装配整体式剪力墙结构体系的研究.doc

装配整体式剪力墙结构体系的研究 梁彦LIANGYan （山东博远建筑设计有限公司，泰安271000） （ShandongBrainyArchitecturalDesignCo.，Ltd.，Taian271000，China） 摘要：装配式剪力墙住宅的特点是应用钢筋混凝土预制外墙、预制内墙、预制楼梯、叠合楼板、阳台板、空调板等预制构配件和功能性部品，通过工厂预制、机械化装配并考虑装修需求预留接口。 Abstract:Fabricatedshearwallhouseistousetheprefabricatedparts,suchasprecastreinforcedconcreteexteriorwall,prefabricatedinteriorwall,prefabricatedstairs,laminatedfloor,balconypanels,airconditioningpanelsandsoon,andthefunctionalponents,andconsidertherenovationneedsforasideinterfacethroughprefabricationandmechanizationassembly. 关键词：装配式；剪力墙；预制；节点 Keywords:fabricated；shearwall；prefabricated；node ：TU375：A ：1006-4311（xx）06-0105-02 1目前国内住宅市场及施工现状 经过近10年的发展，我国装配式住宅虽已取得长足发展，但在实施中仍面临诸多技术衔接问题。就我国目前情况来看，这一过程仍需经历很长一段时间。对于混凝土建筑，从施工生产的角度来看，建筑物的主体一般由梁、板、墙、柱等基本构件以及围护结构组成，而不同的构件和围护结构具有不同的施工特点，其施工生产所需要的物资和人力消耗水平差异较大，施工质量控制的难度也不相同，施工速度也有很大差别，例如：在传统的混凝土结构施工中，梁、板、阳台等水平构件的施工，由于需要搭设满堂的脚手架和模板才有工作面，占用了较多的人力和物资资源，而墙、柱等垂直承重构件施工时占用场地相对较小；总体上来说传统工法由于受到场地、天气、人员等条件或因素的影响，在建筑质量方面会存在许多的质量通病，如果将现浇施工的工法改变为预制为主的施工工法，把现场难以施工的部分构件转移到工厂里预制加工成半成品，就可以消除大部分的质量通病，从而提高建筑物的整体质量水平，同时能加快建设的速度、降低物料和人工的消耗水平。 2装配式预制混凝土结构（PC）技术简介 用预制和预应力混凝土做成的构件就叫PC构件，PC中包含了两种技术，其一是预制（PCa）的技术，其二是预应力（PS）技术。这是一种不同于现浇混凝土结构的新型结构体系。按照组成建筑的构件特征和性能划分，装配式混凝土结构建筑的基本预制构件包括：预制楼板（含预制实心板、预制空心板、预制叠合板、预制阳台）；预制梁（含预制实心梁、预制叠合梁、预制U型梁）；预制墙（含预制实心剪力墙、预制空心墙、预制叠合式剪力墙、预制非承重墙）；预制柱（含预制实心柱、预制空心柱）；预制楼梯（预制楼梯段、预制休息平台）；其他复杂异形构件（预制飘窗、预制带飘窗外墙、预制转角外墙、预制整体厨房卫生间、预制空调板等）。各种预制构件根据工艺特征不同，还可以进一步细分，例如预制叠合楼板包括预制预应力叠合楼板（南京大地为代表）、预制桁架钢筋叠合楼板（合肥宝业西韦德为代表）、预制带肋预应力叠合楼板（PK板）（济南万斯达为代表）等，预制实心剪力墙包括预制钢筋套筒剪力墙（北京万科和榆构为代表）、预制约束浆锚剪力墙（黑龙江宇辉为代表）、预制浆锚孔洞间接搭接剪力墙（中南建设为代表）等，预制外墙从构造上又可分为预制普通外墙（长沙远大、深圳万科为代表）、预制夹心三明治保温外墙（万科、宇辉、亚泰为代表）等，总之，预制构件的表现形式是多样的，可以根据项目特点和要求灵活采用，在此不一一赘述。 