装配整体式剪力墙结构建筑标准化设计技术

装配整体式剪力墙结构建筑标准化设计技术

覃艽

宜昌筑源建筑设计有限公司，湖北宜昌市，443000

摘要：随着我国建筑技术与建筑行业的发展预制剪力墙预制建筑外墙等预制构件已经被广泛应用于建筑工程中，使得装配式建筑成为建筑工程的主要内容。基于此，本文围绕某建筑工程案例探讨了装配整体式剪力墙结构建筑的标准化设计要点，最后围绕如何实现高质量的装配整体式剪力墙结构建筑标准化设计内容，应用设计技术提出了几点策略。

关键词：装配式建筑；装配整体式剪力墙；标准化设计

引言：在装配式建筑不断涌现的背景下，装配式剪力墙结构预制构件等的通用性是推动装配式建筑产业化发展的关键内容。因此通过加强装配整体式剪力墙结构的标准化设计，不仅能够提高装配整体式剪力墙结构预制构件的重复使用率，也能提升装配整体式剪力墙住宅的标准化设计质量。

1.工程案例概况

本工程位于西南地区，建设内容包括住宅小区、辅助用房与地下车库。在本案例工程中，有12栋剪力墙结构的高层建筑。其中高层建筑的1~2层为框架结构的地下室与一层框架结构门房组成，采用了装配整体式剪力墙结构。

2.装配整体式剪力墙结构建筑标准化设计要点

2.1建筑模块化设计

模块是一种基于尺寸协调的标准尺度单位，通过完善建筑尺寸模块与构建生产模块的协调，能够实现装配式建筑的标准化设计。由于装配整体式剪力墙结构的建筑所需预制部分的规模较多，应用模块化设计理念能够提升预制构件的标准化设计与标准化生产。在装配整体式剪力墙结构建筑的模块化设计中，依据装配式建筑的特点可以分为模块化产品规划。模块化设计方案与空间模块化设计。

2.2户型与平面设计

通过完善建筑的户型单元设计与平面单元设计，将标准化设计理念融入其中，能够做到以单元模块为基础对建筑布局等进行优化，实现建筑的标准化设计与精细化设计。当前从户型与平面设计来看，装配式整体剪力墙结构的建筑可以分为以下几个设计方案。第一，以户或单元为单位的组合方式。通过应用横向大跨度条板作为结构楼板，利用隔墙将居住空间进行划分，实现建筑楼板的标准化生产。第二，以面积模数为主的组合方式，是以单元结构为基础对结构单元进行功能划分与组合，不仅能够适应高层住宅与多层住宅，也能协调装配式建筑的标准化设计[1]。

3.装配整体式剪力墙结构建筑标准化设计策略

3.1剪力墙结构与模板设计

在建筑技术不断发展的背景下，装配式建筑的主要体现形式就是住宅。通过实现装配式住宅建筑的规模化建造，能够有效推动装配式建筑技术的发展在该案例工程中，预制物品规模较大。通过分析装配式整体剪力墙结构的特点，实现预制构件的标准化与模块化设计，并利用统一的设计规则完善剪力墙结构与模板的标准化设计方案。

第一，完善剪力墙结构设计方案。在该案例工程中，受建筑高位转换的影响，出现了建筑底部存在大空间的情况。在此背景下，对建筑的水平作用力进行分析，针对底部大空间的受力情况与内力分布特点展开研究。在分析其受力情况后，需要设计改善薄弱区域的剪力墙结构设计方案。通过应用重量较小、刚度值较小的材料，使剪力墙结构能够充分发挥其抗震性特点，提升剪力墙建筑的稳定性。

第二，完善剪力墙模板设计方案。在该案例工程中，剪力墙结构模板设计分为支撑模板设计与混凝土模板设计。通过分析该案例工程的剪力墙结构特点，选择合适的钢模板、木模板与竹模板，并制定合适的模板搭设方案。在该案例工程中，将混凝土模板与钢模板材料相融合，实现剪力墙结构刚性的提升。在模板施工中也要遵循案例工程主体结构的特点，将立墙与模板进行分次支模与分次浇筑。在完成剪力墙结构的钢筋绑扎工作后，通过支模与浇筑完成立墙主体施工，随后开展拆模施工。

