装配式剪力墙结构设计及拆分原则最终版2015-11月)资料

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1、装配式剪力墙结构设计及拆分原则(最终版 2015-11 月） 中南大学土木工程学院庄伟中南大学土木工程学院庄伟 设计：设计： 装配式结构最大的特点就是等同于现浇，由于装配式结构是由预制柱、预制剪力墙、叠 合梁、叠合板、预制楼梯、预制阳台等构成，构件在进行计算时，调整系数与传统结构有细 微的差别。 装配式结构在进行结构布置时，为了减少装配的数量及减小装配中的施工难度，往往 不设置次梁。 在进行梁柱等构件布置时， 应提前知道工厂生产设备生产构件截面尺寸的边界 条件，否则设计的构件无法生产。在进行剪力墙布置时，墙的布置应尽量去方便工艺拆分。 板的传力模式应根据产业化公司板的类型确定，如果采用双向叠合

2、板，则可以不改变 受力模式， 如果采用单向预应力叠合板或者单向预应力空心板， 则应把板的受力模式改为对 边传到，单向传力。楼板的配筋，在非主要受力方向，应该进行包络设计（构造+现浇厚度 双向板该方向计算） 。 装配式结构用 PKPM 等软件进行计算时， 周期折减系数梁刚度增大扭矩折减系数等与传 统设计有细微的差别，在设计中应认真对待。 装配式结构在绘制施工图时，应尽量减少柱或者剪力墙边缘构件中的套筒个数，节省 造价。 装配式剪力墙结构中剪力墙进行布置时，除了按传统剪力墙结构中的思维去布置剪力 墙外，还应注意如下要点： （1）在对剪力墙结构进行布置时，多布置 L、T 型剪力墙，少在 L、T 型剪

3、力墙中再加翼缘， 特别是外墙，否则拆墙时被拆分的很零散。 （2）剪力墙结构中翼缘长度，有两种不同的思路： 第一种是，对于 L 型外墙翼缘长度一般600mm，T 型翼缘分长度一般1000mm（防 止边缘构件现浇长度太长而在浇筑中出现问题） ，在门窗处留出200mm 的门垛，如图 1 所 示。 图 1 注：1、1800mm 为窗宽，200mm 为留出的窗垛（方便拆分） ，1000mm 为翼缘长度； 2、箭头处在层高方向，只有梁与现浇边缘构件钢筋进行锚固，在其下的 200mm 窗垛 与现浇边缘构件之间没有钢筋连接，只有预制混凝土与现浇混凝土相连，咬合力不是很好， 在地震作用时是薄弱部位，不会与边缘构

4、件形成整体一起受力，不应有安全问题。 3、当窗垛600mm 时，可以做空心外隔墙，也能与现浇边缘构件在交接处形成薄弱部 位，不会与边缘构件形成整体一起受力，不应有安全问题。 4、装配式规范要求约束边缘构件部位宜现浇，且窗户一般应带200 的垛，所以留出 200mm 的混凝土垛也是出于此方面考虑。 第二种是，对于 L 型外墙翼缘长度可600mm，T 型翼缘分长度可1000mm，翼缘端部顶 着窗户，如图 1-2 所示。 图 2剪力墙布置（2） 注：1、1800mm 为窗宽，1400mm 为 翼缘长度，其中 600mm 为现浇，400mm 为预 制； 2、 梁带外隔墙 （含窗户） 与 400mm 剪

5、力墙一起预制， 再把钢筋锚入 600mm 现浇 混 凝土中； 3、箭头处在层高方向，与 400mm 预制边缘构件整体相连，由于开了很大的窗洞，在 箭头处是薄弱部位（地震作用时） ，不会与边缘构件形成整体一起受力，不应有安全问题。 （3）剪力墙与带梁隔墙的连接，主要是满足梁的锚固长度，在平面内一般不会出现问题， 因为往往暗柱留有 400mm 现浇（200 厚墙）或者与暗柱一起预制；一字型剪力墙平面外 一侧伸出的墙垛一般可取 100mm（可能出现套筒个数太多，不好安装。 无论在剪力墙平 面内还是平面外， 门垛或者窗垛200mm 或者为 0mm。 当梁钢筋锚固采用锚板的形式时， 梁纵筋应14mm（2

