鄭傳兵

摘?要：本文首先以裝配式住宅建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的基本優(yōu)勢(shì)為切入點(diǎn)展開分析，包括結(jié)構(gòu)性能好、工業(yè)生產(chǎn)化水平高等，然后針對(duì)裝配式住宅建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)內(nèi)容展開了詳細(xì)研究，希望能夠以此促進(jìn)我國(guó)建筑施工技術(shù)的逐步完善。

關(guān)鍵詞：裝配式住宅;剪力墻結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);分析

一、裝配式建筑發(fā)展概況

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，裝配式建筑作為一種綠色建筑，有著非常廣闊的發(fā)展市場(chǎng)。我國(guó)還出臺(tái)了裝配式建筑的相關(guān)政策文件，制定了具體措施和方法，有效規(guī)范和引導(dǎo)組裝建設(shè)，地方政府積極推動(dòng)組裝建設(shè)的推進(jìn)廣泛發(fā)展。

（一）國(guó)外發(fā)展概況

裝配式建筑起源于二戰(zhàn)后飽受戰(zhàn)爭(zhēng)蹂躪的歐亞國(guó)家，它們迫切需要在廢墟中重建家園，從而形成了一種新的建筑形式。后來(lái)，隨著工業(yè)化的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)境問(wèn)題，這使得現(xiàn)代建筑需要考慮形式、功能、環(huán)境等因素的平衡。裝配式建筑已成為建筑產(chǎn)業(yè)化和多樣化的重要方向。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)難點(diǎn)逐漸克服。歐洲、美國(guó)和日本在工業(yè)化發(fā)達(dá)國(guó)家建造的裝配式建筑在強(qiáng)大的技術(shù)支持下迅速發(fā)展。

（二）國(guó)內(nèi)發(fā)展概況

20世紀(jì)50、60年代，我國(guó)開始研究預(yù)制裝配式混凝土建筑的設(shè)計(jì)與施工，逐步形成了一套符合我國(guó)國(guó)情的預(yù)制裝配式混凝土建筑類型體系。

20世紀(jì)80年代，裝配式混凝土建筑在全國(guó)的應(yīng)用逐漸興起，在許多地區(qū)逐步形成了裝配式混凝土建筑設(shè)計(jì)、制造和安裝的初步工業(yè)生產(chǎn)模式。

90年代中期，由于現(xiàn)澆混凝土技術(shù)的成熟，全現(xiàn)澆混凝土建筑逐漸取代了裝配式混凝土建筑。除了單層工業(yè)廠房外，裝配式建筑系統(tǒng)在其他類型的建筑中很少出現(xiàn)。在中國(guó)，建筑量占世界50%的地方，裝配樓的比例不到7%。

近年來(lái)，考慮到環(huán)境資源和社會(huì)發(fā)展的需要，裝配式建筑的形式又被提出和應(yīng)用。但總的來(lái)說(shuō)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大差距。

二、裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)是指在構(gòu)件預(yù)制廠對(duì)梁、板、柱、墻板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行大批量制作，然后通過(guò)焊接、預(yù)埋螺栓連接或少量的焊接、預(yù)埋螺栓連接等方式運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。f現(xiàn)澆混凝土將預(yù)制混凝土構(gòu)件連接在一起，形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。預(yù)制率是指室外樓層以上主體結(jié)構(gòu)中的預(yù)制件和預(yù)制混凝土建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的體積比與相應(yīng)構(gòu)件的總量之比。

（一）施工便捷性高。與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑采用的輕質(zhì)墻板較多，大大簡(jiǎn)化了施工過(guò)程，有效地降低了施工消耗（包括人力、物力等），對(duì)控制施工成本起到了非常重要的作用。并提高了施工的便利性。

