试论装配式建筑剪力墙结构的优势及其设计要点

郑传兵

摘 要：本文首先以装配式住宅建筑剪力墙结构的基本优势为切入点展开分析，包括结构性能好、工业生产化水平高等，然后针对装配式住宅建筑剪力墙结构的设计要点内容展开了详细研究，希望能够以此促进我国建筑施工技术的逐步完善。

关键词：装配式住宅;剪力墙结构;设计;分析

一、装配式建筑发展概况

随着建筑业的发展，装配式建筑作为一种绿色建筑，有着非常广阔的发展市场。我国还出台了装配式建筑的相关政策文件，制定了具体措施和方法，有效规范和引导组装建设，地方政府积极推动组装建设的推进广泛发展。

（一）国外发展概况

装配式建筑起源于二战后饱受战争蹂躏的欧亚国家，它们迫切需要在废墟中重建家园，从而形成了一种新的建筑形式。后来，随着工业化的发展，人们越来越重视环境问题，这使得现代建筑需要考虑形式、功能、环境等因素的平衡。装配式建筑已成为建筑产业化和多样化的重要方向。随着科学技术的进步，技术难点逐渐克服。欧洲、美国和日本在工业化发达国家建造的装配式建筑在强大的技术支持下迅速发展。

（二）国内发展概况

20世纪50、60年代，我国开始研究预制装配式混凝土建筑的设计与施工，逐步形成了一套符合我国国情的预制装配式混凝土建筑类型体系。

20世纪80年代，装配式混凝土建筑在全国的应用逐渐兴起，在许多地区逐步形成了装配式混凝土建筑设计、制造和安装的初步工业生产模式。

90年代中期，由于现浇混凝土技术的成熟，全现浇混凝土建筑逐渐取代了装配式混凝土建筑。除了单层工业厂房外，装配式建筑系统在其他类型的建筑中很少出现。在中国，建筑量占世界50%的地方，装配楼的比例不到7%。

近年来，考虑到环境资源和社会发展的需要，装配式建筑的形式又被提出和应用。但总的来说，与发达国家相比仍有很大差距。

二、装配式建筑剪力墙结构的应用优势

装配式预制混凝土结构是指在构件预制厂对梁、板、柱、墙板等结构构件进行大批量制作，然后通过焊接、预埋螺栓连接或少量的焊接、预埋螺栓连接等方式运至施工现场。f现浇混凝土将预制混凝土构件连接在一起，形成一个整体结构。预制率是指室外楼层以上主体结构中的预制件和预制混凝土建筑的围护结构的体积比与相应构件的总量之比。

（一）施工便捷性高。与传统建筑相比，装配式建筑采用的轻质墙板较多，大大简化了施工过程，有效地降低了施工消耗（包括人力、物力等），对控制施工成本起到了非常重要的作用。并提高了施工的便利性。

（二）节约资源，减少废弃物排放。由于装配式建筑所需的构件主要在工厂生产，不仅减少了现场工作量，而且大大减少了施工过程中的噪声、粉尘和废水。根据有关资料，装配楼施工可有效减少建筑垃圾约80%，节约用水约60%，节约木材约80%，降低能耗约70%。

（三）缩短建设周期，提高生产效率。装配式建筑所需构件是在工厂中加工生产，减少施工中脚手架及模板的数量，进而降低施工生产成本，尤其复杂构件的优势更明显，不仅简化施工流程，还提升了建设效率。据统计，高层建筑可缩短1/3的工期，多层和低层则可缩短50%以上。

（四）降低安全隐患。传统施工大部分是在露天作业、高空作业，存在极大的安全隐患。装配式建筑的构件运输到现场后，由专业安装队伍严格遵循流程进行装配，有效提升工程质量并降低安全隐患。

（五）降低全生命周期成本。装配式建筑大部分建筑部品构件在工厂生产，现场施工人少、工期短、质量可预期、标准化程度高、维护容易，全生命期花费少。

三、装配式建筑剪力墙结构设计要点

（一）剪力墙预制内墙板设计要点

对于预制非承重内墙板，如果设计工作中没有特殊要求，通常采用轻质隔墙材料。对于预制承重内墙板，其厚度应在设计中设定在0.2米以上的标准水平。同时，如果按照当地类似建筑的标准设计规定，可以在室内填充聚苯板材料，则应注意结构开口。同时，也应在设计中体现出来。聚苯板标准填充范围的设定[2]。这样可以更好地保证装配式剪力墙结构的施工质量，同时有效地防止湿作业对现场的影响。如果本工程高度等级较低，层数较少，且施工场地位于低强度区，可将预制承重内墙板与轻质隔墙有效结合，同时满足施工成本控制要求。結构性能要求。