6、00 厚剪力墙） 。 (4)有时候梁带墙一起预制，起重质量过大，不得不把剪力墙的长度加大； （5）有时候，门跺部位预制构件长度太短，可以让其与剪力墙一起预制，加大剪力墙长 度； (6）剪力墙结构中梁无论现浇预制，面筋一般一排 2 根钢筋，最多做 2 排(现浇时，从理 论上面筋可以放三根 18，但施工时无法浇筑混凝土） 。 (7)电井旁边管线较多时，现浇部分厚度一般 6080mm，以 80mm 居多。 (8)尽量将柱子的截面尺寸一样，模具不变，根数相同，直径不相同。剪力墙与连梁也是 一样，根数一样，直径不一样，侧模不变。 (9)板跨 6m 以上用预应力，效果比较好，才比较经济，主要是挠度。所以一

7、棟房屋中， 建议采用双向叠合板（桁架钢筋）+单项预应力叠合板，这样一般比较经济。 墙拆分：墙拆分： 装配整体式剪力墙结构中墙的拆分方法有很多，常规拆分方法如（1）（6）所示， 但也存在不少问题，本文分为三部分：第一部分为：墙常规拆分方法、第二部分为：分析问 题与解决问题的拆分方法、 一：墙常规拆分方法一：墙常规拆分方法 （1）对于装配式剪力墙结构，L、 T 形等外部或内部剪力墙中墙身长度1000mm 时，墙 身（非阴影部分）一般预制，但其边缘构件处现浇（图 1图 5 中阴影部位） 。外隔墙（带 梁）一般为预制，如图 3 所示。 图 3 剪力墙工艺设计（1） 注 1 ：边缘构件现浇，基于以下因素

8、设计：第一是受力的角度，边缘构件为重要受力部位，应该现浇；第 二，边缘构件两端一般为梁的支座，梁钢筋在此部位锚固，应该做成现浇。 2 预制外墙比较短且全部都开窗或者门洞时， 预制外墙可以与相邻剪力墙的边缘构件 （暗柱） 一起预制， 将现浇部位向内移。 3 如果预制长度太短， 在满足起吊总重量的前提下， 该范围的剪力墙可以与边缘构件及外隔墙带梁一起 预制，减少装配构件的个数。 （2）L、 T 形等形状的外部或内部剪力墙中暗柱长度范围内平面外没有与之垂直相交的梁 时，如果满足起吊重量，此暗柱与相邻的外隔墙（带梁） 、墙身进行预制，如图 4 所示。 图 4 剪力墙工艺设计（2） （3）外隔墙或内隔墙

9、垂直方向一侧有剪力墙与之垂直相交时，如果满足起吊重量，可将隔 墙连成一块，方便吊装与施工，与剪力墙的连接如图 5 所示。 图 5 剪力墙工艺设计（3） （4）现场装配的外部剪力墙设计时，图 6 中暗柱区域现浇，此时尚存 200mm 长度的施工 空间，现场施工困难，可采用图 7 中的设计方法。 图 6剪力墙工艺设计（4） 图 7剪力墙工艺设计（5） （5）电梯井、楼梯处的剪力墙宜现浇。 （6） 剪力墙与带梁隔墙的连接，主要是满足梁的锚固长度，在平面内一般不会出现问题， 因为往往暗柱留有 400mm 现浇（200 厚墙）或者与暗柱一起预制；一字型剪力墙平面外 一侧伸出的墙垛一般可取 100mm，门

10、垛200m，整体预制时可为 0。 无论在剪力墙平 面内还是平面外，门垛或者窗垛200mm 或者为 0（留刀把） 。当梁钢筋锚固采用锚板的 形式时，梁纵筋应14mm（200 厚剪力墙，平面外） 。需要注意的是，现浇暗柱的位置可 以在图集规定的位置附近转移。 二、分析问题与解决问题的拆分方法二、分析问题与解决问题的拆分方法 （1）图 8 中，梁带隔墙中的外隔墙会直接传力给下一层梁，并逐渐累加至以下几层，实际 受力与计算模型不符合，本工程在重新进行拆分时，将 400mm 长现浇部分转移，剪力墙 下面隔一定间距布置 20mm 厚垫块，梁带隔墙下不布置，很好的解决了以上问题，如图 9 所示。 图 8 图

11、 9 （2）图 10 中楼梯间外墙采用现浇时，会导致施工周期延长，成本增加等，本工程在重新 进行设计时，加大楼梯间相邻板厚，让预制楼梯梯段两侧的剪力墙全部为预制，很好的解决 了以上问题，拆墙方法如图 11 所示。 图 10图 10 图 11 注：图中虚线为预制梯段板范围。 (3)预制化率不高 装配式混凝土结构技术规程中规定构造边缘构件可以采用“预制+构造”的施工方 法，经相关的研究，把“XX 技术”应用到构造边缘构件中，通过在预制剪力墙上开缺，能 提高结构预制化率，采用新的拆墙工艺设计原则后，墙拆如图 9、图 11图 13 所示。 图 12 注：1 图中现浇长度为 700mm，是因为现浇段附近

