双面叠合剪力墙体系对比与标准化设计研究_于洪平.pdf

1222023 No.1双面叠合剪力墙体系对比与标准化设计研究Research on Comparison and Standardized Design of Double-superimposed Shear Wall System于洪平 赵辉 马思遥 李碧淙 YU Hongping ZHAO Hui MA Siyao LI Bicong摘要对国内两种双面叠合墙体系进行对比分析，重点研究钢筋桁架叠合墙体系与钢筋焊接网叠合剪力墙结构设计、标准节点做法上的不同。在工程实践基础上，提出装配式叠合墙建筑在方案阶段的标准化设计与装配式拆分标准化设计建议，可为叠合墙体系装配式标准化设计提供参考。关键词装配式；双面叠合墙；标准化设计；构件拆分AbstractA comparative analysis of two domestic double-su-perimposed shear wall systems was conducted in this paper,and the differences in structural design and standardized joint practices between the steel truss double wall system and the welded steel fabric dou-ble-superimposed shear wall system was Introduced.On the basis of engineering practice,suggestions on the standardized design of precast double-super-imposed at the scheme stage and the standardized design of component splitting were raised,which can provide reference for the standardized design of dou-ble-superimposed shear wall system.Keywordsprecast;double-superimposed shear wall;standard-ized design;component splitting于洪平上海中森建筑与工程设计顾问有限公司装配式工程研究院研发部副经理，工程师，国家注册一级建造师赵辉上海中森建筑与工程设计顾问有限公司装配式工程研究院研发部经理，高级工程师，国家注册一级建造师马思遥上海中森建筑与工程设计顾问有限公司装配式工程研究院研发部产品经理，工程师李碧淙上海中森建筑与工程设计顾问有限公司装配式工程研究院研发部工程师，助理工程师0引言双面叠合剪力墙是指由两层集成钢筋笼的预制板形成空腔构造的预制混凝土构件，现场安装就位后空腔内浇筑混凝土形成整体受力结构，此体系结合了现浇和预制两种技术。叠合墙构件四周不出筋，构件标准化程度更高，可实现工业化生产，同时构件空腔内浇筑混凝土、钢筋间接搭接的连接做法可使剪力墙体系的整体性、防水性能更好，成为装配式全截面剪力墙体系之外的主要装配式体系。目前，国内两种叠合剪力墙体系主要包括钢筋桁架叠合墙体系与钢筋焊接网叠合剪力墙体系，全国范围内各地方设计及验收标准逐步发布并实施，各地对叠合剪力墙的预制率或装配率计算明确，考虑预制墙轮廓体积进行适当折减（0.71.0）计入预制墙方量，采用叠合剪力墙体系的项目陆续在北京、上海、西安、重庆、深圳等地得到应用。本文对以上两种体系的设计依据、设计节点进行对比分析，并结合实际工程项目的叠合墙标准化设计进行分析与论证。1体系对比叠合剪力墙体系源于德国，自2005年德国预制混凝土公司在我国合肥投建第一条叠合剪力墙体系流水线，叠合剪力墙体系逐步进入中国市场。