【干貨】裝配式剪力墻結構設計技術要點

裝配式剪力墻結構設計技術要點根據(jù)裝配式住宅項目經(jīng)驗，結合當前政策要求，對裝配整體式剪力墻結構的方案設計、初步設計、施工圖設計及構件加工圖深化設計等各個環(huán)節(jié)的設計要點進行了分析和總結。01政策解析預制率單位建筑±0.000標高以上，結構構件采用預制混凝土構件的混凝土用量占全部混凝土用量的體積比，按公式一計算：預制率=V1/（V1+V2）×100%（公式一）式中V1為建筑±0.000標高以上，結構構件采用預制混凝土構件的混凝土體積；計入V1計算的預制混凝土構件類型包括：剪力墻、延伸墻板、柱、支撐、梁、桁架、屋架、樓板、樓梯、陽臺板、空調板、女兒墻、雨棚等；V2為建筑±0.000標高以上，結構構件采用現(xiàn)澆混凝土構件的混凝土體積。預制率說明：一是預制率最低指標選擇的界限是建筑高度60m；建筑高度是指建筑±0.000標高至建筑檐口標高，與女兒墻、建筑屋面構架、屋面局部突出物等高度無關。二是建筑±0.000標高泛指建筑室外地坪以上首層建筑地面標高的部位。三是預制率的計算范圍包含結構構件以及與結構構件一體化生產(chǎn)的分結構部分。當采用復合夾心剪力墻板或框架柱和梁外側采用保溫裝飾一體化做法時，保溫層外側的混凝土外葉板混凝土體積可計入V1；當在預制剪力墻板構件中有非結構受力的分隔墻、圍護墻部分時，如窗下墻、窗間墻，該部分的體積可計入V1。裝配率單位建筑±0.000標高以上，圍護和分隔墻體，裝修與設備管線采用預制部品部件的綜合比例，按公式二計算：裝配率=ΣQ1/（100-q）×100%（公式二）裝配率說明：一是缺少的評價內容q項是建筑不存在的功能，不是沒做的評價內容。二是外圍護和內隔墻中的“非砌筑”部分針對的是非承重的墻體，泛指所有以“干法”施工為主要方式的墻體技術和產(chǎn)品。在剪力墻結構建筑中，當所有外墻均由剪力墻結構受力的預制構件組成時，該項滿足要求。預制范圍各標準和規(guī)程中規(guī)定了建筑結構不適合采用預制方案，適合采用現(xiàn)澆方案的區(qū)域：高層裝配整體式剪力墻結構設置地下室時，宜采用現(xiàn)澆混凝土；底部加強部位宜采用現(xiàn)澆混凝土；結構轉換層和作為上部結構嵌固部位的樓層宜采用現(xiàn)澆樓蓋；屋面層和平面受力復雜的樓層宜采用現(xiàn)澆樓蓋。樓梯平臺板和梯梁宜采用現(xiàn)澆結構。采用現(xiàn)澆混凝土的初衷是提高結構的整體性，增強關鍵部位的延性，根據(jù)以往項目，工程經(jīng)驗如下。02構件拆分原則與建筑方案調整水平構件拆分原則疊合板劃分盡可能采用模數(shù)化尺寸，在滿足吊裝、運輸?shù)臈l件下，板塊宜大不宜小，以便減少吊裝次數(shù)。根據(jù)項目經(jīng)驗，以結構構件圍合的實際房間為劃分單元，當房間長寬比小于3.0時，按雙向板對該房間進行樓板拆分；當房間長寬比不小于3.0時，按單向板對該房間進行樓板拆分，在構件的拆分過程中不宜改變其最初受力狀態(tài)。對于單向板之間的拼縫處理，可采用密拼做法和小接縫做法，這兩種做法均滿足結構安全性的要求，但密拼做法存在拼接縫隙，“小接縫做法”存在接縫處寬度過小難以振搗的情況，為了避免密拼部位產(chǎn)生板底裂縫，通常在單向板之間設置50~200mm的現(xiàn)澆拼縫，非受力方向的鋼筋伸入拼縫，深入長度比縫寬小10mm；縫內沿受力方向設置構造鋼筋，具體做法如圖1所示。