保障房装配式混凝土剪力墙结构设计研究

保障房装配式混凝土剪力墙结构设计研究

林勇

深圳市天华建筑设计有限公司       广东省深圳市      518000

摘要：针对保障房装配式混凝土剪力墙结构设计问题展开研究，首先探讨了剪力墙结构设计要点，从方案设计、组合拆分、临时工况设计、预制构件连接节点设计等角度入手细化技术方法，指出设计前要全面了解建筑防震等级要求、建筑结构设计要求等，通过深化设计完善运输、吊装细节。在此基础上引入广东省某保障房装配式混凝土剪力墙结构设计案例，对其优化思路进行展开论述。

关键词：保障房；装配式混凝土；剪力墙结构

前言：保障性住房是由政府出资、主导和组织的建设工程项目，旨在调节公共资源、盘活公共财务，缓和困难家庭居住住房压力，从1998年开始我国初批保障房落成，至今已经跨越20余年，建设技术、工艺均有所发展和成熟。近年来政府致力于改善民生，保障性住房项目也明显增多，装配式混凝土结构就是其中的代表性结构类型，有必要对其设计构思要点进行展开阐述。

1保障房装配式混凝土剪力墙结构设计要点

1.1方案设计

装配式混凝土剪力墙结构设计前，应当综合现场条件、运输情况等开展分析，强化与建筑、设备等专业的配合协调，设计过程中同步开展预制结构优化。要收集结构抗震信息，根据设防类别、烈度进行详细分析，综合保障房高度选择适宜的抗震等级，使之满足JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》要求。正式开展方案设计后，要以结构标准化设计为核心，着手完善施工工序，对构件制作、运输等细节进行健全补充，可以采用BIM技术辅助协调各专业关系。方案设计总体可分为两个阶段，其一是初步设计阶段，在该阶段需要完成预制构件布置图、现浇结构施工图等的绘制，叠合板、楼梯等构件图也要初步完成。其二是深化设计阶段，该阶段则需要完成所有构件的翻转、运输、吊装施工验算，使之在临时工况下满足安全、稳定要求，保障装配式混凝土剪力墙结构设计科学性。

1.2组合与拆分设计

从装配式混凝土剪力墙应用现状看，常见的拆分形式共有两种，其一是边缘构件采用现浇的方式，非边缘构件采用预制，仅在剪力墙墙身段竖向钢筋采用灌浆套筒达到钢筋连接的目的，套筒消耗数量较少，抗震性能更有保障。但边缘构件受力情况较为复杂，箍筋会额外承受一个水平剪力[1]，容易带来更多风险因素。其二是边缘构件部分现浇，其余部分采用水平钢筋连接，这种方式的成本相对较低，且显著缩短了现浇节点长度，施工更加便捷和简单，但缺点在于现浇部位较为狭小，箍筋环插操作较为困难，设计不当还可能出现搭接过短的情况。结构设计过程中可以结合实际情况选择，但无论采用何种拆分方式，所有构件均要妥善编号和存储。

1.3预制构件临时工况设计

国内工厂在预制剪力墙结构时，多数采用平躺形式生产加工，后期脱模吊装阶段很容易发生受力状态改变问题，此时开展临时工况设计就非常有必要。吊装开始前要编制出系统的施工方案，重点关注主钩位置、吊具位置，以及预制构件的重心位置，使之在竖直方向上重合，吊索、构件之间保持一定夹角，角度不得小于60°。起吊之后构件还会经过三个不同的受力阶段，其中平吊是指构件轴线呈水平状态，此时要尽可能确保吊点位置合理性，保证混凝土所受应力在允许范围内。此外还有翻转吊、直吊等阶段，其吊升需要工作人员辅助完成，借助翻转、扶正操作保证就位。临时工况设计一方面要关注吊点设计细节，根据抗弯强度、抗裂强度等，结合最小弯矩原则分析确定，可采用单点吊装方式，也可采用双点、多点吊装方式。另一方面要做好吊环设计，对于冷处理钢筋来说，承吊能力应当降低14%左右，结合粘结力、动力以及吊索角度等科学确定。

