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裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)—設(shè)計要點淺析

01、結(jié)構(gòu)體系

采用鋼筋混凝土墻板來承受豎向荷載、抵抗水平荷載作用的結(jié)構(gòu)，稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。墻體貫通建筑全高，同時作為建筑的房間分割構(gòu)件及圍護構(gòu)件。剪力墻結(jié)構(gòu)體系由墻肢和連梁兩種構(gòu)件組成，連梁是很好的耗能構(gòu)件，可減少剪力墻墻肢的內(nèi)力，延緩墻肢的屈服；通過設(shè)置邊緣構(gòu)件，并對底部加強區(qū)的墻肢及邊緣構(gòu)件予以加強，使得結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大，在風(fēng)、地震等水平荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)向變形小，構(gòu)件承載力易滿足要求，因此在我國高層建筑中應(yīng)用較多。

BIM模型

施工完成

全部或部分剪力墻采用預(yù)制墻板構(gòu)建成，通過可靠的鋼筋連接方式，與現(xiàn)場后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式結(jié)構(gòu)，稱為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。預(yù)制墻板之間及預(yù)制墻板與后澆混凝土的接縫處，受力鋼筋采用安全可靠的連接方式，接縫處新舊混凝土之間采用粗糙面、鍵槽等構(gòu)造措施。

剪力墻存放與墻側(cè)鍵槽

剪力墻墻肢的截面形式宜簡單、規(guī)則；不宜局部墻肢過長或過小，較長的剪力墻宜設(shè)置跨高比較大的連梁將其分成長度較均勻的若干墻段，各墻段的高度與墻段長度之比不宜小于3 ,墻段長度不宜大于8m。

BIM模型

預(yù)制墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置，形成明確的墻肢及連梁；洞口設(shè)置宜避免形成墻肢長度相差懸殊的情況；抗震設(shè)計時，一、二、三級剪力墻的底部加強部位不應(yīng)采用上下洞口不對齊的錯洞墻。裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中不宜采用轉(zhuǎn)角窗。

BIM模型

剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，墻肢的長度沿高度不宜有突變，避免剛度突變。部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的框支層受力較大且在地震作用下容易破壞，為加強整體性，底部框支層不宜超過2層，且框支層及相鄰上一層宜采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換柱是保證結(jié)構(gòu)抗震性能的關(guān)鍵受力部位，且大多構(gòu)件截面較大、配筋多，節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜。

安裝完成

短肢剪力墻的抗震性能較差，在高層裝配整體式結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免過多采用。當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時，其最大適用高度應(yīng)予以降低。

澆筑完成

拆分原則、形式及構(gòu)造要求

預(yù)制剪力墻宜依據(jù)建筑開間和進深尺寸劃分，高度不宜大于層高，豎向拆分宜在各層層高處進行。預(yù)制剪力墻板的拆分應(yīng)符合模數(shù)協(xié)調(diào)原則，優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件的尺寸和形狀，減少構(gòu)件的種類。預(yù)制剪力墻的水平拆分應(yīng)保證門窗洞口的完整性。

存放與修補

預(yù)制墻板的劃分還應(yīng)考慮預(yù)制構(gòu)件制作、運輸、吊運、安裝的尺寸限制。

養(yǎng)護完成

脫模與吊運

存放

運輸

預(yù)制剪力墻的頂部和底部與后澆混凝土的結(jié)合面應(yīng)設(shè)置粗糙面；側(cè)面與后澆混凝土的結(jié)合面應(yīng)設(shè)置粗糙面，也可設(shè)置鍵槽。粗糙面的面積不宜小于結(jié)合面的80%,預(yù)制墻端的粗糙面凹凸深度不應(yīng)小于6mm；鍵槽深度t不宜小于20mm,寬度w不宜小于深度的3倍且不宜大于深度的10倍，鍵槽間距宜等于鍵槽寬度，鍵槽端部斜面傾角不宜大于30°。

新舊混凝土結(jié)合面的鍵槽構(gòu)造

三明治外墻側(cè)面

豎向鋼筋連接形式及構(gòu)造要求

預(yù)制墻板豎向鋼筋可以采用套筒灌漿連接、漿描搭接連接等連接方式。連接部位水平分布鋼筋應(yīng)加密，以提高墻板的抗剪能力和變形能力，并使該區(qū)域的塑性較可以充分發(fā)展，提高墻板的抗震性能。預(yù)制剪力墻相鄰下層為現(xiàn)澆剪力墻時，預(yù)制剪力墻與下層現(xiàn)澆剪力墻中豎向鋼筋的連接應(yīng)符合以下規(guī)定，且下層現(xiàn)澆剪力墻頂面應(yīng)設(shè)置粗糙面，具體做法詳見以下內(nèi)容：

