保溫結構一體化網格剪力墻工業化農宅結構體系研究＊

文/正方利民工業化建筑科技股份有限公司 彭 雄 中國建筑設計研究院有限公司 彭 博 國家住宅與居住環境工程技術研究中心 姜中天 北京市大興宏光新型保溫建筑材料廠 付佩茹

1 保溫結構一體化網格剪力墻工業化住宅結構體系的開發背景

2014年，北京市全面啟動美麗鄉村建設，提出從2014年起，全市通過整治、建設和發展，爭取到2020 年郊區農村基本達到“村莊美、田園美、生活美、人文美”的“美麗鄉村”目標，使郊區農村成為農民幸福宜居的生活家園和致富增收的就業田園，成為市民向往的休閑樂園。北京市的鄉村具有豐富的自然、歷史和文化資源，這為美麗鄉村建設奠定了雄厚的基礎。

另外，北京市及周邊地區的經濟發展水平與產業配套能力與我國絕大部分地區相比，具有得天獨厚的優勢。建筑部品部件生產企業、專業化設計機構、資質全面的施工單位和有著多年經驗的開發單位均有雄厚的技術儲備。未來的新農村建設，依托這一條件和優勢，有條件在國內率先探索出一條以工業化生產帶動美麗鄉村建設的新路。

因此，開發高效、綠色、環保的現代工業化農宅建造技術與配套工法，功能性部品集成與接口技術，基于傳統風貌的建筑立面、屋面造型及院落的關鍵材料和部品是目前工業化農宅建造技術的研究與發展方向。

基于上述目標，本文以保溫結構一體化網格剪力墻工業化農宅結構體系為例，針對北京市新農村建設特點，在標準化、模數化、接口處理等方面對該結構體系進行完善，對上述技術問題進行解答。同時以經濟、適用、合理的現代化新型結構體系，為北京市新農村建設提供一種裝配式建筑解決方案。

2 保溫結構一體化網格剪力墻工業化農宅結構體系

2.1 體系特點

1）在裝配整體式剪力墻結構體系基礎上進行優化，進一步提高預制率。

2）在濕作業區域實現免模板工藝，進一步降低人工作業量。

3）采用標準化的150mm厚受力墻板件，避免“定制式”建筑構件生產和建設帶來的中間環節浪費。

4）優化連接節點，減少濕作業，提高預制率與裝配率，發展裝配式建筑。

5）采用全預制樓板。

6）采用三明治圓孔板，在保證連接性能的基礎上對建筑進行減重，并實現設備管線預留預埋。

7）采用煤矸石、陶粒混凝土等再生材料，在降低建筑自重前提下，從源頭避免建筑活動對環境的破壞，利廢環保。

2.2 建筑體系構配件組成

該體系外墻采用鋼筋混凝土網格剪力墻，內墻采用圓孔板剪力墻或鋼筋混凝土網格剪力墻。

2.2.1 網格板剪力墻

網格剪力墻是采用水泥聚苯顆粒輕質混凝土在工廠由專用設備生產制成并設有豎向及橫向空腔構造的墻板，施工時作為鋼筋混凝土網格墻的模板稱為墻模。在墻模的每個豎向空腔及橫向空腔內配置連續的鋼筋網片并澆筑混凝土，形成由豎肢和橫肢組成的網格狀剪力墻，用作裝配式保溫結構一體化網格墻-圓孔板剪力墻結構外承重墻及裝配式保溫結構一體化網格墻結構的內、外承重墻。

根據用途，外墻模作為外墻的結構層，其高度可根據層高、板厚及穩固砂漿厚度確定；內墻模作為內墻的結構層，其高度可根據層高、圈梁高度及穩固砂漿厚度確定，外墻模和內墻模均設置豎向空腔和橫向空腔，豎向空腔截面尺寸為200mm×140mm（長×寬），橫向空腔截面尺寸為120mm×140mm（高×寬），豎向空腔中心線間距及橫向空腔中心線間距為400mm。豎向空腔“長”是指沿墻模截面長向尺寸，豎向空腔“寬”和橫向空腔“寬”是指沿墻模厚度方向的尺寸，橫向空腔“高”是指沿墻模高度方向的尺寸；窗下墻模的高和長應根據設計確定，設置豎向空腔和橫向空腔，空腔截面尺寸、空腔處的內、外壁厚應分別與外墻模的相關尺寸對應。

