混凝土装配-现浇式剪力墙结构结构体系理解

装配-现浇式混凝土剪力墙结构体系理解长房集团设计工作室2015年3月15日目录一、结构体系简介二、结构设计方法三、混凝土装配-现浇式和现浇整体式剪力墙对比四、应关注的几个工程问题五、装配整体式剪力墙结构的技术发展六、结语一、结构体系简介1.装配-现浇式剪力墙结构结构体系组成预制剪力墙墙板和预制连梁—外墙板，内墙板…现浇剪力墙—内墙，楼电梯间…水平现浇带和圈梁—沿预制墙板全长设置竖向现浇段—预制墙板之间整体式楼盖—叠合楼盖，现浇楼盖装配-现浇式剪力墙结构形式：预制套筒灌浆连接式剪力墙叠合式剪力墙。P1一、结构体系简介1.装配-现浇式混凝土剪力墙结构通过采取结构整体设计、预制构件的连接设计和构造设计，使结构整体性能可以实现与现浇剪力墙结构的整体性能相似目前，装配整体式剪力墙结构的基本设计方法是基于结构整体性能基本等同现浇结构的概念建立的。P2一、结构体系简介2.装配-现浇式剪力墙结构的整体性能具有与现浇结构相似的空间刚度具有与现浇结构相似的整体性具有与现浇结构相似的承载能力具有与现浇结构相似的变形能力结构整体的屈服机制和耗能能力与现浇结构相似P3一、结构体系简介3.装配-现浇式剪力墙结构的连接整体式连接的要求使主体结构材料（混凝土和钢材等）连续满足结构整体性能要求，并与结构设计模型相一致满足抗震可靠性的要求，提高经济性满足建筑正常使用要求，保证建筑的气密性、水密性和抗裂等性能满足生产工艺要求，提高生产设备的利用率和构件质量满足安装施工的简便性要求，保证安装施工的可靠性，提高施工建造效率P4一、结构体系简介4.装配-现浇式剪力墙结构的连接混凝土的连接混凝土界面宜首选粗糙面，并根据连接性能的要求，对粗糙面的凸凹度和抗剪键槽的尺寸等做出规定注：表中★代表适宜采用的连接方案；☆代表可以采用的连接方案，但存在一定的技术限制或结构设计特殊需求；○代表不应选用或连接部位可不采用的连接方案预制构件类型预制墙板叠合梁叠合板连接部位底面顶面侧面顶面端面预制板顶/侧面粗糙面★★★★★★抗剪键槽小☆○☆○★○大★○○☆○P5一、结构体系简介钢筋的连接满足预制构件传力的需要满足结构安全可靠、经济合理的要求满足安装施工操作简便、质量可控的要求P6一、结构体系简介钢筋的连接预制剪力墙竖向分布钢筋连接套筒布置示意1一不连接的竖向分布钢筋；2—连接的竖向分布钢筋；3—连接接头P7一、结构体系简介钢筋的连接墙与基础的连接（叠合式剪力墙）1—预制混凝土；2—连接钢筋；3—现浇混凝土；4—止水带P8一、结构体系简介钢筋的连接夹心墙与楼板的连接（叠合式剪力墙）1—玄武岩连接筋；2—上层墙板；3—下层墙板；4—叠合式剪力墙外层；5—保温层；6—叠合式剪力墙中间层；7—叠合式剪力墙现浇层；8—叠合式剪力墙内层；9—叠合楼板预制层；10—叠合楼板现浇层；11—上下层墙板内竖向钢筋搭接；12—现浇混凝土；13—桁架钢筋；14—箍筋；15—叠合式剪力墙支撑脚P9一、结构体系简介钢筋的连接墙与楼板的连接（叠合式剪力墙）1—上层墙板；2—下层墙板；3—叠合剪力墙预制层；4—叠合剪力墙现浇层；5—叠合楼板预制层；6—叠合楼板现浇层；7—上下层墙板内竖向钢筋搭接；8—现浇混凝土；9—桁架钢筋；10—箍筋；11—叠合式剪力墙支撑脚P10一、结构体系简介钢筋的连接水平连接方式构造示意A—现浇段边缘构件区；B—预制剪力墙墙身；C—预制墙板；1—现浇段边缘构件纵筋；2—现浇段边缘构件箍筋；3—现浇段边缘构件拉筋；4—水平连接钢筋P11一、结构体系简介钢筋的连接墙与边缘构件的连接（叠合式剪力墙）1—叠合式剪力墙预制层；2—叠合式剪力墙现浇层；3—现浇混凝土；4—箍筋；5—连接钢筋；6—桁架钢筋P12一、结构体系简介套筒灌浆连接接头—包括全灌浆和半灌浆套筒○特点：1）钢筋接头等级为I级，适用于大直径钢筋连接2）竖向钢筋连接多用半灌浆套筒接头，水平钢筋连接多用全灌浆套筒接头3）灌浆料为高性能补偿收缩水泥基材料，采用压力注浆○优点：1）技术成熟、可靠，适用于各种连接2）可以采用集中连接的形式，适用于钢筋的直接连接和间接连接等形式3）质量稳定，便于现场操作，可采用群灌技术注浆，施工效率较高○不足：1）灌浆料受施工阶段环境温度影响2）套筒及灌浆料的成本较高3）对预制构件生产的精度、安装施工的组织和管理要求较高P13一、结构体系简介5.