保温结构一体化网格剪力墙工业化农宅结构体系研究＊

文/正方利民工业化建筑科技股份有限公司 彭 雄 中国建筑设计研究院有限公司 彭 博 国家住宅与居住环境工程技术研究中心 姜中天 北京市大兴宏光新型保温建筑材料厂 付佩茹

1 保温结构一体化网格剪力墙工业化住宅结构体系的开发背景

2014年，北京市全面启动美丽乡村建设，提出从2014年起，全市通过整治、建设和发展，争取到2020 年郊区农村基本达到“村庄美、田园美、生活美、人文美”的“美丽乡村”目标，使郊区农村成为农民幸福宜居的生活家园和致富增收的就业田园，成为市民向往的休闲乐园。北京市的乡村具有丰富的自然、历史和文化资源，这为美丽乡村建设奠定了雄厚的基础。

另外，北京市及周边地区的经济发展水平与产业配套能力与我国绝大部分地区相比，具有得天独厚的优势。建筑部品部件生产企业、专业化设计机构、资质全面的施工单位和有着多年经验的开发单位均有雄厚的技术储备。未来的新农村建设，依托这一条件和优势，有条件在国内率先探索出一条以工业化生产带动美丽乡村建设的新路。

因此，开发高效、绿色、环保的现代工业化农宅建造技术与配套工法，功能性部品集成与接口技术，基于传统风貌的建筑立面、屋面造型及院落的关键材料和部品是目前工业化农宅建造技术的研究与发展方向。

基于上述目标，本文以保温结构一体化网格剪力墙工业化农宅结构体系为例，针对北京市新农村建设特点，在标准化、模数化、接口处理等方面对该结构体系进行完善，对上述技术问题进行解答。同时以经济、适用、合理的现代化新型结构体系，为北京市新农村建设提供一种装配式建筑解决方案。

2 保温结构一体化网格剪力墙工业化农宅结构体系

2.1 体系特点

1）在装配整体式剪力墙结构体系基础上进行优化，进一步提高预制率。

2）在湿作业区域实现免模板工艺，进一步降低人工作业量。

3）采用标准化的150mm厚受力墙板件，避免“定制式”建筑构件生产和建设带来的中间环节浪费。

4）优化连接节点，减少湿作业，提高预制率与装配率，发展装配式建筑。

5）采用全预制楼板。

6）采用三明治圆孔板，在保证连接性能的基础上对建筑进行减重，并实现设备管线预留预埋。

7）采用煤矸石、陶粒混凝土等再生材料，在降低建筑自重前提下，从源头避免建筑活动对环境的破坏，利废环保。

2.2 建筑体系构配件组成

该体系外墙采用钢筋混凝土网格剪力墙，内墙采用圆孔板剪力墙或钢筋混凝土网格剪力墙。

2.2.1 网格板剪力墙

网格剪力墙是采用水泥聚苯颗粒轻质混凝土在工厂由专用设备生产制成并设有竖向及横向空腔构造的墙板，施工时作为钢筋混凝土网格墙的模板称为墙模。在墙模的每个竖向空腔及横向空腔内配置连续的钢筋网片并浇筑混凝土，形成由竖肢和横肢组成的网格状剪力墙，用作装配式保温结构一体化网格墙-圆孔板剪力墙结构外承重墙及装配式保温结构一体化网格墙结构的内、外承重墙。

根据用途，外墙模作为外墙的结构层，其高度可根据层高、板厚及稳固砂浆厚度确定；内墙模作为内墙的结构层，其高度可根据层高、圈梁高度及稳固砂浆厚度确定，外墙模和内墙模均设置竖向空腔和横向空腔，竖向空腔截面尺寸为200mm×140mm（长×宽），横向空腔截面尺寸为120mm×140mm（高×宽），竖向空腔中心线间距及横向空腔中心线间距为400mm。竖向空腔“长”是指沿墙模截面长向尺寸，竖向空腔“宽”和横向空腔“宽”是指沿墙模厚度方向的尺寸，横向空腔“高”是指沿墙模高度方向的尺寸；窗下墙模的高和长应根据设计确定，设置竖向空腔和横向空腔，空腔截面尺寸、空腔处的内、外壁厚应分别与外墙模的相关尺寸对应。