3.2建筑平面与立面标准化设计

装配整体式剪力墙结构建筑的平面设计与立面设计，能够实现装配式建筑的规模效益，进而实现装配式建筑的标准化与精细化。

第一，完善装配式建筑的平面设计。在设计装配整体式剪力墙结构建筑的平面内容时要从建筑的使用功能空间出发，确定门洞窗洞的尺寸，确定外窗门洞与窗洞的平面位置。通过分析装配式建筑的结构受力以及预制构件的设计要求，做到剪力墙结构的合理分配。在建筑平面设计时，也要做到不同功能空间的剪力墙结构尺寸尽量统一，实现预制剪力墙构件高度的统一，防止由于预制构件高度不同，出现影响建筑标准化设计的问题。比如在该案例工程中，若卫生间与厨房的架板高度不同，即使预制剪力墙结构的宽度相同，也会存在预制剪力墙规格不同的现象，影响了装配整体式剪力墙结构的标准化设计。除此之外，在设计楼梯结构时也要合理采用装配式建造方案，做到预制楼梯结构相对统一[2]。

第二，完善剪力墙建筑的立面设计。当前众多装配式建筑项目为追求美观性与艺术性，往往会从整体层面或局部层面设计外立面，使得装配式建筑的外地墙出现了较多的异形。当前异形预制构件的生产规模较小，使得异形预制构件的生产模具应用效率较低。因此为提升建筑的成本控制质量，在设计建筑立面结构时要避免设计复杂造型。尤其是在装配整体式剪力墙结构建筑的立面设计中，要追求简约的设计特点，不宜出现突出墙身构造的内容。若需要设计建筑造型，则可以避开建筑外墙不做预制构件的区域，比如建筑结构的底部加强区、转换层与屋面层，提升建筑的美观性。

3.3预制构件的BIM设计策略

预制构件的应用直接影响着装配整体式剪力墙的结构质量，因此在设计装配整体式剪力墙结构的预制构件时，可以应用BIM技术对预制构件进行拆分与设计，实现预制构件的标准化设计。

第一应用BIM技术拆分预制构件。在该案例工程中选用了装配整体式混凝土剪力墙结构，为满足装配式建筑单体预制率不低于40%的标准与要求，需要对装配式建筑的水平构件与竖向构件，根据类型与尺寸设计预制构件设计方案。比如在该案例工程中，应用BIM技术对预制构件进行拆分，设计预制一字型外墙板、预制阳台、预制PCF板等预制构件。其中在设计预制板的方案时需要结合该案例工程对预制板的类型要求与尺寸要求，设计能够减少吊装次数、减少施工成本的方案。在设计预制梁时，则要根据混凝土的现浇高度，优先设计能够在平面内与预制墙结构搭建的预制梁。同时对无主次的预制梁板搭接方案进行拆分，设计施工进度较快、施工难度较低的预制梁方案[3]。

第二，应用BIM技术，深化设计预制构件。为发挥装配整体式剪力墙结构建筑的优势，利用BIM技术对预制构件的施工图、加工图等进行深化分析，实现预制构件的生产设计与安装设计。同时利用预制构件的深化设计方案，能够自动计算装配式建筑的钢筋使用类型与使用量、浇筑混凝土的使用量，以及钢筋管线开口的自动化定位，实现装配整体式建筑施工效率的提升。

结论：总的来说，由于装配式剪力墙结构具有良好的抗震性能以及较高的装配效率，这就使得装配式剪力墙结构被广泛应用于建筑工程中。为提升装配式剪力墙结构的应用优势，加强装配整体式剪力墙结构建筑的标准化设计质量，分析装配式建筑的结构特征与建筑特点，完善装配整体式剪力墙结构的结构设计、模板设计、立体与平面的标准化设计、预制构件的标准化设计，提升预制构件的适配性，推动装配式建筑的高质量发展。

参考文献：

[1] 陈伟,彭敏. 装配整体式剪力墙结构设计初探[J]. 四川建筑,2023,43(2):49-51.

[2] 徐磊. 装配整体式剪力墙结构优化设计[J]. 大众标准化,2023(8):124-126.

[3] 于芳,王程程,许立强,等. 基于BIM技术的装配整体式剪力墙结构设计与探讨[J]. 产业与科技论坛,2022,21(11):50-51.