預制裝配式剪力墻結構設計探究
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關鍵詞：節(jié)點連接；剪力墻結構；設計原則；預制構件
1結構設計流程
一是在進行結構設計時，設計人員要根據(jù)甲方的具體施工要求來確定，同時要考慮實際施工環(huán)境；二是要對各個環(huán)節(jié)的施工技術作好規(guī)劃，并將項目的技術特點考慮在內，保證構件模數(shù)化、標準化，從而達到減少模板使用量，提高預制安裝的效率；三是要根據(jù)人體工學原理和用戶的實際使用要求來設計房間面積，確保用戶使用舒適性，同時要根據(jù)模數(shù)協(xié)調的原則，對開間和進深尺寸進行科學的設定。設計時，必須根據(jù)工程的特點，科學地選擇使用的構件，如果構件形狀過于異形或類型單一，則不能采用預制，而應直接澆筑。其它構件則采用預制的方法，對其進行合理的設計，以保證工程的施工效率［1］。
2.1連接設計
如在同一層，預制墻板通常是水平的，主要是垂直圈梁或現(xiàn)澆帶，可以達到墻體和樓蓋的連通效果。為了使預制墻真正便于施工，在進行連接設計時，設計者需要根據(jù)構件的連接性能、連接工藝和連接方式的選擇，以保證連接結構能夠與整體設計模型相一致。與此同時，在進行預制墻連接現(xiàn)澆時，應將縱橫墻的交點作明確處理，并確保剪力墻的邊緣構件能集中在區(qū)域內。設計現(xiàn)澆混凝土結構時，設計人員一方面要保證L、T型墻水平長度控制在300mm以內，預制墻側邊抗裂連接處的寬度不低于200mm，并保證其比墻厚最大值高，以確保連接縫的抗裂參數(shù)能達到相應的標準；另一方面要對樓板安裝縫及預制墻底部施工用料進行合理選擇，同時安裝縫應采用灌漿技術對其進行填實處理。
2.2預制墻設計
預制墻體設計時，設計者首先要科學地劃分平面，將現(xiàn)澆件和構件結合起來形成長肢剪力墻。設計者只需根據(jù)建筑物的受力特點，將連接部分置于外墻的T型受力部位及端部，而無需將連接部分置于中間，減少了豎向連接中鋼筋的使用量。墻體垂直節(jié)點連接時，應采用半注漿套筒將豎向鋼筋連接在一起，并將其埋入墻內，使其與縱鋼筋以螺紋連接方式組合，并在現(xiàn)場進行注漿連接，完成節(jié)點連接工作。但是由于套管的直徑要比鋼筋直徑大得多，所以除了必要的保護厚度外，預制墻整體應保持一定的厚度。與此同時，為了減少不必要的現(xiàn)場作業(yè)和灌漿套筒施工任務，保證工廠化施工模式的順利實施，在設計中應采用鋼筋等面替代方式，用大直徑鋼筋與套筒連接。另外，灌漿及套筒預埋位置、灌漿口與出漿口之間的距離也應根據(jù)鋼筋預留距離確定，灌漿套筒應置于上墻內，出漿口應置于外墻側面，以便于后期操作。
2.3抗震設計
自然災難具有很強的破壞性，因此設計時對建筑抗震性能的要求非常高。在進行剪力墻設計時，設計者還需要考慮建筑的抗震性能。一是要明確建筑物總體抗震設防烈度、抗震設防類別等數(shù)據(jù)值；二是要明確信息技術軟件的使用范圍；三是要重點考慮雙向地震扭轉和單向地震偶然偏心情況；四是要根據(jù)國家有關建筑物抗震設計的相關規(guī)定，合理地進行地震計算。另外，在進行建筑物彈性時程分析時，以單條時程曲線為基準進行計算，保證結構底部剪力的數(shù)值能達到振型分解數(shù)值的65%以上。
