裝配式結(jié)構(gòu)最大的特點就是等同于現(xiàn)澆,由于裝配式結(jié)構(gòu)是由預(yù)制柱、預(yù)制剪力墻、疊合梁、疊合板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺等構(gòu)成,構(gòu)件在進行計算時,調(diào)整系數(shù)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有細微的差別。
1、預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計
裝配式結(jié)構(gòu)在進行結(jié)構(gòu)布置時,為了減少裝配的數(shù)量及減小裝配中的施工難度,往往不設(shè)置次梁。在進行梁柱等構(gòu)件布置時,應(yīng)提前知道工廠生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)構(gòu)件截面尺寸的邊界條件,否則設(shè)計的構(gòu)件無法生產(chǎn)。在進行剪力墻布置時,墻的布置應(yīng)盡量去方便工藝拆分。
板的傳力模式應(yīng)根據(jù)產(chǎn)業(yè)化公司板的類型確定,如果采用雙向疊合板,則可以不改變受力模式,如果采用單向預(yù)應(yīng)力疊合板或者單向預(yù)應(yīng)力空心板,則應(yīng)把板的受力模式改為對邊傳到,單向傳力。樓板的配筋,在非主要受力方向,應(yīng)該進行包絡(luò)設(shè)計(構(gòu)造+現(xiàn)澆厚度雙向板該方向計算)。
裝配式結(jié)構(gòu)用PKPM等軟件進行計算時,周期折減系數(shù)梁剛度增大扭矩折減系數(shù)等與傳統(tǒng)設(shè)計有細微的差別,在設(shè)計中應(yīng)認真對待。
裝配式結(jié)構(gòu)在繪制施工圖時,應(yīng)盡量減少柱或者剪力墻邊緣構(gòu)件中的套筒個數(shù),節(jié)省造價。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻進行布置時,除了按傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)中的思維去布置剪力墻外,還應(yīng)注意如下要點:
(1)在對剪力墻結(jié)構(gòu)進行布置時,多布置L、T型剪力墻,少在L、T型剪力墻中再加翼緣,特別是外墻,否則拆墻時被拆分的很零散。
(2)剪力墻結(jié)構(gòu)中翼緣長度,有兩種不同的思路:
第一種是,對于L型外墻翼緣長度一般≦600mm,T型翼緣分長度一般≤1000mm(防止邊緣構(gòu)件現(xiàn)澆長度太長而在澆筑中出現(xiàn)問題),在門窗處留出≥200mm的門垛,如圖1所示:
1、1800mm為窗寬,200mm為留出的窗垛(方便拆分),1000mm為翼緣長度;
2、箭頭處在層高方向,只有梁與現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件鋼筋進行錨固,在其下的200mm窗垛與現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件之間沒有鋼筋連接,只有預(yù)制混凝土與現(xiàn)澆混凝土相連,咬合力不是很好,在地震作用時是薄弱部位,不會與邊緣構(gòu)件形成整體一起受力,不應(yīng)有安全問題。
3、當窗垛≥600mm時,可以做空心外隔墻,也能與現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件在交接處形成薄弱部位,不會與邊緣構(gòu)件形成整體一起受力,不應(yīng)有安全問題。
4、裝配式規(guī)范要求約束邊緣構(gòu)件部位宜現(xiàn)澆,且窗戶一般應(yīng)帶≥200的垛,所以留出200mm的混凝土垛也是出于此方面考慮。
第二種是,對于L型外墻翼緣長度可≥600mm,T型翼緣分長度可≥1000mm,翼緣端部頂著窗戶,如圖1-2所示:
1、1800mm為窗寬,1400mm為翼緣長度,其中600mm為現(xiàn)澆,400mm為預(yù)制;
2、梁帶外隔墻(含窗戶)與400mm剪力墻一起預(yù)制,再把鋼筋錨入600mm現(xiàn)澆混凝土中;
3、箭頭處在層高方向,與400mm預(yù)制邊緣構(gòu)件整體相連,由于開了很大的窗洞,在箭頭處是薄弱部位(地震作用時),不會與邊緣構(gòu)件形成整體一起受力,不應(yīng)有安全問題。