经过技术迭代与实践应用，钢筋桁架叠合墙体系与钢筋焊接网叠合剪力墙体系是符合我国现阶段国情的叠合剪力墙体系，均可采用与现浇混凝土剪力墙结构相同的方法进行计算，两种体系不同点如下。1）设计依据钢筋桁架叠合墙体系设计依据为DG/TJ08-22662018装配整体式叠合剪力墙结构技术规程，钢筋焊接网叠合剪力墙体系设计依据为T/CECS5792019装配整体式钢筋焊接网叠合混凝土结构技术规程。2）叠合墙钢筋笼连接筋钢筋桁架叠合墙体系采用钢筋桁架，而钢筋焊接网叠合剪力墙体系采用钢筋焊接笼。3）最大适用高度钢筋桁架叠合墙体系最大适用高度有所降低（在7度设防烈度区降低30m），钢筋焊接网叠合剪力墙体系最大适用高度同装配国标。4）水平地震作用放大钢筋桁架叠合墙体系同一层内既有现浇墙肢又有预制墙肢，现浇墙肢水平地震作用弯矩、剪力应乘以不小于1.1的放大系数，后者不作要求。5）剪力设计值放大钢筋桁架叠合墙体系底部加强部位对剪力设计值进行放大调整（一级1.6，二级1.4，三级1.2），后者不作要求。6）节点做法对比如图15所示。双面叠合剪力墙水平缝连接节点桁架连接钢筋焊接笼连接（边缘构件部位）钢筋焊接笼连接（剪力墙部位）11a1b1c1a1b1c桁架钢筋楼层标高竖向连接钢筋搭接连接竖向连接钢筋搭接连接楼层标高楼层标高竖向连接钢筋搭接连接1.2laE（1.2la）1.2laE（1.2la）1.6laE（1.6la）1.6laE（1.6la）50501.2laE（1.2la）1.2laE（1.2la）50设计视界/DesignView1232023 No.12项目策划阶段标准化2.1平面设计1）建筑平面布置应按照通用化、模数化、标准化要求，少规格，多组合。2）建筑设计应综合协调建筑、结构、设备、内装等专业，并制定协同的施工组织方案。3）建筑平面布置宜规整、对称，避免大量凸凹。4）卫生间做法推荐不降板同层排水，避 免 沉 箱 同 层 排 水，此 做 法 通 常 降 板250400mm，对相邻叠合墙削弱较大，造成构件异形。2.2立面设计1）考虑符合规范的前提下，重视效率提升，优先考虑一体化保温外墙板及夹心保温叠合外墙板。2）通过构件的少规格、多组合（对称、重复）实现建筑的韵律美，选用轻质材料实现建筑立面线条的表达。3）装配式叠合墙体系与装饰构件结合（UHPC、GRC、陶粒板等），预制构件考虑埋件设计，实现建筑立面的灵活性。2.3结构布置1）宜选用结构单元模块大开间布局（空间灵活性），如图6所示。2）合理布置剪力墙、核心筒（集约，服务套型组合）。3）剪力墙形态宜规则，少转角及错位（避免梁的搭接节点处理以及复杂边缘构件）。4）剪力墙墙肢长度标准化（内剪力墙墙肢最宜实现标准化）。5）阳台设计优先考虑悬挑板实现（挑梁设置需布置内衬次梁，增加节点处理难度和全预制构件的复杂性）。6）避免设置高连梁（上翻至上一层窗下），如必要可设置双连梁。2a2b3a3b4b4d5b5d5432双面叠合剪力墙后浇段连接节点桁架连接钢筋焊接笼连接双面叠合剪力墙暗柱连接节点桁架连接钢筋焊接笼连接双面叠合剪力墙转角墙连接节点桁架连接（有模板）桁架连接（免模板）钢筋焊接笼连接（有模板）钢筋焊接笼连接（免模板）双面叠合剪力墙翼墙连接节点桁架连接（矩形）桁架连接（T形）钢筋焊接笼连接（矩形）钢筋焊接笼连接（T形）22a2b33a3b44a4b4c4d55a5b5c5d4a5a5c附加连接钢筋Asd-1附加连接钢筋Asd20bw1.2laE（1.2la）1.2laE（1.2la）bw且200laElaE200bw附加连接钢筋Asd-1附加连接钢筋Asd环状连接筋后浇混凝土墙段成型钢筋笼 叠合构件竖向插筋附加连接钢筋Asd环状连接筋 