网格墙的配筋按设计满足承载力要求，每个竖肢和横肢分别配置1个连续钢筋网片，竖肢内钢筋网片的横筋与网格墙的长度方向一致，横肢内钢筋网片直立设置。钢筋网片由2根主筋和若干根横筋点焊而成，竖肢内钢筋网片宽150mm，横肢内钢筋网片宽90mm。底部加强部位钢筋网片主筋直径不小于10mm，其他部位钢筋网片主筋直径不小于8mm；钢筋网片横筋直径不小于6mm，间距不大于200mm。

2.2.2 圆孔板剪力墙

该体系内墙可采用圆孔墙板，如图1所示，高度可根据层高、楼板及稳固砂浆厚度确定，厚度不小于200mm，宽度介于440～1500mm，圆孔板内预制圆孔直径不宜大于140mm，相邻圆孔中心线间距不应大于300mm，相邻圆孔之间混凝土厚度不应小于30mm，圆孔与墙板表面之间混凝土厚度不应小于30mm，圆孔墙板（包括窗下预制圆孔墙板）的顶面、底面及两侧面应设置粗糙面，粗糙面凸凹尺寸不宜小于4mm。圆孔板剪力墙采用工厂制作、设置通长圆孔的预制钢筋混凝土墙板作为墙模，在每个圆孔内浇筑混凝土及圆孔板间配置连续钢筋并浇筑混凝土，或在每个圆孔内及圆孔板间配置连续钢筋网片并浇筑混凝土形成剪力墙，用作装配式保温结构一体化网格墙-圆孔板剪力墙结构的内承重。

圆孔墙板配筋应配置双层钢筋网，钢筋网横向分布钢筋及竖向分布钢筋间距均不大于200mm，相邻圆孔之间应配置钢筋网的竖向分布钢筋；用于高度为1～2层建筑的圆孔墙板，其钢筋网的横向分布钢筋和竖向分布钢筋直径均不小于6mm；可采用圆孔墙板的横向分布钢筋作为贴模钢筋，横向分布钢筋伸出墙板侧面不小于80mm，钢筋端应有135o弯钩；钢筋网之间应配置拉结钢筋，拉结钢筋直径不小于6mm，采用梅花形布置，间距不大于600mm。高度为1～2层建筑，圆孔内可不配置钢筋。

图1 圆孔墙板

2.2.3 梁模、柱模、角模

梁模、柱模和角模用于实现边缘构件的免模浇筑。柱模及角模宽度可根据柱宽确定，梁模高可根据梁高确定，内侧应涂刷水泥型界面剂。

3 建筑体系构配件连接方式与构造措施

1）网格剪力墙连接 2个方向的内墙网格墙十字交叉连接时，在交叉位置设置连接柱，如图2所示，连接柱截面尺寸取200mm×200mm，连接柱竖向钢筋不少于4根，直径不小于竖肢钢筋网片主筋直径，连接柱箍筋直径不小于6mm，间距不大于200mm。

2）圆孔剪力墙板连接 2个方向的圆孔墙板十字交叉时，应在交叉位置设置连接柱，如图3所示，连接柱截面尺寸取200mm×200mm，连接柱竖向钢筋不少于4根，直径底部加强部位不小于10mm，其他部位不小于8mm，连接柱箍筋直径、间距宜分别与圆孔墙板钢筋网横向分布钢筋直径、间距相同。

同层相邻圆孔墙板可直接拼接，其缝隙不大于10mm，连接孔内应配置2根连续的钢筋，钢筋直径一般不小于10mm，如图4所示。

3）圆孔剪力墙与网格剪力墙连接 内圆孔板剪力墙与外网格墙进行T形连接时，在连接处设置边缘构件，如图5所示，底部加强部位为T形截面，其他部位可为矩形截面，边缘构件配筋应满足正截面受压承载力要求。

