章衛(wèi)東 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230032）

黨的十八大確立了建筑行業(yè)“走新型工業(yè)化道路”的方針，國(guó)務(wù)院以及30多個(gè)省市都相繼對(duì)出臺(tái)了針對(duì)裝配式建筑的指導(dǎo)意見并提出明確要求。裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，須經(jīng)過實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、積累，同時(shí)需熟悉預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸條件、施工工法；否則僅靠設(shè)計(jì)人員呆板的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、圖集，會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工脫節(jié)，造成生產(chǎn)、施工成本增加過大，工期加長(zhǎng)的不利局面，更嚴(yán)重的則會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全。

本文以裝配式建筑中大量使用的裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)工程為例，詳細(xì)闡述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中關(guān)鍵點(diǎn)的控制及注意事項(xiàng)。

1 結(jié)構(gòu)方案

1.1 豎向布置

裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)布置與常規(guī)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)有很大的不同，在滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算的各種參數(shù)的前提下，還須考慮與建筑、設(shè)備專業(yè)的協(xié)調(diào)，滿足預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝要求，降低后澆節(jié)點(diǎn)的施工難度等諸多因素。

剪力墻的布置除正常的平面布置要求外，必須考慮預(yù)制構(gòu)件的模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，在剪力墻長(zhǎng)肢方向，盡可能保持一致。為方便預(yù)制構(gòu)件的布置及后澆節(jié)點(diǎn)施工，轉(zhuǎn)角位置宜布置L形剪力墻避免布置端柱，其他位置宜布置T形剪力墻，翼墻凈長(zhǎng)度不宜小于400，外墻翼墻宜延伸至門窗洞口邊；外墻均需考慮布置剪力墻或帶減重塊的預(yù)制混凝土墻板（簡(jiǎn)稱減重塊墻，作為荷載考慮，不參與結(jié)構(gòu)計(jì)算）。端開間縱向剪力墻及樓梯間位置，預(yù)制構(gòu)件一般較重，應(yīng)充分考慮預(yù)制構(gòu)件重量對(duì)吊裝的影響。

有些項(xiàng)目為滿足裝配率的要求，部分內(nèi)隔墻采用預(yù)制非承重混凝土墻板，即梁下掛墻板（減重塊墻）整體預(yù)制，因減重塊墻與主體結(jié)構(gòu)的連接接近剛性連接，對(duì)整體結(jié)構(gòu)剛度有影響。建議減重塊墻的面積占結(jié)構(gòu)剪力墻面積的比例控制在10%～20%之間，必要時(shí)底部現(xiàn)澆部位局部剪力墻加長(zhǎng)或增加，保證結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度沿豎向不突變，避免側(cè)向剛度出現(xiàn)上大下小的情況。

1.2 平面布置

樓面板采用疊合樓板，在梁系布置時(shí)應(yīng)盡量減少次梁、避免交叉梁。疊合板厚度一般在130～150 mm之間，基本滿足結(jié)構(gòu)安全、生產(chǎn)、施工要求。樓面板跨度較大時(shí)（5m以上）可采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板。廚房、衛(wèi)生間一般板跨較小，考慮管道洞口較多、預(yù)制構(gòu)件的經(jīng)濟(jì)性及防水要求宜采用現(xiàn)澆。公共區(qū)域考慮樓電梯間洞口、管道較多等要求，宜采用現(xiàn)澆并做相應(yīng)加強(qiáng)。

預(yù)制陽臺(tái)在懸挑尺寸較小時(shí)（懸挑長(zhǎng)度在1400mm以內(nèi)）同時(shí)考慮樓板負(fù)筋的預(yù)留，宜采用疊合板式陽臺(tái)，方便構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)施工。預(yù)制空調(diào)板宜采用全預(yù)制形式，樓梯段采用全預(yù)制。

2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

當(dāng)前，PKPM、YJK等結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件均針對(duì)裝配式建筑的要求，增設(shè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)模塊。在等同現(xiàn)澆的的基本設(shè)計(jì)概念下，按規(guī)范要求對(duì)地震設(shè)計(jì)工況下現(xiàn)澆抗側(cè)力構(gòu)件的彎矩和剪力進(jìn)行適當(dāng)放大，樓面梁的剛度放大系數(shù)可手動(dòng)輸入調(diào)低一點(diǎn)。荷載須按預(yù)制構(gòu)件的實(shí)際布置輸入，特別是減重塊墻的荷載應(yīng)結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的布置準(zhǔn)確輸入。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）中規(guī)定當(dāng)非承重墻為砌體時(shí)，剪力墻結(jié)構(gòu)的自振周期折減系數(shù)為0.8～1.0，考慮減重塊墻對(duì)整體結(jié)構(gòu)的剛度影響，取值適當(dāng)減小。

