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干货!预制装配式剪力墙结构设计思路

发表时间: 2021-05-04 14:19:14

作者: 德州海天机电科技有限公司

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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。


预制装配式剪力墙结构具体设计方案


01  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***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。


02  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。


03 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***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。


04  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。


05  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。


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***化,并采用预制轻质隔板进行竖向非承重构件设计,***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。


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。


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