2.4預制墻和現(xiàn)澆梁的連接節(jié)點設計
預制墻體與現(xiàn)澆梁節(jié)點連接時，選擇采用剪力墻設置梁槽，預留梁架，現(xiàn)場澆筑完成節(jié)點連接。其梁槽的高度應設在460mm左右，其寬度應與現(xiàn)澆梁寬度一致，剪力墻支承長度應與墻厚相適應。根據(jù)設計規(guī)范，設計者需要將剪力墻及其平面交叉樓面梁的連接考慮在內。與此同時，將現(xiàn)澆梁縱向鋼筋嵌入現(xiàn)澆梁與剪力墻頂暗梁中，并以鋼筋伸長為依據(jù)進行配筋設計，應保證其與錨固長度的一致性［2］。
2.5疊合樓板設計
設計人員在對疊合樓板進行設計時，可根據(jù)預制板的接縫長度及結構，進行雙向板及單向板的設計規(guī)劃。其接縫節(jié)點主要有非貫通節(jié)點和貫通節(jié)點兩種：非貫通節(jié)點一般采用預制板直接連接，不直接使用鋼筋，采用單向板連接；貫通節(jié)點一般采用后澆混凝土連接預制板，在預制板周圍會預留受力筋，對板進行連續(xù)作用，采用雙向板模式。設計者要保證預制底板的模數(shù)化和標準化，使其符合經(jīng)濟要求，要盡可能地使用全中間大板，這樣才能科學地控制預制構件的數(shù)量，達到提高施工效率和質量的目的。但要注意的是，雙向板在加筋計算時，加筋強度應始終低于單向板，設計者可通過控制撓度的方式來確定板厚值，通常采用雙向板來設計疊合板，其結果較理想。
3結構設計思考
伴隨著經(jīng)濟新常態(tài)的推廣，我國的建筑也開始向現(xiàn)代化、綠色化、高效化的方向發(fā)展，而預制裝配式剪力墻結構非常符合現(xiàn)代建筑的施工趨勢，具有較明顯的節(jié)時和節(jié)材優(yōu)勢，可以獲得較好的經(jīng)濟效益，必將成為未來剪力墻結構建設的主流。但是，由于多種原因，這一結構還存在一些有待改進的地方，主要體現(xiàn)在兩個方面：一是豎向預制構件連接。由于我國建筑工人還沒有達到一定的水平，施工工人多以農民工為主，個體綜合素質差異比較大，這直接影響了豎向構件的連接質量，即使設計方案質量好，最終的施工效果也可能達不到預期的目標，因此設計者應對水平受力構件實施預制最大化，并采用預制輕質隔板進行豎向非承重構件設計，最大限度地保證最終施工質量；其次，對于構件的接觸性和拼接力的研究尚待加強，這樣的現(xiàn)狀會直接導致節(jié)點連接手段比較單一，成體系和實體試驗中也缺乏相應的節(jié)點度量指標，這也是有關人員需要注意的。我國有關部門應加強對結構及其相關內容的研究，不斷豐富節(jié)點連接形式，以保證預制裝配墻結構設計更科學、更高質量。
4結束語
在對預制裝配式剪力墻結構進行設計時，設計者不僅要明確設計原則和設計流程，還要科學設計節(jié)點連接、疊合層和抗震等環(huán)節(jié)，考慮到現(xiàn)場實際施工情況及剪力墻設計規(guī)范等影響因素，科學設計每道工序，從細節(jié)入手，對結構進行細化設計，從而制定出高質量的結構設計方案，保證剪力墻結構施工質量，保證結構的可靠性和安全性達到一定的水平。
參考文獻
［1］王開飛，李挺.裝配式剪力墻住宅結構設計［J］.中國住宅設施，2016（03）：17-20.
［2］羅偉陽.淺析住宅建筑剪力墻結構設計［J］.中華民居旬刊，2014（01）：87-88.
作者：陳靖 丁勇花 單位：鄭州工業(yè)應用技術學院