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摘要:近几年来,中国社会经济结构快速发展,城市化建设加速,住宅产业化步伐加快,同时环境保护和能源短缺等问题日益突出。正是在这样的背景下,以现浇结构为主的传统建筑由于资源消耗大、排放多、效益低,很难适应新时代的要求,装配整体式建筑的发展则有效地克服了上述问题,在建筑工程实例逐步的得到推广。
关键词:预制装配式;剪力墙结构;住宅建筑
引言:
文章基于推动装配式住宅建筑发展的目的,围绕预制装配式剪力墙结构住宅建筑设计,采取实例分析方法,总结设计的策略和方法,为相关人员提供参考。结果表明,在建筑设计环节做好结构的整体分析和把握,利用BIM技术和精细化设计理念,把关结构设计方案的质量,能够获得不错的成效,具有推广应用价值。
1预制装配式剪力墙结构住宅建筑设计的策略
1.1做好设计前期的调查
组织开展预制装配式剪力墙结构设计前,应按照结构设计所需的资料和数据信息展开勘察和调查,收集完整的资料;需要注重地震和气候等相关资料的收集,为结构性能优化设计分析做好保障。对于收集到的数据信息和资料,必须进行整理和分析,严格把控建筑设计分析的完整性和全面性。
1.2引入BIM技术辅助结构设计
预制装配式剪力墙结构住宅建筑的设计采用BIM技术,通过搭建预制构件模型,实现系统的集成与综合表达。根据结构的特点和建筑情况搭建BIM构件库,不断添加虚拟构件,打造标准化预制构件库。在结构深化设计和构件生产等方面,借助BIM技术,开展构件模拟和碰撞检测,实现对方案的优化,同时提供三维图纸,为设计成果的转换提供保障。传统的设计模式下,拆分设计产生的图纸量很大,修改面临很大的困难,而基于BIM技术的三维设计,修改时只需要进行参数的更改,软件便能够自动调整。从结构设计的层面分析,对设计的结构结合运用分析软件,例如风荷载、地震工况分析等,通过三维动态形式展现各种情况下建筑结构的表现,进而明确设计的不足和问题,进行设计的优化和调整。预制装配式剪力墙结构建筑使用的预制叠合墙板和预制楼板等比较多,构件的设计标准化和制作标准化水平直接影响结构整体的质量和性能。因此基于BIM技术的设计能够助力标准化的实现,为构件生产和施工提供支持和保障,实现对建筑质量的把控。
1.3做好细节的把控
结构设计比较复杂和烦琐,需要注重细节的把控。对于山墙墙体的设计,应注重竖向连接点部分的把控。一般而言,墙板安装作业结束后,通过连接的方式进行钢筋固定和墙板固定,增强整体的承载力,使用高性能的钢筋以及墙板增强承受能力。竖向连接后,要做好注浆的控制,增强墙板硬度和固定能力。
2装配式剪力墙结构深化设计要点
装配式剪力墙结构常见的预制构件包括外填充墙、内外剪力墙、叠合楼板、预制楼梯、预制阳台、预制空调板、预制楼梯等,设计原则为预制构件的钢筋构造与连接方式等同于现浇结构。预制构件的深化设计内容和注意事项如下:
1)一般构件深化设计的图纸中,需要体现构件的尺寸、构件的钢筋类型及型号、预埋吊件、临时支撑埋件的规格选定及定位、结合面的形式(粗糙面、设置键槽或其他)、预留孔洞、预埋线管、饰面做法及安装方向。进行构件的深化设计时,可根据这些主要内容检查是否有缺漏。
2)预制外填充墙分2种:一种是不预制梁只预制下挂板;另一种是把梁和填充墙作为一个整体进行预制。外填充墙为非承重构件,预制填充墙墙板按构造配筋即可,墙上部梁的配筋需与传统结构设计一致。墙柱厚度通常与梁宽相同,为避免上部梁受力筋与墙柱钢筋发生碰撞,上部梁受力筋需做1∶6的弯折锚入墙柱中,如若梁底钢筋配置超2根,需根据配筋面积替换为2根钢筋,以避免钢筋间距太小发生钢筋碰撞。