(3)剪力墻與帶梁隔墻的連接,主要是滿足梁的錨固長度,在平面內(nèi)一般不會出現(xiàn)問題,因為往往暗柱留有400mm現(xiàn)澆(200厚墻)或者與暗柱一起預(yù)制;一字型剪力墻平面外一側(cè)伸出的墻垛一般可取100mm(可能出現(xiàn)套筒個數(shù)太多,不好安裝。無論在剪力墻平面內(nèi)還是平面外,門垛或者窗垛≥200mm或者為0mm。當梁鋼筋錨固采用錨板的形式時,梁縱筋應(yīng)≤14mm(200厚剪力墻)。
(4)有時候梁帶墻一起預(yù)制,起重質(zhì)量過大,不得不把剪力墻的長度加大;
(5)有時候,門跺部位預(yù)制構(gòu)件長度太短,可以讓其與剪力墻一起預(yù)制,加大剪力墻長度;
(6)剪力墻結(jié)構(gòu)中梁無論現(xiàn)澆預(yù)制,面筋一般一排2根鋼筋,最多做2排(現(xiàn)澆時,從理論上面筋可以放三根18,但施工時無法澆筑混凝土)。
(7)電井旁邊管線較多時,現(xiàn)澆部分厚度一般60~80mm,以80mm居多。
(8)盡量將柱子的截面尺寸一樣,模具不變,根數(shù)相同,直徑不相同。剪力墻與連梁也是一樣,根數(shù)一樣,直徑不一樣,側(cè)模不變。
(9)板跨6m以上用預(yù)應(yīng)力,效果比較好,才比較經(jīng)濟,主要是撓度。所以一棟房屋中,建議采用雙向疊合板(桁架鋼筋)+單項預(yù)應(yīng)力疊合板,這樣一般比較經(jīng)濟。
2、墻體的拆分
(1)對于裝配式剪力墻結(jié)構(gòu),L、T形等外部或內(nèi)部剪力墻中墻身長度≥1000mm時,墻身(非陰影部分)一般預(yù)制,但其邊緣構(gòu)件處現(xiàn)澆(圖1~圖5中陰影部位)。外隔墻(帶梁)一般為預(yù)制,如圖3所示。
1.邊緣構(gòu)件現(xiàn)澆,基于以下因素設(shè)計:第一是受力的角度,邊緣構(gòu)件為重要受力部位,應(yīng)該現(xiàn)澆;第二,邊緣構(gòu)件兩端一般為梁的支座,梁鋼筋在此部位錨固,應(yīng)該做成現(xiàn)澆。
2.預(yù)制外墻比較短且全部都開窗或者門洞時,預(yù)制外墻可以與相鄰剪力墻的邊緣構(gòu)件(暗柱)一起預(yù)制,將現(xiàn)澆部位向內(nèi)移。
3.如果預(yù)制長度太短,在滿足起吊總重量的前提下,該范圍的剪力墻可以與邊緣構(gòu)件及外隔墻帶梁一起預(yù)制,減少裝配構(gòu)件的個數(shù)。
(2)L、T形等形狀的外部或內(nèi)部剪力墻中暗柱長度范圍內(nèi)平面外沒有與之垂直相交的梁時,如果滿足起吊重量,此暗柱與相鄰的外隔墻(帶梁)、墻身進行預(yù)制,如圖4所示。
(3)外隔墻或內(nèi)隔墻垂直方向一側(cè)有剪力墻與之垂直相交時,如果滿足起吊重量,可將隔墻連成一塊,方便吊裝與施工,與剪力墻的連接如圖5所示。
(4)現(xiàn)場裝配的外部剪力墻設(shè)計時,圖6中暗柱區(qū)域現(xiàn)澆,此時尚存200mm長度的施工空間,現(xiàn)場施工困難,可采用圖7中的設(shè)計方法。
(5)電梯井、樓梯處的剪力墻宜現(xiàn)澆。
(6)剪力墻與帶梁隔墻的連接,主要是滿足梁的錨固長度,在平面內(nèi)一般不會出現(xiàn)問題,因為往往暗柱留有400mm現(xiàn)澆(200厚墻)或者與暗柱一起預(yù)制;一字型剪力墻平面外一側(cè)伸出的墻垛一般可取100mm,門垛≥200m,整體預(yù)制時可為0。無論在剪力墻平面內(nèi)還是平面外,門垛或者窗垛≥200mm或者為0(留刀把)。當梁鋼筋錨固采用錨板的形式時,梁縱筋應(yīng)≤14mm(200厚剪力墻,平面外)。需要注意的是,現(xiàn)澆暗柱的位置可以在圖集規(guī)定的位置附近轉(zhuǎn)移。
3、其他情況的拆分
(1)圖8中,梁帶隔墻中的外隔墻會直接傳力給下一層梁,并逐漸累加至以下幾層,實際受力與計算模型不符合,本工程在重新進行拆分時,將400mm長現(xiàn)澆部分轉(zhuǎn)移,剪力墻下面隔一定間距布置20mm厚墊塊,梁帶隔墻下不布置,很好的解決了以上問題,如圖9所示。
(2)圖10中樓梯間外墻采用現(xiàn)澆時,會導(dǎo)致施工周期延長,成本增加等,本工程在重新進行設(shè)計時,加大樓梯間相鄰板厚,讓預(yù)制樓梯梯段兩側(cè)的剪力墻全部為預(yù)制,很好的解決了以上問題,拆墻方法如圖11所示:
注:圖中虛線為預(yù)制梯段板范圍。
(3)預(yù)制化率不高
《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定構(gòu)造邊緣構(gòu)件可以采用“預(yù)制+構(gòu)造”的施工方法,經(jīng)相關(guān)的研究,把“XX 技術(shù)”應(yīng)用到構(gòu)造邊緣構(gòu)件中,通過在預(yù)制剪力墻上開缺,能提高結(jié)構(gòu)預(yù)制化率,采用新的拆墻工藝設(shè)計原則后,墻拆如圖9、圖11~圖13所示。
注:邊緣構(gòu)件上開缺,用現(xiàn)澆混凝土與疊合梁進行連接。