4）网格剪力墙边缘构件构造措施 轴压比不大于0.3的网格墙边缘构件采取以下构造措施：①门、窗洞口两侧应设置一字形截面边缘构件；②底部加强部位外墙转角处及内墙转角处应设置L形截面边缘构件；③内外墙交接处及内墙交接处应设置T形截面边缘构件；④其他部位外墙转角处及内墙转角处、内外墙交接处及内墙交接处应设置方形或矩形截面边缘构件。

网格墙边缘构件的配筋除应满足正截面受压承载力要求外，适应符合表1要求。

较长网格墙应设置加强柱，如图6所示，加强柱间距一般不大于5m；加强柱截面宽200mm、截面长不小于200mm，加强柱竖向钢筋不少于4根，直径不小于竖肢钢筋网片主筋直径，且连续配置，加强柱的箍筋直径不小于6mm，间距不大于200mm。

5）圆孔剪力墙边缘构件构造措施 轴压比不大于0.3的圆孔板剪力墙的边缘构件采取以下构造措施：在洞口两侧、转角处及内墙与内墙交接处分别设置一字形、L形及T形截面边缘构件，如图7所示。圆孔墙板的贴模钢筋与边缘构件箍筋绑扎在一起。

6）外网格墙门窗洞口构造措施 外网格墙门窗洞上、内网格墙门窗洞上要设置钢筋混凝土连梁，连梁模板采用梁模，梁模两端支撑在两侧墙模上，支撑长度不小于100mm，在梁模之间的空腔内绑扎钢筋，浇筑混凝土，完成免模浇筑，如图8所示。

图2 内墙标准网格墙十字交叉连接

图3 圆孔墙板十字交叉连接

图4 同层相邻圆孔墙板连接

图5 图内圆孔板剪力墙与外网格墙T形连接

图6 网格墙加强柱截面尺寸及配筋

表1 网格墙及圆孔板剪力墙边缘构件的构造配筋要求 mm

外网格墙窗下墙模板采用窗下墙模，窗下墙模横向空腔应与相邻墙模的横向空腔对齐，横向钢筋网片连续；窗下墙模竖向空腔内的钢筋网片应锚固在相邻下层的连梁内。

7）内圆孔剪力墙门窗洞口构造措施 内墙采用圆孔墙板，门洞口顶与圈梁底之间不大于600mm时，与圈梁一同浇筑，如图9所示；洞口顶与圈梁底之间大于600mm时，圈梁以下可采用预制圆孔门口板，预制圆孔门口板圆孔内的竖向钢筋网片宜与圈梁连接，预制圆孔门口板两端的支撑长度不小于200mm。

8）圈梁构造措施 网格墙及圆孔板剪力墙在基础顶、各层楼面板及屋面板连接处均设置圈梁，各层圈梁封闭且宜在同一标高，不在同一标高时可在边缘构件处搭接；圈梁截面高度一般不小于200mm；圈梁水平钢筋不少于4根，直径不小于10mm，圈梁箍筋直径不小于6mm，间距不大于300mm；当圈梁同时作为洞口上方连梁时，其配筋应计算确定，且不应少于圈梁配筋；圆孔墙板的圈梁上还有圆孔墙板时，圈梁顶面应设置粗糙面。

4 结语

本文介绍了一种新型的以保温结构一体化网格剪力墙工业化农宅结构体系为主体，采用工业化大生产方式解决未来北京工业化农宅建设的一条技术路径。该技术体系在解决目前农房建设存在的居住体验不佳、技术缺乏体系性、集成和接口技术存在空白、各项居住性能及质量存在技术漏洞、技术配套缺乏等问题的基础上，结合北京市农宅功能需求等要素，从技术、产品、配套等方面给出综合性解决方案。

图7 圆孔板剪力墙边缘构件范围

图8 门、窗洞口上连梁梁模

图9 圆孔板内墙门洞口上方构造