前言

　　為轉變經濟發展方式和建設資源節約型、環境友好型社會，大力推進現代建筑產業化，在遼寧省內乃至全國應用并推廣裝配整體式混凝土剪力墻結構。

　　在認真總結實踐經驗，大量搜集整理國內外相關規范、論文及試驗成果的基礎上，遼寧省地方標準《裝配整體式混凝土結構設計規程》（暫行）（DB21/T1868-2010）已于2011年2月1日實施，遼寧省地方標準《裝配整體式剪力墻結構設計規程》（暫行）（DB21/T2000-2012）也于2012年9月1日實施，為預制裝配式剪力墻結構的工程應用提供了技術支持，眾多高等院校及預制構件廠家的科研成果的大量涌現為預制裝配式剪力墻結構的工程應用提供了產品支持。下面以某工程中1#樓為例，介紹裝配整體式剪力墻結構的設計思路與方法。

　　1.項目簡介

　　本工程功能為住宅，地下為設備用房。樓長30.8m，樓寬12.7m，建筑高度54.2m，地下1層，地上18層，主要層高3m，軸要軸網尺寸4.8m×6.7m；結構型式為裝配整體式剪力墻結構。

　　2.設計目標

　　裝配整體式鋼筋混凝土剪力墻結構，主要受力構件由預制剪力墻、疊合梁、疊合板組成，采用有效現澆方式將預制構件連接成為整體的鋼筋混凝土剪力墻結構。本工程底部加強區剪力墻、梁板均采用現澆，底部加強區以上結構剪力墻板預制，邊緣構件及墻板之間連接部位現澆，預制剪力墻的豎向鋼筋采用套筒灌漿連接或約束漿錨搭接連接，套筒灌漿連接接頭等級為I級；水平鋼筋采用焊接連接或搭接連接。其他預制混凝土構件包括樓梯、陽臺、女兒墻、空調板及建筑維護墻等構件。作為結構整體豎向承重及抗側力體系的一部分，預制墻板以及與之相關的豎向和水平連接構件的性能，應具有承受設計規定的豎向靜荷載、水平風荷載以及地震作用的能力。

　　3.裝配整體式剪力墻結構概念設計

　　（1）注重建筑設計方案的概念設計：注重建筑方案的規則性，控制建筑的高寬比，本結構高寬比為4.3。

　　（2）基礎設計：根據現場土質情況，采取合理適宜的地基方案，適當提高基礎結構的整體性和剛度，盡量避免結構產生不均勻沉降。

　　（3）地下室：盡量加強地下室結構的剛度和整體性。鑒于地下室為上部結構的嵌固端，故其整體性和剛度對結構的整體抗震設計極為重要。

　　（4）底部加強部位：因為結構底部加強部位受力復雜且約束邊緣構件，為提高裝配整體式結構的整體抗震性能，底部加強區采用全現澆結構。

　　（5）其他結構抗震措施：適當提高結構的彈性剛度，在小震及中震作用下較小的層間位移角有利于發揮預制墻板的性能，保證墻板連接的可靠；嚴格控制剪力墻肢的軸壓比和剪壓比，保證結構具備良好的延性，保證結構的耗能能力；加強屋面結構的整體性，采用現澆混凝土梁板。

　　4.結構計算

　　裝配整體式剪力墻結構的計算分析方法與現澆剪力墻結構相同，墻采用墻元模擬，預制墻板之間采用整體式拼縫，預制墻板和拼縫作為同一墻肢建模。梁采用疊合梁，板采用疊合板，結構內力與位移計算考慮疊合板對梁剛度的增大作用，中梁剛度增大系數可取1.8，邊梁剛度增大系數可取1.2。結構計算采用“高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件-SATWE”進行結構整體分析，計算結果滿足規范要求。

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　　5.預制墻板的設計

　　試驗結果表明：裝配整體式剪力墻結構等同現澆，其抗震性能與現澆剪力墻極為相似。由于現澆拼縫的存在，對整體剛度有所削弱，在地震作用和風荷載作用下的位移略大于現澆結構，但延性略好于現澆結構。預制墻板之間采取可靠的連接方式后，具備等同現澆剪力墻結構的能力。故剪力墻配筋計算可等同現澆剪力墻結構。