網格墻的配筋按設計滿足承載力要求，每個豎肢和橫肢分別配置1個連續鋼筋網片，豎肢內鋼筋網片的橫筋與網格墻的長度方向一致，橫肢內鋼筋網片直立設置。鋼筋網片由2根主筋和若干根橫筋點焊而成，豎肢內鋼筋網片寬150mm，橫肢內鋼筋網片寬90mm。底部加強部位鋼筋網片主筋直徑不小于10mm，其他部位鋼筋網片主筋直徑不小于8mm；鋼筋網片橫筋直徑不小于6mm，間距不大于200mm。

2.2.2 圓孔板剪力墻

該體系內墻可采用圓孔墻板，如圖1所示，高度可根據層高、樓板及穩固砂漿厚度確定，厚度不小于200mm，寬度介于440～1500mm，圓孔板內預制圓孔直徑不宜大于140mm，相鄰圓孔中心線間距不應大于300mm，相鄰圓孔之間混凝土厚度不應小于30mm，圓孔與墻板表面之間混凝土厚度不應小于30mm，圓孔墻板（包括窗下預制圓孔墻板）的頂面、底面及兩側面應設置粗糙面，粗糙面凸凹尺寸不宜小于4mm。圓孔板剪力墻采用工廠制作、設置通長圓孔的預制鋼筋混凝土墻板作為墻模，在每個圓孔內澆筑混凝土及圓孔板間配置連續鋼筋并澆筑混凝土，或在每個圓孔內及圓孔板間配置連續鋼筋網片并澆筑混凝土形成剪力墻，用作裝配式保溫結構一體化網格墻-圓孔板剪力墻結構的內承重。

圓孔墻板配筋應配置雙層鋼筋網，鋼筋網橫向分布鋼筋及豎向分布鋼筋間距均不大于200mm，相鄰圓孔之間應配置鋼筋網的豎向分布鋼筋；用于高度為1～2層建筑的圓孔墻板，其鋼筋網的橫向分布鋼筋和豎向分布鋼筋直徑均不小于6mm；可采用圓孔墻板的橫向分布鋼筋作為貼模鋼筋，橫向分布鋼筋伸出墻板側面不小于80mm，鋼筋端應有135o彎鉤；鋼筋網之間應配置拉結鋼筋，拉結鋼筋直徑不小于6mm，采用梅花形布置，間距不大于600mm。高度為1～2層建筑，圓孔內可不配置鋼筋。

圖1 圓孔墻板

2.2.3 梁模、柱模、角模

梁模、柱模和角模用于實現邊緣構件的免模澆筑。柱模及角模寬度可根據柱寬確定，梁模高可根據梁高確定，內側應涂刷水泥型界面劑。

3 建筑體系構配件連接方式與構造措施

1）網格剪力墻連接 2個方向的內墻網格墻十字交叉連接時，在交叉位置設置連接柱，如圖2所示，連接柱截面尺寸取200mm×200mm，連接柱豎向鋼筋不少于4根，直徑不小于豎肢鋼筋網片主筋直徑，連接柱箍筋直徑不小于6mm，間距不大于200mm。

2）圓孔剪力墻板連接 2個方向的圓孔墻板十字交叉時，應在交叉位置設置連接柱，如圖3所示，連接柱截面尺寸取200mm×200mm，連接柱豎向鋼筋不少于4根，直徑底部加強部位不小于10mm，其他部位不小于8mm，連接柱箍筋直徑、間距宜分別與圓孔墻板鋼筋網橫向分布鋼筋直徑、間距相同。

同層相鄰圓孔墻板可直接拼接，其縫隙不大于10mm，連接孔內應配置2根連續的鋼筋，鋼筋直徑一般不小于10mm，如圖4所示。

3）圓孔剪力墻與網格剪力墻連接 內圓孔板剪力墻與外網格墻進行T形連接時，在連接處設置邊緣構件，如圖5所示，底部加強部位為T形截面，其他部位可為矩形截面，邊緣構件配筋應滿足正截面受壓承載力要求。