现浇剪力墙宜均匀、对称布置，与预制墙板宜交错布置宜采用延性好的截面形状，如普通剪力墙肢和带翼缘的墙肢宜通过承载力的差异化设计，实现整体结构的抗震性能目标应关注模数化和标准化，墙体尺寸与模板协调等宜采用工厂加工或现场集中加工钢筋网片、骨架，通过整体安装连接等形式P14一、结构体系简介6.叠合楼盖适合于单向板、双向板、悬挑板和凸凹较小的异形板预制板宜采用整间的中大型板；也可采用标准宽度尺寸组合的方式，此时应注意施工安装效率；施工现场条件许可时，还可以采用现场预制的方式板厚≥110mm，（预制板厚度≥50mm，后浇叠合层厚度≥60mm。）预制板类型普通钢筋混凝土薄板—适用于小跨度叠合楼板带桁架钢筋的钢筋混凝土薄板—中、大跨度叠合楼板预应力薄板或带肋板—适用于较大跨度的叠合楼板P15一、结构体系简介7.装配-现浇式剪力墙结构设计的基本原则适合于规则性好的建筑结构方案在采用符合规范规定的设计方案和连接做法时，设计方法可以与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011和行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3中对现浇混凝土剪力墙结构的设计规定相一致P16一、结构体系简介8.结构装配方案装配整体式剪力墙结构体系应通过对项目的整体策划，确定具体的结构装配方案；装配方案宜在确保安全性的前提下，使建筑具备统一的质量标准、更好的经济性和更适宜的使用性能P17一、结构体系简介8.结构装配方案结构装配方案外墙—宜采用全装配方案○方案一：预制墙板+现浇节点（+预制外模板）○方案二：预制墙板+现浇节点+现浇墙体（+预制外模板）内墙—可以考虑采用部分装配方案○方案一、现浇剪力墙+预制墙板+现浇节点（+预制隔墙板）○方案二、现浇剪力墙（+预制隔墙板）P18二、结构设计方法1.设计流程整体策划→单体方案→初步设计→施工图→构件加工图整体策划—通过与建设方、建筑师的充分沟通，结合招标文件的规定、产业链资源、已有的成熟技术等条件，在项目实施的要求、目标、技术等问题上达成共识，并给出概念性方案技术和产品集成内容和方法结构的装配体系和装配方案预制构件产品类型和标准体系现阶段，尚宜将施工方案作为整体策划的重点内容之一P19二、结构设计方法1.设计流程单体方案—根据规划和建筑指标的规定确定建筑方案、结构方案等，方案尚应满足招标文件、经济指标、建造方式与工期、预制构件生产和运输条件等要求建筑体型—简单、规则、较少和较大尺度的凸凹、功能单元和拼接方式的标准化等—决定了预制墙板的类型、制作和安装的难易程度、结构合理性、装配效率和成本等初步分析结构整体性能，确定连接方案、计算模式等初步建立预制构件系统，并给出预制率、装配率指标，给出预制构件明细、模板等P20二、结构设计方法1.设计流程单体方案建筑门窗洞口尺寸和位置—使功能性与舒适性协调、建筑与结构协调—决定了预制墙板构件的标准化、组合性、经济性和生产安装的可操作性等建筑立面表达方式—充分发挥预制混凝土、模具以及预制构件生产工艺自身具有的的特点，通过色彩、质地、纹理、凸凹、线条等实现建筑表达的丰富性—决定了装配式建筑的经济性和生产、安装、连接方式等P21二、结构设计方法初步设计阶段的主要内容结构整体抗震、抗风和竖向承载能力的分析针对预制构件需要补充的设计内容：预制构件的模板图预制构件连接标准大样图形成预制构件明细表预制构件制作和安装的基本要求针对结构