豎向構件拆分及連接豎向構件的拆分比水平構件的拆分更加靈活，具體工程中面對的情況也更加復雜多變，建筑軸網(wǎng)標準化、模數(shù)化的程度及建筑平面布局的優(yōu)劣對構件最終的拆分效果起了決定性的作用。預制墻板的水平尺寸宜按照建筑開間和進深尺寸劃分，寬度不宜大于7.2m，高度不宜大于層高，宜采用一字形，也可采用L形、T形或U形；開洞預制剪力墻洞口宜居中布置，洞口兩側的墻肢寬度不宜小于400mm，不應小于200mm，洞口上方連梁高度不宜小于250mm。樓梯間墻體為建筑外墻時，預制墻板的劃分和連接構造除滿足承載力要求外，墻體平面外穩(wěn)定性尚應滿足要求。樓梯間預制外墻寬度不宜大于4.0m，樓梯間墻體長度大于5.0m時，在墻體中間宜設置現(xiàn)澆段，現(xiàn)澆段長度不宜小于400mm。關于豎向尺寸，屋面以及立面收進的樓層，應在預制剪力墻頂部設置封閉的后澆鋼筋混凝土圈梁，截面高度不宜小于樓板厚度和250mm的較大值；圈梁應與現(xiàn)澆或疊合樓、屋蓋澆筑成整體。各層樓面位置，預制剪力墻頂部無后澆圈梁時，應設置連續(xù)的水平后澆帶，水平后澆帶應與現(xiàn)澆或者疊合樓、屋蓋澆筑成整體。在預制墻體中，窗下墻、窗間墻等非結構墻體位置，通常采用“減重塊+抗裂鋼筋網(wǎng)片”的技術手段進行處理。減重塊多采用模塑聚苯板，所起作用為削弱剛度，減輕重量，使窗下墻等非結構部分在實際受力中接近設計狀態(tài)。因此在減重塊上下各預留100~200mm高度的混凝土帶保證一定的整體性即可，減重塊距離洞邊的尺寸、減重塊之間的尺寸亦可根據(jù)實際情況調整。減重塊中間可留直徑100mm的圓孔，以防止在澆筑混凝土的過程中聚苯板上浮。預制內墻的連接節(jié)點及構造做法與預制外墻基本類似，其實施部位更加靈活，有更多的選擇余地，根據(jù)具體工程中的戶型布置和墻段長度，結合機電、裝修可以深化集成的部位進行分段，通過調整后澆段長度，使預制構件的尺寸達到標準化。根據(jù)項目經(jīng)驗，宜盡可能的在無洞口范圍內采用預制內墻，可以使預制率得到提高，構件的生產(chǎn)制作也相對容易。預制外墻模板（PCF板）是一類比較獨立且特別的預制構件，常用在轉角處作為現(xiàn)澆節(jié)點的模板，以保證預制外墻外飾面的連續(xù)和封閉。將轉角暗柱尺寸進行統(tǒng)一，進而將工程中的PCF板尺寸進行統(tǒng)一是構件標準化的重要環(huán)節(jié)，這一點在絕大多數(shù)項目中都是可以實現(xiàn)的。豎向構件的接縫形式為整體式接縫，根據(jù)接縫的位置可以概括為兩類：邊緣構件位置拼接和非邊緣構件位置拼接。非邊緣構件位置，相鄰預制剪力墻之間后澆段的寬度不宜小于200mm，實際項目中通常設置為500~600mm，同一項目中盡量做到統(tǒng)一。03結語在綠色、低碳理念和節(jié)能環(huán)保趨勢的要求下，隨著各地加快推進裝配式建筑的發(fā)展，裝配式混凝土結構得到了探索和研發(fā)，加快了住宅產(chǎn)