3世界各国装配式预制混凝土结构技术发展 大板住宅是第二次世界大战以后发展起来的，到20世纪80年代装配式混凝土建筑的应用达到全盛时期。日本认为预制装配建筑分为：预制混凝土（PCa）与预应力混凝土（PC）。日本的PC主要应用在装配式框架结构，采用预应力方式压接，属装配速度快的“干节点”。 日本最初的工业化建造混凝土结构为由木木结构转化成的轴线框架结构。由预制混凝土构件组拼的柱与梁结合部位不可能形成无转动的刚性节点，必须设置梁柱间的剪刀撑。解决该问题的出路是采用剪力墙结构体系，预制混凝土剪力墙的装配结构是一流的结构形式。 4全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系） 装配式剪力墙住宅的特点是应用钢筋混凝土预制外墙、预制内墙、预制楼梯、叠合楼板、阳台板、空调板等预制构配件和功能性部品，通过工厂预制、机械化装配并考虑装修需求预留接口。 根据日本、香港等地的调研和过往经验，这种住宅的设计中，合理应用PC构件尤为重要。首先，完全预制没有必要，适当的现场浇筑和施工是需要的，也是保证质量和安全的必要手段。其次，过小规模的预制装配不能发挥工业化住宅的特点，反而增加了施工现场预制吊装与现浇作业之间的矛盾。因此我们要努力探索预制构件使用的合理规模，节省工期、提高效率、提升品质，推动住宅产业化的发展。全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系）的工艺流程：施工准备定位放线预留插筋校正竖向构件吊装竖向构件校正及临时支撑安装浆锚节点灌浆水平构件吊装水平构件节点钢筋绑扎叠合板钢筋绑扎坚向构件节点钢筋绑扎节点模板安装节点及叠合板混凝土浇筑。 工厂制作的高质量预制板与基础可靠连接，板与板连接牢靠，成为从基础、楼板、墙板与屋面的整体板式结构。例如由8榻榻米（0.91.8m）大板组成的房间，墙板为4块，楼板为2块可以构成抗震性能不错的房子。壁板内配置双层细钢筋网，板内预埋波纹管，插入直径16mm的钢筋使结构成一体。安装顺序为：基础（1层楼板）1层墙板2层楼板2层墙板屋面。墙板与墙板的竖向拼缝采用的连接方法希望能保证等同于无拼缝的结构相同的承载力。 全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系）技术的关键节点及楼板叠合层均采用现浇处理，既增加了结构的整体性，达到与现浇结构“同等型”;又解决了建筑部件、暖通空调、给排水系统、电气系统等建筑和设备专业的要求，做到了协调统一、优化配置，在不降低结构安全性的前提下，优化了建筑性能和功能。剪力墙结构是多层和高层住宅建筑中最常用的建筑结构形式，从国内外目前的研究和实践经验来看，受力合理，方便施工的墙板节点和接缝设计成为装配式剪力墙结构设计的关键技术，是决定该结构形式能否形成推广应用的极为重要的影响因素。 预制装配式剪力墙结构体系可以分为：部分预制剪力墙结构体系和全预制剪力墙结构体系。该结构体系的预制化率高，但是拼缝的连接构造比较复杂、施工难度也较大，从而难以保证使其完全等同于现浇剪力墙结构。 5预制装配剪力墙结构面对的挑战和如何破解迷题 装配式混凝土剪力墙结构的研究和应用虽然取得很大的进步，但仍然存在很多问题，值得我们进行深入的调查和研究：建筑工人的劳动力不足和人工费大幅上涨导致更多的企业寻求新的出路。预制装配结构如何与现有以现浇混凝土为基础的结构设计与施工质量验收规范匹配适应。预制装配剪力墙结构的竖向钢筋连接与水平拼缝处理是核心问题和难题。高层住宅建筑平面布置和结构剪力墙布置与预制装配方法协调的问题。多个工程实践与探索形成的共识点：1）楼梯的预制值得肯定，可以节省大量的施工人工。2）叠合楼板值得肯定，可以节省大量模板支撑两种预制叠合楼板。3）预制阳台板与空调板。预制阳台板，一定要求与叠合现浇梁板形成整体防止渗漏。预制空调板，一定与楼板，叠合现浇成整体。4）外墙板保温装饰一体化值得重视。预制装配式混凝土剪力墙结构深切符合了我国“十二五”规划中提出资源节约、环境友好的社会主义要求，是实