（二）節(jié)約資源，減少?gòu)U棄物排放。由于裝配式建筑所需的構(gòu)件主要在工廠生產(chǎn)，不僅減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量，而且大大減少了施工過(guò)程中的噪聲、粉塵和廢水。根據(jù)有關(guān)資料，裝配樓施工可有效減少建筑垃圾約80%，節(jié)約用水約60%，節(jié)約木材約80%，降低能耗約70%。

（三）縮短建設(shè)周期，提高生產(chǎn)效率。裝配式建筑所需構(gòu)件是在工廠中加工生產(chǎn)，減少施工中腳手架及模板的數(shù)量，進(jìn)而降低施工生產(chǎn)成本，尤其復(fù)雜構(gòu)件的優(yōu)勢(shì)更明顯，不僅簡(jiǎn)化施工流程，還提升了建設(shè)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，高層建筑可縮短1/3的工期，多層和低層則可縮短50%以上。

（四）降低安全隱患。傳統(tǒng)施工大部分是在露天作業(yè)、高空作業(yè)，存在極大的安全隱患。裝配式建筑的構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，由專業(yè)安裝隊(duì)伍嚴(yán)格遵循流程進(jìn)行裝配，有效提升工程質(zhì)量并降低安全隱患。

（五）降低全生命周期成本。裝配式建筑大部分建筑部品構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工人少、工期短、質(zhì)量可預(yù)期、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、維護(hù)容易，全生命期花費(fèi)少。

三、裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）剪力墻預(yù)制內(nèi)墻板設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于預(yù)制非承重內(nèi)墻板，如果設(shè)計(jì)工作中沒(méi)有特殊要求，通常采用輕質(zhì)隔墻材料。對(duì)于預(yù)制承重內(nèi)墻板，其厚度應(yīng)在設(shè)計(jì)中設(shè)定在0.2米以上的標(biāo)準(zhǔn)水平。同時(shí)，如果按照當(dāng)?shù)仡愃平ㄖ臉?biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)定，可以在室內(nèi)填充聚苯板材料，則應(yīng)注意結(jié)構(gòu)開口。同時(shí)，也應(yīng)在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來(lái)。聚苯板標(biāo)準(zhǔn)填充范圍的設(shè)定[2]。這樣可以更好地保證裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，同時(shí)有效地防止?jié)褡鳂I(yè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的影響。如果本工程高度等級(jí)較低，層數(shù)較少，且施工場(chǎng)地位于低強(qiáng)度區(qū)，可將預(yù)制承重內(nèi)墻板與輕質(zhì)隔墻有效結(jié)合，同時(shí)滿足施工成本控制要求。結(jié)構(gòu)性能要求。

（二）剪力墻預(yù)制外墻板設(shè)計(jì)要點(diǎn)

裝配式住宅剪力墻結(jié)構(gòu)中，通常采用預(yù)制混凝土夾芯保溫外墻板。在方案設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮墻板的裝飾美觀和保溫要求。同時(shí)，應(yīng)保證墻板與整體結(jié)構(gòu)的一體化效果，嚴(yán)格設(shè)計(jì)墻板的厚度指標(biāo)。作為結(jié)構(gòu)內(nèi)墻板的結(jié)構(gòu)層。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)的夾層保溫外墻板厚度一般設(shè)置為0.2米。作為建筑裝飾的外墻板，夾芯保溫外墻板的厚度通常設(shè)置為6厘米，連接桿同時(shí)連接三層墻體。在組合住宅剪力墻結(jié)構(gòu)中安裝夾層外墻板的主要作用是：夾層外墻板的應(yīng)用能更好地滿足剪力墻結(jié)構(gòu)的受力要求。二是進(jìn)一步提高預(yù)制墻體接縫的防水、防滲效果。此外，還可以提高剪力墻的保溫性能，并具有良好的美觀性，能夠滿足建筑的美觀要求。因此，設(shè)計(jì)方法更為普遍。

