预制装配式剪力墙结构设计探究

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关键词：节点连接；剪力墙结构；设计原则；预制构件

1结构设计流程

一是在进行结构设计时，设计人员要根据甲方的具体施工要求来确定，同时要考虑实际施工环境；二是要对各个环节的施工技术作好规划，并将项目的技术特点考虑在内，保证构件模数化、标准化，从而达到减少模板使用量，提高预制安装的效率；三是要根据人体工学原理和用户的实际使用要求来设计房间面积，确保用户使用舒适性，同时要根据模数协调的原则，对开间和进深尺寸进行科学的设定。设计时，必须根据工程的特点，科学地选择使用的构件，如果构件形状过于异形或类型单一，则不能采用预制，而应直接浇筑。其它构件则采用预制的方法，对其进行合理的设计，以保证工程的施工效率［1］。

2预制装配式剪力墙结构具体设计方案

2.1连接设计

如在同一层，预制墙板通常是水平的，主要是垂直圈梁或现浇带，可以达到墙体和楼盖的连通效果。为了使预制墙真正便于施工，在进行连接设计时，设计者需要根据构件的连接性能、连接工艺和连接方式的选择，以保证连接结构能够与整体设计模型相一致。与此同时，在进行预制墙连接现浇时，应将纵横墙的交点作明确处理，并确保剪力墙的边缘构件能集中在区域内。设计现浇混凝土结构时，设计人员一方面要保证L、T型墙水平长度控制在300mm以内，预制墙侧边抗裂连接处的宽度不低于200mm，并保证其比墙厚最大值高，以确保连接缝的抗裂参数能达到相应的标准；另一方面要对楼板安装缝及预制墙底部施工用料进行合理选择，同时安装缝应采用灌浆技术对其进行填实处理。

2.2预制墙设计

预制墙体设计时，设计者首先要科学地划分平面，将现浇件和构件结合起来形成长肢剪力墙。设计者只需根据建筑物的受力特点，将连接部分置于外墙的T型受力部位及端部，而无需将连接部分置于中间，减少了竖向连接中钢筋的使用量。墙体垂直节点连接时，应采用半注浆套筒将竖向钢筋连接在一起，并将其埋入墙内，使其与纵钢筋以螺纹连接方式组合，并在现场进行注浆连接，完成节点连接工作。但是由于套管的直径要比钢筋直径大得多，所以除了必要的保护厚度外，预制墙整体应保持一定的厚度。与此同时，为了减少不必要的现场作业和灌浆套筒施工任务，保证工厂化施工模式的顺利实施，在设计中应采用钢筋等面替代方式，用大直径钢筋与套筒连接。另外，灌浆及套筒预埋位置、灌浆口与出浆口之间的距离也应根据钢筋预留距离确定，灌浆套筒应置于上墙内，出浆口应置于外墙侧面，以便于后期操作。

2.3抗震设计

自然灾难具有很强的破坏性，因此设计时对建筑抗震性能的要求非常高。在进行剪力墙设计时，设计者还需要考虑建筑的抗震性能。一是要明确建筑物总体抗震设防烈度、抗震设防类别等数据值；二是要明确信息技术软件的使用范围；三是要重点考虑双向地震扭转和单向地震偶然偏心情况；四是要根据国家有关建筑物抗震设计的相关规定，合理地进行地震计算。另外，在进行建筑物弹性时程分析时，以单条时程曲线为基准进行计算，保证结构底部剪力的数值能达到振型分解数值的65%以上。

2.4预制墙和现浇梁的连接节点设计

预制墙体与现浇梁节点连接时，选择采用剪力墙设置梁槽，预留梁架，现场浇筑完成节点连接。其梁槽的高度应设在460mm左右，其宽度应与现浇梁宽度一致，剪力墙支承长度应与墙厚相适应。根据设计规范，设计者需要将剪力墙及其平面交叉楼面梁的连接考虑在内。与此同时，将现浇梁纵向钢筋嵌入现浇梁与剪力墙顶暗梁中，并以钢筋伸长为依据进行配筋设计，应保证其与锚固长度的一致性［2］。

2.5叠合楼板设计

设计人员在对叠合楼板进行设计时，可根据预制板的接缝长度及结构，进行双向板及单向板的设计规划。其接缝节点主要有非贯通节点和贯通节点两种：非贯通节点一般采用预制板直接连接，不直接使用钢筋，采用单向板连接；贯通节点一般采用后浇混凝土连接预制板，在预制板周围会预留受力筋，对板进行连续作用，采用双向板模式。设计者要保证预制底板的模数化和标准化，使其符合经济要求，要尽可能地使用全中间大板，这样才能科学地控制预制构件的数量，达到提高施工效率和质量的目的。但要注意的是，双向板在加筋计算时，加筋强度应始终低于单向板，设计者可通过控制挠度的方式来确定板厚值，通常采用双向板来设计叠合板，其结果较理想。

3结构设计思考

伴随着经济新常态的推广，我国的建筑也开始向现代化、绿色化、高效化的方向发展，而预制装配式剪力墙结构非常符合现代建筑的施工趋势，具有较明显的节时和节材优势，可以获得较好的经济效益，必将成为未来剪力墙结构建设的主流。但是，由于多种原因，这一结构还存在一些有待改进的地方，主要体现在两个方面：一是竖向预制构件连接。由于我国建筑工人还没有达到一定的水平，施工工人多以农民工为主，个体综合素质差异比较大，这直接影响了竖向构件的连接质量，即使设计方案质量好，最终的施工效果也可能达不到预期的目标，因此设计者应对水平受力构件实施预制最大化，并采用预制轻质隔板进行竖向非承重构件设计，最大限度地保证最终施工质量；其次，对于构件的接触性和拼接力的研究尚待加强，这样的现状会直接导致节点连接手段比较单一，成体系和实体试验中也缺乏相应的节点度量指标，这也是有关人员需要注意的。我国有关部门应加强对结构及其相关内容的研究，不断丰富节点连接形式，以保证预制装配墙结构设计更科学、更高质量。

4结束语

在对预制装配式剪力墙结构进行设计时，设计者不仅要明确设计原则和设计流程，还要科学设计节点连接、叠合层和抗震等环节，考虑到现场实际施工情况及剪力墙设计规范等影响因素，科学设计每道工序，从细节入手，对结构进行细化设计，从而制定出高质量的结构设计方案，保证剪力墙结构施工质量，保证结构的可靠性和安全性达到一定的水平。

参考文献

［1］王开飞，李挺.装配式剪力墙住宅结构设计［J］.中国住宅设施，2016（03）：17-20.

［2］罗伟阳.浅析住宅建筑剪力墙结构设计［J］.中华民居旬刊，2014（01）：87-88.

作者：陈靖 丁勇花 单位：郑州工业应用技术学院