1.4预制构件连接节点设计

在装配式混凝土建筑的施工过程中，预制构件与现浇结构的连接是非常关键的，只有通过合理的节点设计，才能最大限度提升结构稳定性，使预制剪力墙部分获得与现浇结构相近的性能，符合设计标准中对承载力、刚性，以及风载荷、地震载荷的抵御能力。节点设计时结构要尽可能简单，力的传递路径要清晰、可靠，遵循“强剪弱弯”的基本原则。从连接操作上看，通常可以分为干式、湿式两种，前者通过钢板植入、螺栓连接等方式，提升结构的整体性；后者则通过灌浆材料等的浇筑、凝结实现整体化。具体来看可用的连接技术也是非常多样的，其一是灌浆式套筒连接方式，主要以连接钢筋为核心构件，将其插入高强度套筒内部，注入高强度灌浆材料，使用环节要确保锚固长度充足，灌浆料的抗压强度也要符合设计要求。其二是浆锚搭接连接方式，施工过程中需要以预制钢筋为标准，在下方留出波纹状孔洞，同样灌入高强度浆液，这种做法省去了造价较为昂贵的钢制套筒，抗拉性能也能够符合相关要求。此外还有钢筋搭接连接等连接节点型式，实践中可以根据需求选用。

2保障房装配式混凝土剪力墙结构深化设计案例

2.1装配式方案优化案例

为直观说明保障房装配式混凝土剪力墙结构设计要点，本文引入上海市某保障房建设项目辅助阐述，工程总占地面积为7893.42m

2，地上11层，地下1层，设计年限为50年，抗震防烈度为7度。工程3至11层采用预制混凝土剪力墙结构，3层以下为现浇墙体打底，方案优化过程中，对拆分构件进行了重新编号，命名方式更加简单，分别为YWQ1、YWQ2等。工程使用的剪力墙主要分布在外墙板部分，借助拉结件进行固定，向室内与承重内页墙连接，上下层采用套筒灌浆工艺，相邻墙板则采用水平钢筋材料，整体式接缝连接。综合考虑保障房保温性能，采用了夹心保温结构，内外叶板以及保温板之间，要保持20mm左右的间距，方便后期打胶固结，同时严格控制了外叶板长度，伸出部分不能过长，避免施工环节出现折断损伤问题，对于过长的外叶板则进行了特殊处理，增加两排现浇模板通孔[2]，减少冲击力带来的不利影响。预制剪力墙板的所有豁口位置均进行了复核，豁口宽度、高度与设计图一致，能够为工程的顺利推进提供保障。

2.2预制构件连接节点优化设计

本次工程采用钢筋套筒工艺，根据上海市出台的《上海市装配式建筑评价标准（DGTJ 08-2198-2019）》进行优化设计，所采用的钢筋套筒符合质量要求，灌浆连接接头同样经过了抗压、抗拉试验，能够符合相关规定。同时对连接钢筋进行了深化设计，若钢筋伸出过长，将会增大上层墙板标高误差，过短则会影响搭接长度，通过计算设计发现，灌浆孔内座浆维持在20mm是最为适宜的，可以避免钢筋出现伸出过长或过短的问题。为增加剪力墙构件垂直连接稳固性，本次工程中还在墙板底部设置了粗糙面，可以起到增加摩擦力的作用，整体的粗糙面积经过科学计算，维持在结合面的80%左右，总体的凹凸深度大于等于6mm[3]，能够确保剪力墙结合稳固性。侧面部位则增加了抗剪力键槽，位置临近后浇混凝土结合面，可以起到抵抗剪力的作用。同时协调了预制剪力墙与排水、供暖等专业的关系，根据电气、水暖施工图要求，对剪力墙预埋件、钢筋位置等进行了调节，对于构造钢筋来说，在15mm以内范围内允许调节，超出该范围则要及时联系设计人员进行沟通分析。

结论：综上所述，装配式混凝土结构施工便捷、效率较高，在现阶段的保障房工程项目中有着非常广泛的应用，实践环节务必要给予充分重视，于方案设计阶段广泛收集防震等级资料，做好后期的拆分组合设计、临时工况设计以及连接节点设计，将单个构件的质量、体积控制在合理范围之内，保障运输、翻转、吊装等工序的顺利进行，同时做好连接节点优化工作，为装配式保障房质量的提升奠定坚实基础。

参考文献：

[1]安红灿,师莽华.装配式钢筋混凝土结构形式及连接技术发展[J].居舍,2022(21):87-89.

[2]李宇.常见装配式混凝土结构体系及其设计分析[J].江苏建材,2022(03):40-41.

[3]白焕一.北京地区装配整体式混凝土剪力墙结构设计[J].混凝土与水泥制品,2022(03):80-84.

窗体顶端

窗体底端