李志飚,陳 力,金 星

(1.浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院,浙江 杭州 310006；2.浙江寶業(yè)住宅產(chǎn)業(yè)化有限公司,浙江 紹興 312030)

疊合剪力墻[1]是工廠生產(chǎn)的由兩側(cè)混凝土板和鋼筋桁架組成的內(nèi)含空腔構(gòu)件,現(xiàn)場安裝就位后在空腔內(nèi)澆筑混凝土,形成的預(yù)制和現(xiàn)澆混凝土整體受力,共同承受豎向和水平荷載的混凝土墻體。疊合剪力墻構(gòu)造見圖1。疊合剪力墻中在工廠制作的兩側(cè)混凝土板稱為疊合剪力墻的預(yù)制板,預(yù)制板內(nèi)布置有水平和豎向鋼筋以及預(yù)埋件(斜支撐安裝預(yù)埋管、吊環(huán)等)。疊合剪力墻在工廠生產(chǎn)的部分機(jī)械化程度高,現(xiàn)場施工時疊合剪力墻接縫連接可靠,質(zhì)量可控,安裝和混凝土澆筑方便,是符合裝配式混凝土結(jié)構(gòu)要求的部件。為研究疊合剪力墻受力性能,開展了疊合剪力墻低周反復(fù)水平荷載試驗(yàn)[2-3],結(jié)果表明疊合剪力墻的預(yù)制部分與現(xiàn)澆部分混凝土粘結(jié)良好,能有效共同工作,未觀察到疊合面出現(xiàn)裂縫,故認(rèn)為疊合剪力墻的抗震性能與現(xiàn)澆混凝土墻相似。

1—預(yù)制部分；2—鋼筋桁架；3—現(xiàn)澆部分。圖1 疊合剪力墻構(gòu)造

疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)是豎向構(gòu)件全部或部分采用疊合剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu),屬于裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)。疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中樓板宜采用疊合樓板,也可采用現(xiàn)澆樓板。梁可采用疊合梁,也可采用現(xiàn)澆混凝土梁。近年來,疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在浙江省已有一些成功的工程應(yīng)用,為規(guī)范疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工,在廣泛調(diào)研、系統(tǒng)總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)行國家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,編制的浙江省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(DB33/T 1120—2016)》(以下簡稱“規(guī)程”或“本規(guī)程”)已于2016年9月施行,為方便工程技術(shù)人員更好地理解、掌握和應(yīng)用該規(guī)程,本文結(jié)合規(guī)程的相關(guān)條文簡要介紹了規(guī)程的適用范圍,重點(diǎn)闡述了規(guī)程的主要內(nèi)容,以及編制過程中的一些思考。

1 規(guī)程的適用范圍

規(guī)程適用于疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工。當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)中全部或部分剪力墻采用疊合剪力墻時,應(yīng)符合本規(guī)程的相關(guān)規(guī)定；當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)中全部或部分剪力墻采用預(yù)制混凝土剪力墻時,設(shè)計(jì)與施工應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 1—2014)》[4]的規(guī)定。

基于已有的試驗(yàn)研究、理論分析和工程實(shí)踐,本規(guī)程規(guī)定疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度應(yīng)符合表1的規(guī)定,待工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究成果更加豐富后適時修訂調(diào)整。

表1 疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度

注：房屋高度指室外地面到主要屋面的高度,不包括局部突出屋頂?shù)牟糠帧?/p>

疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)其房屋高度、規(guī)則性等超過本規(guī)程的規(guī)定時,應(yīng)按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011—2010)》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3—2010)》規(guī)定的結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)方法進(jìn)行補(bǔ)充分析和論證。本規(guī)程不適用于框支剪力墻結(jié)構(gòu)、大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)等復(fù)雜高層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2 規(guī)程的主要內(nèi)容