當(dāng)預(yù)制墻板豎向鋼筋采用套筒灌漿連接時，自套筒底部至套筒頂部并向上延伸300mm范圍內(nèi)，預(yù)制剪力墻的水平分布筋應(yīng)加密, 加密區(qū)水平分布筋的最大間距100mm(一、二級抗震)或150mm（三、四級抗震）及最小直徑8mm，套筒上端第一道水平分布鋼筋距離套筒頂部不應(yīng)大于50mm。

鋼筋套筒灌漿連接部位水平分布鋼筋的加密構(gòu)造示意

套筒灌漿拉拔試驗

當(dāng)預(yù)制墻板豎向鋼筋采用漿描搭接連接時，墻體底部預(yù)留灌漿孔道直線段長度應(yīng)大于下層預(yù)制剪力墻連接鋼筋伸入孔道內(nèi)的長度30mm,孔道上部應(yīng)根據(jù)灌漿要求設(shè)置合理弧度。孔道直徑不宜小于40mm和2.5d (d 為伸入孔道的連接鋼筋直徑）的較大值，孔道之間的水平凈間距不宜小于50mm; 孔道外壁至剪力墻外表面的凈間距不宜小于30mm。

鋼筋漿錨搭接連接部位水平分布鋼筋的加密構(gòu)造示意

相鄰墻板間豎向接縫

樓層內(nèi)相鄰預(yù)制剪力墻之間應(yīng)采用整體式接縫連接。

當(dāng)接縫位于縱橫墻交接處的約束邊緣構(gòu)件區(qū)域時，約束邊緣構(gòu)件宜全部采用后澆混凝土，并應(yīng)在后澆段內(nèi)設(shè)置封閉箍筋。

約束邊緣構(gòu)件陰影區(qū)域后澆構(gòu)造示意

當(dāng)接縫位于縱橫墻交接處的構(gòu)造邊緣構(gòu)件區(qū)域時，構(gòu)造邊緣構(gòu)件宜全部采用后澆混凝土；當(dāng)僅在一面墻上設(shè)置后澆段時，后澆段的長度不宜小于300mm。

構(gòu)造邊緣構(gòu)件陰影區(qū)域全部后澆構(gòu)造示意

非邊緣構(gòu)件位置，相鄰預(yù)制剪力墻板之間應(yīng)設(shè)置后澆段，后澆段的寬度不應(yīng)小于墻厚且不宜小于200mm；后澆段內(nèi)應(yīng)設(shè)置不少于4根豎向鋼筋，鋼筋直徑不應(yīng)小于墻體豎向分布筋直徑且不應(yīng)小于8mm。

構(gòu)造邊緣構(gòu)件陰影區(qū)域部分后澆構(gòu)造示意

墻板在樓層標(biāo)高處的水平連接

預(yù)制剪力墻底部接縫宜設(shè)置在樓面標(biāo)高處，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

接縫高度宜為20mm。接縫宜采用灌漿料填實。接縫處后澆混凝上上表面應(yīng)設(shè)置粗糙面。

屋面以及立面收進的樓層，應(yīng)在預(yù)制剪力墻頂部設(shè)置封閉的后澆鋼筋混凝土圈梁，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

圈梁截面寬度不應(yīng)小于剪力墻的厚度，截面高度不宜小于樓板厚度及250mm的較大值；圈梁應(yīng)與現(xiàn)澆或者疊合樓、屋蓋澆筑成整體。圈梁內(nèi)配詈的縱向鋼筋不應(yīng)少于4φ12,縱向鋼筋豎向間距不應(yīng)大于200mm，箍筋間距不應(yīng)大于200mm,且直徑不應(yīng)小于8mm。

后澆鋼筋混凝土圈梁構(gòu)造示意

各層樓面位置，預(yù)制剪力墻頂部無后澆圈梁時，應(yīng)設(shè)置連續(xù)的水平后澆帶，水平后澆帶應(yīng)符合下列規(guī)定：

水平后澆帶寬度應(yīng)取剪力墻的厚度，高度不應(yīng)小于樓板厚度；水平后澆帶應(yīng)與現(xiàn)澆或者疊合樓、屋蓋澆筑成整體。水平后澆帶內(nèi)應(yīng)配置不少于2根連續(xù)縱向鋼筋，其直徑不宜小于12mm。

水平后澆帶構(gòu)造示意

預(yù)制剪力墻洞口上方的預(yù)制連梁宜與后澆圈梁或水平后澆帶形成疊合連梁。樓面梁不宜與預(yù)制剪力墻在剪力墻平面外單側(cè)連接；當(dāng)樓面梁與剪力墻在平面外單側(cè)連接時，宜采用鉸接。預(yù)制疊合連梁的預(yù)制部分宜與剪力墻整體預(yù)制，也可在跨中拼接或在端部與預(yù)制剪力墻拼接。當(dāng)采用后澆連梁時，宜在預(yù)制剪力墻端伸出預(yù)留縱向鋼筋，并與后澆連梁的縱向鋼筋可靠連接。

預(yù)制剪力墻疊合連梁構(gòu)造示意