预制填充墙的上部梁应预留凹槽,使叠合楼板的上部钢筋有足够的锚固长度。为防止填充墙吊装开裂,上部梁需布置腰筋,且腰筋之间的距离不能大于200mm。当填充墙洞口一侧的墙体长度不超过250mm时,应按暗柱配筋,需布置4根直径为12mm的纵筋。若外填充墙有窗洞或门洞,需在洞口各角点增设辅助钢筋,且直径不应小于12mm,防止洞口边角发生斜裂缝破坏,吊装吊点应分别设置在梁两侧墙体中心位置,宜设置在暗柱处。
3)叠合板一般至少要设置4个吊点,当叠合板跨度太大时,可以适当增设吊点。注意预制叠合板的板厚不能小于60mm,后浇混凝土的厚度不小于预制叠合板的厚度。叠合板中的桁架筋布置距板边应大于150mm,间距不应大于600mm,构件深化设计时,桁架筋的间距及钢筋直径需经过刚度计算确定,不能直接按照最大值布置。桁架筋不建议置于2排底筋的上部,如果桁架筋埋深较浅,则无法发挥布置桁架筋的作用,且容易被拔出,桁架筋应沿预制叠合板的长杜方向布置。叠合板拆分时,注意需嵌入进梁、墙内10mm,且应伸出钢筋至梁、墙中线,起到防止叠合板边缘开裂的作用。
4)预制阳台分为板式阳台与梁式阳台。预制梁式阳台纵向筋伸出部分应考虑钢筋弯折,避免与竖向剪力墙纵筋碰撞,且应伸出足够的锚固长度。需要注意的是,预制梁式阳台和板式阳台的受力筋伸出长度不仅需满足板、梁的锚固长度,板伸出长度还应大于 1.1 倍的阳台挑出长度,预制空调板同理。预制阳台的受力截面与现浇部分连接处应设置剪力键槽。阳台是否需预埋地漏套管或留洞,都需与设备专业确认后在设计图中注明。梁式阳台的吊点需考虑一侧有梁一侧无梁时的重心位置是否在构件中心,防止吊点的型心与构件的重心距离相差远,吊装时容易发生倾斜开裂。
3节点处理质量控制
3.1预制构件与现浇构件连接处
3.1.1现浇混凝土墙体和预制楼板
预制楼板与混凝土墙之间采用灌浆的形式接缝连接,灌浆作业前按要求制作钢筋套筒灌浆接头连接试件,检验合格后开始灌浆。灌浆工序质量控制采取以下措施:对每一个灌浆孔全程采用视频监控,待出浆孔冒浆,停止灌浆作业。
3.1.2空调板
在进行空调板作业施工前,要对标高进行统一设计,并保证在施工过程中按照标准的高度展开,按“前梯梁、后空调板”施工总顺序进行。在安装好空调板之后,在空调板的内部铺设一层砂浆,待浆液固化后与层压板结合,用于混凝土整体浇筑。
3.2防水节点处理
防水接缝是工程中的重要环节之一。在外墙板的连接中,要使用符合现行国家标准要求的专项粘合剂,以提高施工过程中的防水性,保证预制外墙板连接的紧密性。防水节点处理按如下步骤进行:首先对预制外墙板的质量进行检查,有的外墙板会存在一定的缺陷,如有蜂窝、气泡等,气泡的存在会对整体构件的防水性能造成影响,因此必须保证气泡分布数量必须在允许范围内。其次,防水作业前应将待施工墙面清理干净。如果两墙之间的间隙过大,应通过填缝加以改善。在实际应用中,加强嵌缝材料的质量控制,可以使墙板之前的嵌缝牢固,不漏粘、假粘。
结论:
总而言之,装配式剪力墙结构预制构件的出现使得往常建筑施工现场的复杂环境得到了有效改变,并形成了一种新的落实于实际操作的精细化施工形式。另外确定合适的安装工具和吊装程序是装配式建筑结构安全稳定的基础。在整个安装工序中连接部位的节点处理是整体工程质量好坏的关键。随着住宅产业化的加速发展,未来建筑施工中需要通过技术创新、制度创新等方式,打通传统建筑产业链的技术壁垒,不断开拓完善装配式建筑的质量控制措施,确保施工质量。
参考文献:
[1]张民主.装配式建筑典型干式连接技术研究[J].福建建筑,2019(11):57-60.
[2]李晨,程健,蔡东阳.浅析PC装配式剪力墙体系深化设计要点[J].浙江建筑,2019,36(05):28-33.