标准化的设计内容预制构件的标准化现浇结构的标准化连接做法的标准化P22二、结构设计方法初步设计阶段的主要工作内容经济和技术指标分析和优化本阶段需要进行沟通和工作协调的内容机电设备专业建筑专业精装修设计预制构件厂施工总承包分包单位必要时尚需进行结构设计的专项技术论证或评审P23二、结构设计方法施工图设计阶段的主要内容整体设计现浇结构设计—墙体、连梁、现浇段、现浇楼板/叠合楼板，水平现浇带和圈梁……预制构件设计—墙板、楼板、楼梯等连接设计—预制墙板底部水平缝验算、连接构造等施工图纸的补充要求预制构件明细表预制混凝土结构设计总说明预制构件模板图、配筋图、预埋件布置图预制构件安装、连接详图P24二、结构设计方法预制构件加工图设计阶段的主要内容基本模式由设计单位独立完成—设计单位具有专项化设计能力和经验由设计单位与预制构件厂联合完成—在设计单位的指导下的合作预制构件厂协助设计单位完成—预制构件厂提前介入责任划分设计单位—承担全部的设计责任构件加工单位—对制作和施工阶段的工况负责全面设计施工总承包单位—提出施工阶段的方案和要求作为预制构件厂的依据工作协调主要内容P25二、结构设计方法2.抗震计算—装配-现浇式剪力墙结构整体计算可根据建筑高度、规则性、高宽比、装配化率、抗震等级以及抗震性能目标等确定计算模型。P26二、结构设计方法3.装配-现浇式剪力墙结构整体设计原则应严格控制建筑的高宽比应避免结构产生较大的扭转效应应避免地基产生较大的不均匀沉降宜设置地下室，并加强地下结构的刚度和整体性底部加强部位宜采用现浇剪力墙结构应适当控制剪力墙墙肢的轴压比剪力墙墙肢宜采用延性较好的设计方案应保证预制墙板底面连接的可靠性应加强连梁的设计，选择适宜的截面高度和配筋构造P27二、结构设计方法4.预制墙板设计预制墙板截面形状的选择：一型、L型、U型和T型标准化和安装效率连接设在受力较小的部位适应预制构件厂的生产设备和工艺外墙板应与建筑立面特征相一致便于吊装和安装就位合理设置粗糙面P28二、结构设计方法4、预制墙板设计与制作和施工相关的预埋件P29二、结构设计方法4、预制墙板设计门窗洞口顶部的连梁窗下墙设计20400280125125500400280250250100100100400280250250100100100P30二、结构设计方法4、预制墙板设计预制墙板的节材问题与有效截面选择填充物的选择填充区的配筋构造整体计算中的简化模型填充区域的选择P31二、结构设计方法4、预制墙板设计灌浆连接套筒布置预制墙板内钢筋连接套筒布置示意A—墙体；1一套筒；2—竖向连接钢筋；3—竖向分布钢筋P32二、结构设计方法5.预制墙板连接设计一般情况下，对预制墙板顶面水平缝的承载力可不进行验算对预制墙板底面水平连接缝的承载力验算，应以预制墙板构件为基本构件单元，承载力验算以抗剪验算为主抗剪承载力验算的工况—多遇烈度和设防烈度地震作用抗剪承载力验算的要求—重要部位的连接强度应大于预制墙板强度抗剪连接可以设置钢板抗剪件抗剪计算湖南省地方标准—Vju=0.6fyAs＋0.8NP33二、结构设计方法6.叠合楼板设计叠合楼板可采用分离式或整体式拼缝的预制叠合板的形式。当采用分离式拼缝时，叠合板按同等厚度现浇混凝土双向板计算，对弯矩结果进行调整；当采用整体式接缝时，可按双向板设计。叠合板的预制板布置形式示意1一预制板；2—梁或墙；3—板侧分离式拼缝；4—板侧整体式接缝P34二、结构设计方法6.叠合楼板设计叠合板端及板侧支座构造示意1—支承梁或墙；2—预制板；3—纵向受力钢筋；4—附加钢筋；5—支座中心线P35二、结构设计方法6、叠合楼板设计叠合板板侧分离式拼缝构造示意1—后浇混凝土叠合层；2—预制板；3—后浇层内钢筋；4—附加钢筋P36二、结构设计方法6、叠合楼板设计叠合板整体式接缝构造示意1—通长构造钢筋；2—纵向受力钢筋；3—预制板；4—后浇混凝土叠合层；5—后浇层内钢筋P37三、混凝土装配-