4）網格剪力墻邊緣構件構造措施 軸壓比不大于0.3的網格墻邊緣構件采取以下構造措施：①門、窗洞口兩側應設置一字形截面邊緣構件；②底部加強部位外墻轉角處及內墻轉角處應設置L形截面邊緣構件；③內外墻交接處及內墻交接處應設置T形截面邊緣構件；④其他部位外墻轉角處及內墻轉角處、內外墻交接處及內墻交接處應設置方形或矩形截面邊緣構件。

網格墻邊緣構件的配筋除應滿足正截面受壓承載力要求外，適應符合表1要求。

較長網格墻應設置加強柱，如圖6所示，加強柱間距一般不大于5m；加強柱截面寬200mm、截面長不小于200mm，加強柱豎向鋼筋不少于4根，直徑不小于豎肢鋼筋網片主筋直徑，且連續配置，加強柱的箍筋直徑不小于6mm，間距不大于200mm。

5）圓孔剪力墻邊緣構件構造措施 軸壓比不大于0.3的圓孔板剪力墻的邊緣構件采取以下構造措施：在洞口兩側、轉角處及內墻與內墻交接處分別設置一字形、L形及T形截面邊緣構件，如圖7所示。圓孔墻板的貼模鋼筋與邊緣構件箍筋綁扎在一起。

6）外網格墻門窗洞口構造措施 外網格墻門窗洞上、內網格墻門窗洞上要設置鋼筋混凝土連梁，連梁模板采用梁模，梁模兩端支撐在兩側墻模上，支撐長度不小于100mm，在梁模之間的空腔內綁扎鋼筋，澆筑混凝土，完成免模澆筑，如圖8所示。

圖2 內墻標準網格墻十字交叉連接

圖3 圓孔墻板十字交叉連接

圖4 同層相鄰圓孔墻板連接

圖5 圖內圓孔板剪力墻與外網格墻T形連接

圖6 網格墻加強柱截面尺寸及配筋

表1 網格墻及圓孔板剪力墻邊緣構件的構造配筋要求 mm

外網格墻窗下墻模板采用窗下墻模，窗下墻模橫向空腔應與相鄰墻模的橫向空腔對齊，橫向鋼筋網片連續；窗下墻模豎向空腔內的鋼筋網片應錨固在相鄰下層的連梁內。

7）內圓孔剪力墻門窗洞口構造措施 內墻采用圓孔墻板，門洞口頂與圈梁底之間不大于600mm時，與圈梁一同澆筑，如圖9所示；洞口頂與圈梁底之間大于600mm時，圈梁以下可采用預制圓孔門口板，預制圓孔門口板圓孔內的豎向鋼筋網片宜與圈梁連接，預制圓孔門口板兩端的支撐長度不小于200mm。

8）圈梁構造措施 網格墻及圓孔板剪力墻在基礎頂、各層樓面板及屋面板連接處均設置圈梁，各層圈梁封閉且宜在同一標高，不在同一標高時可在邊緣構件處搭接；圈梁截面高度一般不小于200mm；圈梁水平鋼筋不少于4根，直徑不小于10mm，圈梁箍筋直徑不小于6mm，間距不大于300mm；當圈梁同時作為洞口上方連梁時，其配筋應計算確定，且不應少于圈梁配筋；圓孔墻板的圈梁上還有圓孔墻板時，圈梁頂面應設置粗糙面。

4 結語

本文介紹了一種新型的以保溫結構一體化網格剪力墻工業化農宅結構體系為主體，采用工業化大生產方式解決未來北京工業化農宅建設的一條技術路徑。該技術體系在解決目前農房建設存在的居住體驗不佳、技術缺乏體系性、集成和接口技術存在空白、各項居住性能及質量存在技術漏洞、技術配套缺乏等問題的基礎上，結合北京市農宅功能需求等要素，從技術、產品、配套等方面給出綜合性解決方案。

圖7 圓孔板剪力墻邊緣構件范圍

圖8 門、窗洞口上連梁梁模

圖9 圓孔板內墻門洞口上方構造