減重塊墻對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度是有影響的，可采用將減重塊墻折算成100～120mm厚剪力墻布置的結(jié)構(gòu)模型與常規(guī)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行計(jì)算比較，配筋包絡(luò)設(shè)計(jì)，減重塊墻的面積占結(jié)構(gòu)剪力墻面積的比例控制在10%～15%之間時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)整體參數(shù)影響不明顯，但對(duì)梁計(jì)算配筋有少量影響。

3 預(yù)制構(gòu)件的布置及后澆節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

對(duì)預(yù)制構(gòu)件的布置是裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)布置時(shí)需預(yù)先考慮預(yù)制構(gòu)件的布置，滿足結(jié)構(gòu)安全及裝配率的要求。預(yù)制構(gòu)件的布置對(duì)建筑功能、建筑平立面、主體結(jié)構(gòu)受力狀況、預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)運(yùn)輸安裝、工程造價(jià)等都會(huì)產(chǎn)生重大影響。

預(yù)制構(gòu)件一般有預(yù)制疊合樓板、預(yù)制陽臺(tái)、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯、預(yù)制外墻、預(yù)制內(nèi)墻，應(yīng)根據(jù)裝配率的要求，合理選擇預(yù)制構(gòu)件的類型。應(yīng)根據(jù)模數(shù)化原則優(yōu)化各預(yù)制構(gòu)件的尺寸和位置，盡量減少預(yù)制構(gòu)件的種類，確保構(gòu)件滿足結(jié)構(gòu)安全、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝的基本要求。預(yù)制構(gòu)件重量一般可控制在55kN以內(nèi)，應(yīng)具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)塔吊型號(hào)決定，預(yù)制構(gòu)件布置時(shí)須根據(jù)施工單位提供的塔吊型號(hào)控制預(yù)制構(gòu)件的重量，確保構(gòu)件重量加上吊具重量在塔吊起吊范圍內(nèi)。

樓面板大多采用單向預(yù)制，通過整體式拼縫連接形成雙向板受力模式?？紤]運(yùn)輸?shù)淖畲髮挾认拗疲A(yù)制疊合板的寬度不宜超過2400mm，同時(shí)預(yù)制疊合板構(gòu)件的寬度考慮經(jīng)濟(jì)性不宜小于1200mm。應(yīng)盡量避免分隔墻設(shè)置在疊合板拼縫處。

不帶預(yù)制墻的梁建議考慮現(xiàn)澆，方便施工。如需預(yù)制，交叉梁采用主向現(xiàn)澆次向預(yù)制的方案。

預(yù)制剪力墻的布置宜采用構(gòu)造邊緣構(gòu)件現(xiàn)澆、剪力墻身預(yù)制的方案，后澆節(jié)點(diǎn)尺寸應(yīng)滿足基本現(xiàn)場(chǎng)施工操作要求，盡量避免接縫對(duì)結(jié)構(gòu)整體性產(chǎn)生不良影響。帶門窗的構(gòu)件邊框最小尺寸控制在200mm，電梯井及樓梯間剪力墻宜采用現(xiàn)澆。

連接節(jié)點(diǎn)的形式、計(jì)算等要求按《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ1-2014）《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51231-2016）及裝配式建筑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及規(guī)范的要求對(duì)連接節(jié)點(diǎn)做一些調(diào)整和加強(qiáng)。特別要注意的是，考慮到生產(chǎn)、安裝的便捷，當(dāng)預(yù)制剪力墻構(gòu)件的水平出筋采用開口筋時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體節(jié)點(diǎn)類型，調(diào)整后澆節(jié)點(diǎn)尺寸，按圖集要求設(shè)置附加連接鋼筋。

4 總結(jié)

裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉預(yù)制構(gòu)件的工廠生產(chǎn)工藝、構(gòu)件的運(yùn)輸條件、現(xiàn)場(chǎng)施工工法等相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮多種因素，根據(jù)項(xiàng)目具體情況，合理的布置結(jié)構(gòu)體系，通過連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、合理的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)的整體性，實(shí)現(xiàn)裝配整體式結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)基本等同的要求。在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下，合理減少預(yù)制構(gòu)件種類，預(yù)制構(gòu)件模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化，確保預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、施工便捷，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低工程造價(jià)。