　　由于預制墻板采用工廠預制等更能保證質量的措施，墻體本身的強度可靠度不低于現澆剪力墻結構，所以預制墻板四周連接面的形態與現澆拼縫的質量直接決定整體結構的抗震性能。在設計中，預制墻板水平接合面采用粗糙面，成型方法為露骨料化學成型法，凹凸不小于4mm；豎向接合面做成槽鍵，槽鍵長度方向垂直于主剪力方向。

　　預制墻板配筋設計同現澆剪力墻結構，對端開間山墻配筋適當加強。

　　6.預制墻板之間的連接設計

　　預制墻板上端與水平現澆帶的連接縫可不進行抗剪承載力計算。上層預制墻板與樓板之間的水平縫采用灌漿連接，灌漿料抗壓強度高于預制墻板，其性能應與套筒灌漿料或約束漿錨灌漿料的性能接近。

　　因剪力墻抗震等級為三級，需進行下面三種工況下接縫的抗剪承載力計算：

　　（1）持久、短暫設計狀況，接縫的抗剪承載力設計值大于相應剪力設計值的1.2倍；

　　（2）小震作用下，接縫的抗剪承載力大于相應考慮地震作用組合的剪力設計值的1.2倍；

　　（3）中震作用下，接縫的抗剪承載力大于相應考慮地震作用組合的剪力標準值的1.2倍；

　　經實際驗算，預制墻板之間的受剪、受拉、受彎即抗壓均滿足相應規范要求。構造加強措施如下：當采用套筒連接時，在結構總高的下部二分之一高度范圍內，山墻及端開間外縱墻豎向連接鋼筋面積不低于預制墻板鋼筋的1.2倍；其他部位豎向連接鋼筋的面積不得低于預制墻板配筋的1.1倍。豎向鋼筋連接區域水平鋼筋加密至100mm。當采用約束漿錨搭接連接時，豎向鋼筋宜每根都進行連接，豎向鋼筋連接區域水平鋼筋加密至100mm。

　　在設計中采用底部加強部位全現澆，之上墻板預制，邊緣構件現澆的方法實現整體裝配的剪力墻結構。

　　7.疊合梁、疊合板及樓梯的設計

　　預制墻板洞口上方的預制連梁應與水平現澆帶形成疊合連梁。預制連梁的箍筋應伸出其上表面，水平現澆帶的縱筋應穿在箍筋內。如預制墻板為倒L形，預制連梁一端宜設置現澆邊緣構件，連梁縱筋應錨固在現澆邊緣構件內，連梁端部應做成粗糙面或者設置鍵槽。

　　疊合板按同厚度的現澆板進行計算。疊合板跨度較大時，樓板內力和撓度應考慮預制板拼縫的影響進行調整。并根據計算結果設置抗剪鋼筋，樓板采用鋼筋桁架板。

　　樓梯預制，采用混凝土樓梯。樓梯斜板采用整體預制，不疊合。預制樓梯兩端宜分別為固定鉸和滑動鉸，并留出轉動的位移空間。

　　8.與拆分廠家的配合

　　裝配式剪力墻結構房屋施工圖和預制混凝土構件加工詳圖設計應滿足以下要求：

　　（1）施工圖應由設計單位完成。

　　（2）混凝土預制構件加工詳圖應有完整的預制混凝土構件拆分圖和排版圖。

　　（3）混凝土預制構件加工詳圖應由設計單位會簽確認。

　　預制剪力墻結構需要設計單位與構件拆分廠家緊密配合，方能保證預制剪力墻結構的設計質量達到預期目標。在我們設計過程中，拆分廠家給了我們很多中肯可行的建議，設計、拆分、施工之間密切配合方能為裝配整體式剪力墻結構的實現提供技術保障。

　　9.小結

　　經過實際工程設計，我們可以得出如下結論：裝配整體式剪力墻結構是能夠滿足抗震設計要求的，只要采取可靠的連接方式是可以達到與現澆剪力墻結構抗震性能接近的目標的。目前，裝配整體式剪力墻結構在全國范圍內尚處于起步階段，很多問題的研究也只停留在試驗階段，相信在政府的大力支持下，建筑產業化一定會迎來一個蓬勃發展的春天。