（二）剪力墙预制外墙板设计要点

装配式住宅剪力墙结构中，通常采用预制混凝土夹芯保温外墙板。在方案设计中，需要综合考虑墙板的装饰美观和保温要求。同时，应保证墙板与整体结构的一体化效果，严格设计墙板的厚度指标。作为结构内墙板的结构层。一般情况下，剪力墙结构的夹层保温外墙板厚度一般设置为0.2米。作为建筑装饰的外墙板，夹芯保温外墙板的厚度通常设置为6厘米，连接杆同时连接三层墙体。在组合住宅剪力墙结构中安装夹层外墙板的主要作用是：夹层外墙板的应用能更好地满足剪力墙结构的受力要求。二是进一步提高预制墙体接缝的防水、防渗效果。此外，还可以提高剪力墙的保温性能，并具有良好的美观性，能够满足建筑的美观要求。因此，设计方法更为普遍。

（三）剪力墙叠合楼板设计要求

叠合楼板作为二阶段成型时的水平叠合受弯构件，能够为结构施工提供相应的支撑作用，结合《混凝土结构设计规范》当中的相关要求，进行受弯构件设计以及相关参数的计算均可采取叠合楼板的设计与计算方式。出于对施工经济性与标准性的考虑，对于预制底板参数的设计可适当参照模台及养护窑的相关参数信息。考虑到现浇层的具体厚度需结合叠合楼板的整体性要求，故当叠合楼板的刚度加大时，现浇层的厚度亦需随之加厚。

（四）剪力墙连接节点设计要点

根据有关部门的要求和有关规定，采用合理的计算方法确定相关参数，并考虑水平荷载对剪力墙住宅结构的影响。目前我国通常采用预制墙板扣眼刚度模型和全现浇模型进行计算。全现浇模型的应用比较广泛，可以有效地评价预制墙板在无孔条件下的结构性能水平，提高墙板的抗剪承载力。为了进一步提高节点位置连接的安全性。如果剪力墙结构的拼装方案和宽高比不能满足相关文件的要求，则应选择两种力学计算模型来准确计算剪力墙结构的变形和内力。如果结构模型的刚度水平较高，则地震水平较高。扣除洞口的预制墙板刚度模型通常适用于聚苯板填充和开启的情况，但窗的下墙部分不通过组合梁连接。为了进一步保证计算结果的准确性，应采用弹性时程计算法进行辅助计算。装配式住宅建筑的剪力墙有关参数符合国家有关规定，结构连接也符合施工要求和政府有关规定，其垂直连接符合国家有关规定。等强度连接标准，则剪力墙结构中的竖缝设计不需要验算剪力墙结构的抗剪承载力。我国以往剪力墙结构中最典型的竖向节点有T形节点、I形节点和L形节点。对于其结构中的预制墙板顶部，可采用套筒灌浆材料、现浇圈梁和水平现浇带保证混凝土的连续性。根据具体情况选择相应的连接设计方法，可以保证剪力墙结构中竖向钢筋的连续性。在此基础上，现浇混凝土与预制墙板的界面应采用剪切键槽+粗糙面或粗糙面处理。

四、结语

综上所述，装配式建筑作为一种新型建筑模式，随着传统建筑能耗不断增加的压力，对环境造成的污染日益严重，装配式建筑得到了广泛的推广应用。因此，在装配式建筑剪力墙结构设计中，要明确相关的设计原则及其流程，掌握相关结构设计的要点。并深入施工现场加以了解，确保制定出高质量、经济可行性强的设计方案，进而保障整体建筑可靠性、安全性满足社会发展的需求。

参考文献：

[1]冯国华.房屋建筑装配式混凝土结构设计与建造技术进展研究[J].科技创新导报，2013（01）

[2]黄端.装配式建筑构件生产成本控制问题与措施研究[J].建设科技， 2018（7）：63.