規(guī)程明確了疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定,規(guī)定了疊合剪力墻截面設(shè)計(jì)和連接設(shè)計(jì),規(guī)范了鋼筋桁架疊合樓板的設(shè)計(jì)要求,規(guī)程還對疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行了規(guī)定,規(guī)程內(nèi)容系統(tǒng)完整,針對性和可操作性強(qiáng)。規(guī)程包含總則、術(shù)語和符號、材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定,以及疊合剪力墻設(shè)計(jì)、疊合樓蓋設(shè)計(jì)、施工等內(nèi)容。結(jié)合規(guī)程條文,本文主要對材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定、疊合剪力墻設(shè)計(jì)、疊合樓蓋設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行介紹。

2.1 材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定

基于規(guī)程的適用范圍和浙江省工程實(shí)際,工程中疊合剪力墻厚度一般不大于250 mm,兩側(cè)預(yù)制板間的空腔凈距常取100 mm的最小值,為保證空腔內(nèi)和接縫處混凝土澆筑質(zhì)量,空腔內(nèi)以及邊緣構(gòu)件現(xiàn)場澆筑的混凝土宜采用自密實(shí)混凝土；當(dāng)采用普通混凝土?xí)r,混凝土粗骨料最大粒徑不應(yīng)大于25 mm。

疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用大開間、大進(jìn)深的平面布置,設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)化剪力墻布置位置,減少內(nèi)部剪力墻的數(shù)量,根據(jù)疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和受力特點(diǎn),規(guī)程提出了更加嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)布置要求,即平面規(guī)則性要符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 1—2014)》中抗震設(shè)防烈度8度的規(guī)定；在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移或?qū)娱g位移的最大值與平均值的比值不宜大于1.2,不應(yīng)大于1.4；結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比,不應(yīng)大于0.85；屋蓋和地下室頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋；疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的底部加強(qiáng)部位及相鄰上一層宜采用現(xiàn)澆混凝土剪力墻。

規(guī)程明確了疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)分析原則。雖然疊合剪力墻存在水平接縫及豎向接縫,但通過控制水平接縫寬度，合理設(shè)置豎向接縫位置以及設(shè)置接縫連接鋼筋等措施,結(jié)合現(xiàn)有試驗(yàn)研究成果,規(guī)程明確疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)可采用與現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)相同的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,分析時剪力墻厚度取疊合剪力墻的厚度。對同一層內(nèi)既有現(xiàn)澆混凝土墻肢又有疊合剪力墻墻肢的疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),水平地震作用下現(xiàn)澆混凝土墻肢彎矩值和剪力值宜適當(dāng)放大,即乘以不小于1.1的增大系數(shù)。規(guī)程對樓層層間最大水平位移與層高之比的限值提出了更加嚴(yán)格的要求,即按照彈性方法計(jì)算的風(fēng)荷載或多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下的樓層層間最大水平位移與層高之比不宜大于1/1 100。

疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級的確定與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別。疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)設(shè)防分類、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級。結(jié)合疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,丙類疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級應(yīng)按表2確定。

表2 丙類疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級

注：接近或等于高度分界時,應(yīng)結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件適當(dāng)確定抗震等級。

2.2 疊合剪力墻設(shè)計(jì)

規(guī)程給出了疊合剪力墻設(shè)計(jì)的基本要求。為避免疊合剪力墻的預(yù)制板在制作、運(yùn)輸和施工中損壞,保證疊合剪力墻的工程質(zhì)量,疊合剪力墻預(yù)制板厚度不應(yīng)小于50 mm,疊合剪力墻的墻肢厚度不應(yīng)小于200 mm。為保證疊合剪力墻整體受力性能,規(guī)程規(guī)定應(yīng)在疊合剪力墻的端部和洞口兩側(cè)設(shè)置現(xiàn)澆混凝土邊緣構(gòu)件,對于聯(lián)肢剪力墻,洞口邊的構(gòu)造邊緣構(gòu)件,可采用部分預(yù)制和部分現(xiàn)澆的疊合形式,相應(yīng)的連梁也采用兩側(cè)在工廠預(yù)制,空腔內(nèi)現(xiàn)場澆筑的構(gòu)造。

