息，實現(xiàn)設計直接向相關產(chǎn)業(yè)鏈提供BIM模型平臺服務的目標。2、 裝配式剪力墻住宅建筑設計的內容和深度要求。關于裝配式剪力墻住宅建筑設計的內容和深度要求，現(xiàn)在還很難有一個很明確的結論，結合我們的相關實踐，國內大家習慣的建筑工程設計圖紙深度要求是基礎，在此基礎上要增加構件大樣圖、墻板編號索引圖和連接節(jié)點構造詳圖等。裝配式剪力墻結構住宅建筑設計內容、方法和要點1、 總平面設計：在裝配式剪力墻結構工業(yè)化住宅的規(guī)劃設計中，構件運輸、構件存放和構件吊裝是需要特別關注的重要方面，要有適宜構件運輸?shù)慕煌l件，要考慮預制構件的現(xiàn)場臨時存放條件，要考慮預制構件吊裝設施的安全、經(jīng)濟和合理布置。2、戶型設計：

11、裝配式剪力墻結構工業(yè)化住宅宜選用大空間的平面布局方式，合理布置承重墻及管井位置，滿足住宅空間的靈活性、可變性。公共空間及戶內各功能空間分區(qū)明確、布局合理。主體結構布置宜簡單、規(guī)整，應考慮承重墻體上下對應貫通，突出與挑出部分不宜過大，平面凸凹變化不宜過多過深。平面體型符合結構設計的基本原則和要求。3、 廚衛(wèi)設計住宅廚房與衛(wèi)生間平面功能分區(qū)宜合理，住宅廚房、衛(wèi)生間上下宜相鄰布置，便于集中設置豎向管線、豎向通風道或機械通風裝置。4、 樓面設計首先，標準化、模數(shù)化，盡量減少板型，節(jié)約造價。其次，大尺寸的樓板能節(jié)省工時，提高效率，但要考慮運輸、吊裝和實際結構條件。其三，復雜部位（如開洞多，異型、降板等）

12、可考慮現(xiàn)澆。第四，連接節(jié)點的構造設計應分別滿足結構、熱工、防水、防火、保溫、隔熱、隔聲及建筑造型設計等要求，盡量采用封閉系統(tǒng)（先裝法）。第五，疊合層及墊層：結構疊合層厚度一般為6070mm，電氣專業(yè)在疊合層內進行預埋管線布線，要保證疊合層內預埋電管布線的合理性，保證施工質量。建筑墊層厚度一般為100120mm，暖通空調專業(yè)的給水、暖管、太陽能等一般布置在建筑墊層中，設計要通過管線綜合，保證管線布置的合理、經(jīng)濟和安全可靠。5、 預制外墻設計首先是外墻板型拆分：裝配式剪力墻結構工業(yè)化住宅的外墻宜全部采用預制外墻，設計應提供預制外墻拆分圖，預制外墻的拆分應該遵循以下原則：1）綜合立面表現(xiàn)的需要,應結

13、合結構現(xiàn)澆節(jié)點及裝飾掛板，合理拆分外墻。（圖1.4.1-1、圖1.4.1-2、圖1.4.1-3）；2）注重經(jīng)濟性，通過模數(shù)化、標準化、通用化減少板型，節(jié)約造價。制定編號原則，對每個墻板產(chǎn)品進行編號，使每個墻板既有唯一的身份編號又能在編號中體現(xiàn)重復構件的同一性。；3）預制構件的大小要考慮工程的合理性、經(jīng)濟性、運輸?shù)目赡苄院同F(xiàn)場的吊裝能力。圖1.4.1-1 外墻板拆分圖圖1.4.1-2 外墻板拆分圖圖1.4.1-3 外墻板拆分圖其次是節(jié)點設計：裝配式剪力墻結構工業(yè)化住宅的設計關鍵在于連接節(jié)點的構造設計。建筑預制外墻板的水平縫、垂直縫及十字縫等接縫部位、門窗洞口等構配件組裝部位的構造設計及材料的選用

14、應滿足建筑的物理性能、力學性能、耐久性能及裝飾性能的要求。第三是外墻飾面設計) 預制外墻板的飾面宜采用裝飾混凝土、涂料、面磚、石材等耐久、不易污染的材料，考慮外立面分格、飾面顏色與材料質感等細部設計要求，并體現(xiàn)裝配式建筑立面造型的特點。) 建筑外墻裝飾構件宜結合外墻板整體設計，應注意獨立的裝飾構件與外墻板連接處的構造，滿足安全、防水及熱工設計等的要求。) 預制外墻的面磚或石材飾面宜在構件廠采用反打或其他工廠預制工藝完成，不宜采用后貼面磚、后掛石材的工藝和方法。) 預制外墻飾面反打工藝) 預制外墻使用裝飾混凝土飾面時，設計人員應在構件生產(chǎn)前先確認構件樣品的表面顏色、質感、圖案等要求。第四是外墻節(jié)

15、能設計：采用復合夾心保溫外墻構造滿足墻體的保溫隔熱要求，適合嚴寒、寒冷地區(qū)外墻。采用夾心外墻板時穿透保溫材料的連接件，宜采用非金屬材料。當采用金屬構件連接內外兩層混凝土板時，應避免連接鋼筋的熱橋部位結露。6、 預制樓梯設計混凝土樓梯現(xiàn)場澆筑是工程質量通病和短板。清水混凝土預制樓梯，特別能體現(xiàn)出工廠化預制的便捷、高效、優(yōu)質、節(jié)約的特點。住宅樓梯包括兩跑樓梯和單跑剪刀樓梯，可采用的預制構件包括梯板、梯梁、平臺板和防火分隔板等。預制樓梯宜采用清水混凝土飾面，采取措施加強成品保護。樓梯踏面的防滑構造應在工廠預制時一次成型，節(jié)約人工、材料和后期維護，節(jié)能增效。采用統(tǒng)一的住宅層高，實現(xiàn)預制樓梯的模數(shù)化、標準化。7、 內裝修設計通過裝配式結構與裝修設計的產(chǎn)業(yè)化集成，建立起裝配式剪力墻產(chǎn)業(yè)化住宅體系。實現(xiàn)裝配式剪力墻住宅功能、安全、美觀和