成型钢筋笼叠合构件竖向插筋后浇边缘构件bwlaE400附加连接钢筋Asd-1附加连接钢筋Asdbw101.2laE（1.2la）bw，400，对约束边缘构件尚应lc/2bwbf且300lcbfbw且300lc101.2laE（1.2la）水平连接筋边缘构件箍筋1.2laE（1.2la）10环状连接筋bwbf且300lclaE（la）bfbw且300lclaE（la）hw20laE（la）hwlaE（la）边缘构件范围环状连接筋后浇段边缘构件范围环状连接筋后浇段laE（la）hwlaE（la）2001.2laE（1.2la）1.2laE（1.2la）101.2laE（1.2la）10bf且300bwbf且3002bf2bf1.2laE（1.2la）10bflcbw且300环状连接筋laE（la）laE（la）bflcbw且300bf且300bwbf且3002bf2bflaE（la）边缘构件范围环状连接筋后浇段laE（la）laE（la）hwlaE（la）204c水平连接筋边缘构件范围后浇段1.2laE（1.2la）1.2laE（1.2la）200200hwhw1242023 No.17）剪力墙平面外支撑梁的设计需考虑铰接受力。8）与同一剪力墙平面外搭接的2根及以上的梁，建议梁高错开，避免底部钢筋集中锚固导致干涉碰撞。9）外围梁构件顶部钢筋建议采用通长筋，便于钢筋笼制作。10）梁底部钢筋根据计算需要部分进入锚固支座，避免采用22以上钢筋。11）建议边缘构件（暗柱）预制，同一暗柱钢筋配置尽量统一直径（1216）。12）外墙转角部位剪力墙布置宜延伸至窗边（便于外墙预制，避免非受力墙与剪力墙同一构件对结构整体刚度的影响），如必要可预留300mm长度，构件设计为预制梁下带围护墙体的独立构件且考虑此构件与剪力墙的弱连接。3叠合墙体系拆分标准化1）高层建筑叠合剪力墙结构底部加强区墙体宜采用现浇混凝土，当建筑高宽比满足JGJ32010高层建筑混凝土结构技术规程有关要求时，底部加强区也可采用叠合剪力墙。2）预制构件宽度尽量加宽（发挥叠合墙轻质优势），最大宽度宜控制在6m。3）外围叠合剪力墙布置宜交圈，现浇暗柱轮廓应考虑保温做法、空腔内环状钢筋摆放的操作空间及预制叠合墙标准化等要求。4）若实施外保温，推荐采用集成度更高的预制夹心叠合外墙板。当采用预制夹心叠合外墙板时，L或T形节点现浇部位按照GB500112010建筑抗震设计规范（2016年版）对抗震墙约束（构造）边缘构件范围进行预留。当采用普通叠合外墙板，L或T形节点约束边缘构件按建筑抗震设计规范对抗震墙约束边缘构件范围进行预留，构造边缘构件可考虑免模板最大化做法，如图7所示。5）凸窗构件根据外形分为立面平齐与窗洞局部外凸两类，对于立面平齐式凸窗构件，建议按内侧墙板现浇，仅预制外层墙板及上下挑板部分（挑板现浇或预制），对于窗洞局部外凸形式凸窗可考虑挑板同内墙一同预制。6）内部剪力墙宜与暗柱一体预制。7）采用叠合梁构件时应注意梁支座部位钢筋的布置，避免多根梁交于一处，应减少次梁的布置，采用大板布置。4结语本文基于叠合墙体系设计依据，对比分析钢筋桁架叠合墙体系与钢筋焊接网叠合剪力墙体系在结构设计及节点设计的不同，并对叠合墙体系在项目策划阶段、装配式扩初阶段的标准化设计提出如下建议。1）钢筋桁架叠合墙体系与钢筋焊接网叠合剪力墙体系均可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构设计，水平连接节点均采用钢筋间接搭接方式，具有连接可靠、自重更轻、四周无出筋、防水性能优越等优势。2）钢筋桁架叠合墙体系与钢筋焊接网叠合剪力墙体系在空腔内的竖向及水平向环状钢筋搭接长度不同。结构计算方面，钢筋桁架叠合墙体系采取更为保守的抗震措施，包括水平地震作用放大、底部加强部位剪力设计值放大、降低剪力墙体系最大适用高度。3）装配式建筑标准化设计应从方案策划阶段开始，建筑平面布置应按照通用化、模数化、标准化要求，少规格，多组合。4）装配式建筑结构设计宜选用结构单元模块大开间布局，合理布置剪力墙、核心筒，且剪力墙墙肢长度宜采用标准化设计。5）叠合剪力墙体系在拆分设计阶段考虑构件标准化，推荐采用集成度更高的预制夹心叠合外墙板，加大单构件拆分尺寸，提升装配效率。参考文献华东建筑设计研究院有限公司，宝业集团股份有限公司.装配整体式叠合剪力墙结构技术规程：DG/TJ 08