規(guī)程明確了疊合剪力墻截面設(shè)計(jì)的內(nèi)容。疊合剪力墻應(yīng)進(jìn)行偏心受壓正截面受壓承載力、偏心受拉正截面受拉承載力、偏心受壓和偏心受拉斜截面受剪承載力計(jì)算,計(jì)算方法與現(xiàn)澆混凝土剪力墻相同,墻厚度取疊合剪力墻的厚度,計(jì)算中一般不考慮疊合剪力墻中桁架鋼筋的作用。結(jié)構(gòu)整體分析采用墻單元時,可得到剪力墻各墻肢的內(nèi)力；平面形狀復(fù)雜的剪力墻(如T形或L形剪力墻)截面配筋設(shè)計(jì)時,一般先將其合理地劃分為若干矩形截面墻肢,每段墻肢分別按其內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算,并在滿足構(gòu)造要求的基礎(chǔ)上配置豎向、水平分布鋼筋和端部縱向鋼筋。圖2中疊合剪力墻約束邊緣構(gòu)件陰影區(qū)域的混凝土應(yīng)現(xiàn)澆,圖3中構(gòu)造邊緣構(gòu)件的混凝土宜現(xiàn)澆。規(guī)程對疊合剪力墻中鋼筋桁架的設(shè)置提出了要求,即鋼筋桁架應(yīng)滿足運(yùn)輸、吊裝和空腔內(nèi)混凝土澆筑施工的要求,鋼筋桁架中心間距不應(yīng)大于400 mm,距疊合剪力墻預(yù)制板邊的水平距離不宜大于200 mm,見圖1。

1—現(xiàn)澆段；2—疊合剪力墻。圖2 約束邊緣構(gòu)件長度范圍

1—現(xiàn)澆段；2—疊合剪力墻。圖3 構(gòu)造邊緣構(gòu)件范圍

疊合剪力墻接縫的連接設(shè)計(jì)是疊合剪力墻設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,規(guī)程規(guī)定疊合剪力墻之間的豎向連接應(yīng)在樓面標(biāo)高處,水平連接應(yīng)在受力較小的部位。為保證接縫處現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量和疊合剪力墻的受力性能,疊合剪力墻的水平接縫高度不應(yīng)小于50 mm,也不宜大于70 mm；水平接縫處應(yīng)設(shè)置豎向連接鋼筋,連接鋼筋應(yīng)通過計(jì)算確定,規(guī)程給出了偏心受壓截面疊合剪力墻墻肢的水平接縫處正截面承載力計(jì)算方法,連接鋼筋的間距不應(yīng)大于疊合剪力墻的預(yù)制板中豎向分布鋼筋的間距,直徑不應(yīng)小于預(yù)制板中豎向分布鋼筋的直徑,錨固長度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定,疊合剪力墻水平接縫連接鋼筋構(gòu)造見圖4。疊合剪力墻的水平接縫是影響結(jié)構(gòu)受力性能的重要部位,應(yīng)避免在接縫處發(fā)生剪切破壞,實(shí)現(xiàn)接縫強(qiáng)連接,規(guī)程中水平接縫抗剪承載力驗(yàn)算時,水平接縫處剪力增大系數(shù)取1.1。為保證疊合剪力墻的豎向接縫處預(yù)制和現(xiàn)澆混凝土的連接質(zhì)量,豎向接縫處宜設(shè)置現(xiàn)澆混凝土邊緣構(gòu)件,也可設(shè)置寬度不小于墻肢厚度且不小于400 mm的混凝土現(xiàn)澆段,現(xiàn)澆墻段內(nèi)應(yīng)配置豎向分布鋼筋。疊合剪力墻豎向接縫處應(yīng)設(shè)置水平接縫連接鋼筋,連接鋼筋的間距宜與疊合剪力墻的預(yù)制板中水平分布鋼筋的間距相同,直徑不應(yīng)小于預(yù)制板中水平分布鋼筋的直徑,錨固長度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。