12、（预制部分）有垂直相交的梁带隔墙，为了让隔墙不留 缝，人为加长了现浇段； 2 现浇段长度，有的产业化公司为了方便施工，取 500mm，而不取 400mm。 图 13 注：边缘构件上开缺，用现浇混凝土与叠合梁进行连接。 板拆分板拆分 剪力墙结构中板拆分 一 预制楼板平面布置图 预制楼板平面布置如图 14 所示。 一 预制楼板平面布置图 预制楼板平面布置如图 14 所示。 图 14预制楼板平面布置 二 预制楼板平面布置 二拆板原则 根据供应商提供的数据，板最大宽度只能做到 2400mm，且本工程板厚140mm， 尽量做成 130mm。根据计算，当叠合板厚度取 130mm（70 预制+60 现浇）

13、，预应力筋采 用 4.8mm 螺旋肋钢丝时，板最大长度一般不应超过 4800mm； 由于该剪力墙结构中很少有次梁，基本上为大开间板且左右及上下板块之间具有对成 型，总结出如下拆板原则： （1）当板短边 a=24004800，长边 b=a8000mm，一般以长边为支座比较经济，板 在安全的前提下，让力流的传递途径短，这样比较节省。在拆分时，由于剪力墙结构中除了 走廊，其它开间很少有8000mm，所以一般每块板的宽度可为：b/2 或 b/3，在满足板 宽2400 时尽量让板块更少；如图 15 所示。 图 15板拆分（1） （2）当板短边长在 1200mm2400mm，长边很长时，则可以以长边为支座

14、，预应力筋 沿着板长跨方向，但不伸入梁中，板受力钢筋沿着短方向布置。如图 16 所示。 图 16板拆分（2） （3）当短边尺寸2400mm，长边尺寸4800mm 时，此时可以布置一块单独的单向预 应力板，但板四周都是梁时，可以以长边为支座，让力流的传递途径短，这样比较节省，如 图 17 所示。当四周支座有剪力墙与梁时，应该让支座尽量为剪力墙，这样传力直接，能增 加结构的安全性，如图 18 所示。 图 17板拆分（3） 图 18板拆分（4） （4）拆分板时，尽量避免隔墙在板拼装缝处。 在实际工程中，当允许板厚（预制+现浇）可以做到 160180mm 时，在板宽 2400mm 时，板的最大跨度可以

15、做到 7.0m 左右(板连续） ，此处拆板原则会与以上原则有 很大的不同，一般可以以“短边”为支座，能减小拆分板的个数，减小生产、运输及装配时 的成本。不同的产业化公司有不同的拆板原则，某产业化公司拆板时，以 2400mm 与 1100mm 宽的单向 预应力叠合板为模数，外加宽度为 2000mm 左右 12 种机动板宽，板 侧铰缝连接板规格可为 200mm 或 300mm，尽量密拼，总板厚为 130mm180mm，最 大跨度不超过 7.2m（板连续时） ，则拆板原则又和以上拆板原则有很大不同，一般以短边 为支座，最好的办法是建筑户型尺寸应进行模块化设计，尽量与拆板原则一致，方便拆板、 生产及装

16、配。 板 侧铰缝连接板规格可为 200mm 或 300mm，尽量密拼，总板厚为 130mm180mm，最 大跨度不超过 7.2m（板连续时） ，则拆板原则又和以上拆板原则有很大不同，一般以短边 为支座，最好的办法是建筑户型尺寸应进行模块化设计，尽量与拆板原则一致，方便拆板、 生产及装配。 其它（大杂烩）其它（大杂烩） 1.两个垂直相交次梁拆分时，一般一级次梁现浇。如果采用该梁垂直部分预留后浇段，则需 要预留套筒或者甩钢筋，一般不用后者，除非预制次梁跨度较大。 2.拆分时，传力是否与计算假定相符合，少出现连续传力或者传力说不清的情况。 3.空调板上不适宜有预制墙，可以采用百叶， 4.板跨度大于 4.5m 时，重点算挠度和裂缝； 5.磨具大小应该比设计时小 23mm； 6.脱模时强度应15N/mm2，出货日强度应30N/mm2； 7.柱子比较密时，允许现浇； 8.板搭接长度宜取 10mm，考虑制作误差； 9.与电梯井相邻的梁，一般可以不做，用厚板传递水平力（做虚梁） ； 10.楼梯间在梯梁位置一般向外移 300； 11.