高層裝配整體式剪力墻底部加強(qiáng)部位裝配式結(jié)構(gòu)的思考

張宏偉

摘要：在當(dāng)前實(shí)際工程應(yīng)用中，大部分高層裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位仍釆用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)?從施工?工業(yè)化評價(jià)角度考慮，為更好地發(fā)揮全裝配化施工優(yōu)勢和提高建筑工業(yè)化程度，底部加強(qiáng)部位如何實(shí)現(xiàn)裝配式結(jié)構(gòu)的問題應(yīng)深入研究解決?本文梳理底部加強(qiáng)部位釆用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的規(guī)范規(guī)定和原因分析，思考并提出相關(guān)解決措施?

關(guān)鍵詞：高層；裝配整體式剪力墻；底部；結(jié)構(gòu)

引言

裝配整體式結(jié)構(gòu)結(jié)合了現(xiàn)澆整體式的優(yōu)點(diǎn)，以及預(yù)制裝配式的特點(diǎn)?預(yù)制裝配式建筑在結(jié)構(gòu)性能上可以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)澆整體式同樣的安全穩(wěn)定性，由于構(gòu)件均為預(yù)制，表面較為平整，同時(shí)可將保溫隔熱等功能與水電管線布置相結(jié)合，大大縮短了施工周期和人力?因此，裝配式結(jié)構(gòu)具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，近些來在國內(nèi)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?

1?高層裝配式剪力強(qiáng)底部加強(qiáng)部位采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的規(guī)范規(guī)定及原因分析

1.1?規(guī)范規(guī)定

1）《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技朮規(guī)程》第6.1.8條第2款規(guī)定：剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的剪力墻宜采用現(xiàn)澆混凝土?2）DB11/1003—2013《裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》第5.1.5條規(guī)定：抗震等級為一級時(shí)，高層建筑底部加強(qiáng)部位應(yīng)釆用現(xiàn)澆剪力墻；抗震等級為二?三級時(shí)，高層建筑底部加強(qiáng)部位宜采用現(xiàn)澆剪力墻；抗震等級為二?三級且底層墻肢軸壓比不大于0.3或抗震等級為四級時(shí)，底部加強(qiáng)部位也可部分裝配，但應(yīng)對預(yù)制墻板的連接采取加強(qiáng)措施?

1.2?原因分析

1）通過對規(guī)范條文的理解和剖析，規(guī)范并非不允許底部加強(qiáng)部位釆用裝配式結(jié)構(gòu)?但大部分設(shè)計(jì)人員時(shí)規(guī)范采用“宜”的條文一般都嚴(yán)格遵守，而審圖機(jī)構(gòu)人員往往對規(guī)范釆用“宜”的條文也要求執(zhí)行，無形中造成對規(guī)范條文片面理解，未針對具體項(xiàng)目情況進(jìn)行分析，從嚴(yán)執(zhí)行規(guī)范條文?2）由于建筑功能特殊需求，建筑首層或底部幾層與標(biāo)準(zhǔn)層建筑功能不同?如首層及2層為商業(yè)功能，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部墻體布置及開洞情況與標(biāo)準(zhǔn)層不同，甚至可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則，因此不適合采用裝配式結(jié)構(gòu)，也不適合標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及施工?3）從結(jié)構(gòu)受力方面考慮，剪力墻結(jié)構(gòu)為懸臂狀彎曲受力特性，通常底部加強(qiáng)受力最大，構(gòu)件截面大且配筋較多，配筋構(gòu)造較復(fù)雜，不利于預(yù)制構(gòu)件的連接；而底部加強(qiáng)及以上部分，受力較小，構(gòu)件截面小且配筋較少，配筋構(gòu)造簡單，預(yù)制構(gòu)件連接相對簡單?由于底部加強(qiáng)部位與底部加強(qiáng)部位以上的標(biāo)準(zhǔn)層配筋差異較大，兩部分無法實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和施工?4）從抗震構(gòu)造方面考慮，底部加強(qiáng)部位是結(jié)構(gòu)的塑性鉸區(qū)，對建筑物的抗震性能非常重要，尤其在高烈度地區(qū)，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需增大底部加強(qiáng)區(qū)抗剪承載力和延性?因此墻體水平和豎向分布鋼筋較多，且通常應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件來提高剪力墻抗震延性?而底部加強(qiáng)區(qū)以上部分，墻體水平和豎向分布鋼筋較少，通常滿足構(gòu)造配筋率即可，且墻體僅需設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件?由于底部加強(qiáng)部位與底部加強(qiáng)部位以上的標(biāo)準(zhǔn)層抗震構(gòu)造差異，兩部分無法實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和施工?

2?工程概況

本章所提供的工程實(shí)例為位于北京房山區(qū)某住宅樓，地下室及地上局部加強(qiáng)區(qū)現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、地上裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)?總建筑面積73498.56㎡，其中地上建筑面積52934.50㎡，地下建筑面積20564.06㎡其中，住宅總層數(shù)為18層，室內(nèi)外高差0.3米，1層層高3.0米，2-18層層高2.9米，地下車庫層高3.8m，建筑長61.30，寬14.35m，高52.40m?該建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為大底盤超長結(jié)構(gòu)，其中地上部分分縫，而地下部分不分縫，因此屬于特殊的多塔結(jié)構(gòu)?