（三）剪力墻疊合樓板設(shè)計(jì)要求

疊合樓板作為二階段成型時(shí)的水平疊合受彎構(gòu)件，能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)施工提供相應(yīng)的支撐作用，結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中的相關(guān)要求，進(jìn)行受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算均可采取疊合樓板的設(shè)計(jì)與計(jì)算方式。出于對(duì)施工經(jīng)濟(jì)性與標(biāo)準(zhǔn)性的考慮，對(duì)于預(yù)制底板參數(shù)的設(shè)計(jì)可適當(dāng)參照模臺(tái)及養(yǎng)護(hù)窯的相關(guān)參數(shù)信息?？紤]到現(xiàn)澆層的具體厚度需結(jié)合疊合樓板的整體性要求，故當(dāng)疊合樓板的剛度加大時(shí)，現(xiàn)澆層的厚度亦需隨之加厚。

（四）剪力墻連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)有關(guān)部門的要求和有關(guān)規(guī)定，采用合理的計(jì)算方法確定相關(guān)參數(shù)，并考慮水平荷載對(duì)剪力墻住宅結(jié)構(gòu)的影響。目前我國(guó)通常采用預(yù)制墻板扣眼剛度模型和全現(xiàn)澆模型進(jìn)行計(jì)算。全現(xiàn)澆模型的應(yīng)用比較廣泛，可以有效地評(píng)價(jià)預(yù)制墻板在無(wú)孔條件下的結(jié)構(gòu)性能水平，提高墻板的抗剪承載力。為了進(jìn)一步提高節(jié)點(diǎn)位置連接的安全性。如果剪力墻結(jié)構(gòu)的拼裝方案和寬高比不能滿足相關(guān)文件的要求，則應(yīng)選擇兩種力學(xué)計(jì)算模型來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力。如果結(jié)構(gòu)模型的剛度水平較高，則地震水平較高?？鄢纯诘念A(yù)制墻板剛度模型通常適用于聚苯板填充和開啟的情況，但窗的下墻部分不通過(guò)組合梁連接。為了進(jìn)一步保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用彈性時(shí)程計(jì)算法進(jìn)行輔助計(jì)算。裝配式住宅建筑的剪力墻有關(guān)參數(shù)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定，結(jié)構(gòu)連接也符合施工要求和政府有關(guān)規(guī)定，其垂直連接符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定。等強(qiáng)度連接標(biāo)準(zhǔn)，則剪力墻結(jié)構(gòu)中的豎縫設(shè)計(jì)不需要驗(yàn)算剪力墻結(jié)構(gòu)的抗剪承載力。我國(guó)以往剪力墻結(jié)構(gòu)中最典型的豎向節(jié)點(diǎn)有T形節(jié)點(diǎn)、I形節(jié)點(diǎn)和L形節(jié)點(diǎn)。對(duì)于其結(jié)構(gòu)中的預(yù)制墻板頂部，可采用套筒灌漿材料、現(xiàn)澆圈梁和水平現(xiàn)澆帶保證混凝土的連續(xù)性。根據(jù)具體情況選擇相應(yīng)的連接設(shè)計(jì)方法，可以保證剪力墻結(jié)構(gòu)中豎向鋼筋的連續(xù)性。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)澆混凝土與預(yù)制墻板的界面應(yīng)采用剪切鍵槽+粗糙面或粗糙面處理。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式建筑作為一種新型建筑模式，隨著傳統(tǒng)建筑能耗不斷增加的壓力，對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重，裝配式建筑得到了廣泛的推廣應(yīng)用。因此，在裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要明確相關(guān)的設(shè)計(jì)原則及其流程，掌握相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。并深入施工現(xiàn)場(chǎng)加以了解，確保制定出高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)可行性強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而保障整體建筑可靠性、安全性滿足社會(huì)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮國(guó)華.房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)進(jìn)展研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（01）

[2]黃端.裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)成本控制問(wèn)題與措施研究[J].建設(shè)科技， 2018（7）：63.