石博文
中信建筑設計研究總院有限公司(430014)
隨著我國社會經濟的持續發展,城市化發展進程不斷加快,建筑行業在迅猛發展的同時也出現了許多問題。傳統的建筑行業施工條件差、工期長、材料浪費嚴重,施工期間產生的建筑垃圾較多,會造成明顯的環境污染及大量的資源浪費,與我國社會發展所倡導的節能減排的目標相違背。預制裝配式建筑則是解決上述問題的有效途徑之一,它不但可以提升施工品質與質量,還可減少現場施工作業的時間,施工質量更加穩定,對環境造成的影響更小。其中,預制裝配式混凝土剪力墻是我國近幾年來應用最多、發展最快的裝配式結構之一。
目前,在預制裝配式剪力墻結構中,預制混凝土夾心保溫外墻的應用最為普遍,其內層屬于結構層,厚度普遍在200 mm左右,最外層的厚度普遍小于60 mm,可作為建筑的外立面裝飾面層[1]。
在建筑設計時,需要注重三個原則:①應當注重標準化、模塊化的設計原則,盡量減少版型數量以節省后續造價;②應當注重建筑外立面的需求,尤其是需要作好預制構件接縫處的處理;③預制的墻面拆分尺寸必須設計得經濟合理,并滿足現場運輸堆放的需求。
預制承重墻的墻面板厚度不宜小于200 mm,預制非承重內墻以輕質隔墻為主,沒有特殊功能要求的建筑內墻可以采用預制內墻結合輕質隔墻的設計方案,從而滿足建筑需求。
預制裝配式剪力墻的關鍵技術在于預制裝配式剪力墻之間的拼縫連接。預制裝配式剪力墻之間的豎向接縫通常位于墻體豎向邊緣構件部位,該部位采用現澆的方式與預制墻板形成整體結構。預制裝配式墻板的水平鋼筋在節點處實現可靠連接及錨固。預制裝配式剪力墻之間的水平接縫通常位于樓面標高處,接縫處鋼筋通常可采用灌漿套筒或漿錨連接的方式[2]。
在預制裝配式剪力墻連接時,應采用等強的方式連接,按“等同現澆”的設計原則進行設計,使預制裝配式剪力墻和相鄰現澆的剪力墻連接成為整體,其整體受力性能與全現澆剪力墻結構相當。當豎向鋼筋采用灌漿套筒連接時,水平的接縫高度應當不小于20 mm,應用灌漿料填實。套筒連接的鋼筋可按照中心單排、間隔不大于400 mm的規格標準,鋼筋面積應通過計算確定,且不應低于1.1倍的墻體豎向鋼筋的總截面積。豎向連接的鋼筋應盡量采用大直徑,以降低鋼筋根數,提高施工效率。
疊合板是由預制板和現澆鋼筋混凝土層疊合而成的裝配整體式樓板,預制裝配式剪力墻結構的樓層板應采用疊合樓蓋[3]。根據相關規范要求,嵌固部位樓層、頂層樓層及轉換層樓層等加強部位,混凝土剪力墻結構的底部加強部位,不應采用疊合樓蓋,其他的部位原則上可采用疊合樓蓋。樓層疊合板屬于二次成型的水平構件,根據規范《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010,疊合樓板可按照整體受彎構件進行計算。預制板可以按照標準化、模塊化的方式進行處理,其厚度應不小于60 mm、不大于70 mm。疊合板應根據建筑分隔的需求,綜合考慮實際板跨,盡量設計成模塊化的單向板或雙向板,以提高施工的便捷性與實用性。
隨著近些年預制裝配式剪力墻施工水平的不斷改進,國家與行業制定出臺了許多關于預制裝配式剪力墻的規范標準。今后還需要進一步提高關于預制裝配式剪力墻的設計水平。設計行業作為裝配式建筑發展的龍頭,需要與時俱進,順應時代發展的潮流,持續突破與創新,才可以真正地對中國整體建筑行業的發展起到積極的推動作用。