3?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

3.1?結(jié)構(gòu)體系

該工程位于北京市，根據(jù)工程所在地對該工程建設(shè)需要，結(jié)構(gòu)采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系?本項(xiàng)目為大底盤地下室結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)上部分縫屬于超長結(jié)構(gòu)?結(jié)構(gòu)一層至二層為底部加強(qiáng)層，底部加強(qiáng)區(qū)均采用現(xiàn)澆混凝土形式?結(jié)構(gòu)外墻全部采用預(yù)制夾心保溫墻板，墻體總厚度300mm，由60mm厚混凝土保護(hù)層復(fù)合40mm擠塑聚苯板（XPS）保溫層，再與200mm厚現(xiàn)澆剪力墻外墻疊合形成夾心保溫疊合外墻，部分剪力墻內(nèi)墻采用預(yù)制剪力墻，墻板厚度為200mm，剪力墻墻板水平縫處上下連接采用單排螺栓居中連接?樓板一部分采用預(yù)制疊合樓板，而另部分采用現(xiàn)澆?地下室樓板與屋面層樓板采用混凝土現(xiàn)澆樓板，地下室頂板板厚取180mm，地下二層與屋面層板厚取120mm；中間樓層采用預(yù)制疊合樓板，1層與17層樓板板厚取130mm?結(jié)構(gòu)樓梯則均采用預(yù)制樓梯?

3.2?現(xiàn)澆剪力墻布置方案

在整體結(jié)構(gòu)上對剪力墻的布置在考慮到民用住宅對抗震的要求，還要考慮到后期的深化設(shè)計(jì)階段?所以剪力墻平面布置應(yīng)保證對稱，避免過大凹凸以及樓板不連續(xù)等情況?結(jié)構(gòu)屬于帶地下室多塔結(jié)構(gòu)，地上部分分三塔，塔間縫寬為150mm，地下室為整體?地下室外圍墻布置300mm厚和250mm厚鋼筋混凝土剪力墻，并且在一些部位加設(shè)扶壁柱，增加剪力墻的強(qiáng)度和剛度，在施工時(shí)與剪力墻一同施工?在結(jié)構(gòu)內(nèi)部電梯井?強(qiáng)弱電箱周圍布置了剪力墻，結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成剪力墻核心筒?上部結(jié)構(gòu)主要選擇200mm厚剪力墻，與地下室剪力墻布置形式相同?

3.3?結(jié)構(gòu)主要節(jié)點(diǎn)做法

裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)是通過可靠的鋼筋套筒灌漿連接，使裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)成為等同現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)?預(yù)制墻板與現(xiàn)澆構(gòu)件之間?預(yù)制墻體間的連接及接縫均比較多，并且每層樓板處均有水平接縫，例如預(yù)制墻之間的水平縫，預(yù)制剪力墻與現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件間的豎向接縫等?在實(shí)際施工過程中，接縫的構(gòu)造處理將十分困難，因此對剪力墻墻體連接設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)簡化剪力墻墻身的鋼筋連接，從而降低施工難度?預(yù)制夾心保溫外墻板是非抗側(cè)力圍護(hù)外墻，預(yù)制墻體底部埋置螺栓套筒并采用開有長圓孔的角鋼與樓板連接，預(yù)制墻體頂部預(yù)埋鋼筋與后澆梁可靠連接，預(yù)制夾心保溫墻體內(nèi)內(nèi)外混凝土保護(hù)層?夾心保溫層采用連接件連接，且預(yù)制墻體需要預(yù)留拉結(jié)筋并錨入現(xiàn)澆墻內(nèi)?

預(yù)制夾心保溫剪力墻外墻板為抗側(cè)力剪力墻外墻，墻板內(nèi)采用FRP連接件使混凝土保護(hù)層?XPS保溫層以及預(yù)制剪力墻形成整體?預(yù)制夾心保溫剪力墻外墻板水平縫處上下連接采用單排螺栓居中連接；預(yù)制夾心保溫剪力墻外墻兩側(cè)暗柱為現(xiàn)澆，水平筋預(yù)留錨入現(xiàn)澆暗柱內(nèi)；預(yù)制墻板墻頂設(shè)置130mm厚現(xiàn)澆板帶，與疊合樓板現(xiàn)澆層整澆形成整體，保證水平力的傳力?預(yù)制墻體兩側(cè)兼現(xiàn)澆剪力墻側(cè)模板，預(yù)制墻體預(yù)留拉結(jié)筋錨入現(xiàn)澆墻內(nèi)?

結(jié)束語

針對高層裝配整體式剪力墻底部加強(qiáng)部位釆用裝配式結(jié)構(gòu)的問題，分析得出實(shí)現(xiàn)裝配式的關(guān)鍵問題在于能否與底部加強(qiáng)部位以上標(biāo)準(zhǔn)層采用相同或相近的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?提出可從建筑平面功能及立面釆用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)?減小底部加強(qiáng)部位受力?降低底部墻肢軸壓比?采用減震隔震技水等方面考慮釆用具體措施，希望能為從事裝配式建筑的同仁提供參考?

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（作者單位：城建亞泰建設(shè)集團(tuán)宏禹建筑裝飾公司）