1—下層疊合剪力墻；2—上層疊合剪力墻；3—豎向連接鋼筋。圖4 豎向連接鋼筋構(gòu)造

2.3 疊合樓蓋設(shè)計(jì)

規(guī)程規(guī)范了疊合樓蓋設(shè)計(jì)的要求。疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋宜采用疊合樓蓋。樓板宜采用疊合樓板,梁宜采用疊合梁,也可采用現(xiàn)澆混凝土梁。疊合受彎構(gòu)件應(yīng)根據(jù)底部預(yù)制構(gòu)件的剛度、承載力和實(shí)際工程情況,確定施工階段是否設(shè)置臨時支撐；施工階段未設(shè)置臨時支撐的疊合受彎構(gòu)件,應(yīng)對底部預(yù)制構(gòu)件及澆筑混凝土后的疊合構(gòu)件進(jìn)行施工階段和使用階段計(jì)算?；诓捎梅蛛x式接縫的疊合樓板的受力性狀[5],規(guī)程明確了疊合樓板的預(yù)制板之間采用分離式接縫時的設(shè)計(jì)方法,即一般情況下按單向板設(shè)計(jì),當(dāng)施工階段設(shè)置可靠支撐且疊合樓板的后澆混凝土疊合層厚度不小于預(yù)制板厚度兩倍時,可按雙向板設(shè)計(jì)。疊合樓板的預(yù)制板之間采用分離式接縫按單向板設(shè)計(jì),或采用整體式接縫按雙向板設(shè)計(jì)時,可考慮鋼筋桁架上、下弦鋼筋的作用。

疊合樓板按雙向板設(shè)計(jì)時,疊合樓板的預(yù)制板之間的接縫宜設(shè)置在疊合樓板的次要受力方向和彎矩較小處。規(guī)程提出了采用分離式接縫的疊合樓板按雙向板設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,即接縫處緊鄰預(yù)制板頂面應(yīng)設(shè)置垂直于板縫的附加鋼筋,附加鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15 mm； 附加鋼筋面積應(yīng)通過計(jì)算確定,計(jì)算附加鋼筋面積時板厚可取后澆混凝土疊合層厚度；附加鋼筋直徑不宜小于8 mm,間距不宜大于200 mm；平行于接縫應(yīng)布置不少于3根構(gòu)造鋼筋,直徑不宜小于8 mm,間距不宜大于250 mm,圖5為采用分離式接縫的疊合樓板按雙向板設(shè)計(jì)的接縫構(gòu)造示意。

1—預(yù)制板；2—附加鋼筋；3—后澆混凝土疊合層；4—分布鋼筋。圖5 疊合樓板接縫構(gòu)造示意

3 結(jié) 語

浙江省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(DB33/T 1120—2016)》以國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),結(jié)合試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐進(jìn)行編制,給出了規(guī)程的適用范圍、材料要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定,明確了疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)可采用與現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)相同的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,提出了疊合剪力墻截面設(shè)計(jì)和連接設(shè)計(jì)要求,

規(guī)范了鋼筋桁架混凝土疊合樓板設(shè)計(jì),提出了采用分離式接縫的疊合樓板按雙向板設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,內(nèi)容系統(tǒng)完整,可操作性強(qiáng)?！动B合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(DB33/T 1120—2016)》的發(fā)布和施行,對規(guī)范浙江省疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用,保證工程質(zhì)量,推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展具有重要意義。

[1] 浙江寶業(yè)住宅產(chǎn)業(yè)化有限公司,中國聯(lián)合工程公司,浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院.DB33/T 1120—2016 疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S] . 北京:中國計(jì)劃出版社,2016．

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[4] 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院,中國建筑科學(xué)研究院.JGJ 1—2014 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S] . 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014．

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