全混凝土外填充墙剪力墙结构设计应用

2021-05-04广东博意建筑设计院有限公司合肥分公司安徽合肥230001

安徽建筑 2021年4期

周干（广东博意建筑设计院有限公司合肥分公司，安徽合肥 230001）

1 全现浇混凝土外墙

建筑外墙上所有传统设计中采用的砌体构件，如传统剪力墙结构的外墙洞口填充墙、窗台墙、阳台隔墙、阳台栏板等，全部采用钢筋混凝土构件与主体结构实现一次整体浇筑。

传统建造体系中，建筑外填充墙需要在主体结构完成后进行二次砌筑，需要抹灰找平，后做外墙防水保温和建筑面层，工序复杂，而且存在渗漏空鼓以及开裂的隐患。全现浇混凝土外墙，建筑外墙构件中的填充墙、窗台墙、阳台隔墙、阳台栏板等主体结构一次整体浇筑成型，从根本上解决了外墙渗漏、空鼓、开裂的问题，结合铝模板施工，建筑外墙平整光滑，实现了建筑外墙免抹灰，大大节省了工期，节能又环保。符合国家对扬尘及建筑垃圾治理的政策方向，被越来越多的开发商所关注和采用。

2 铝模爬架建造体系

图1 铝模板

实现全现浇混凝土外墙就是利用铝模爬架建造体系。铝模板是近年创新应用的建筑模板体系，替代原有木模板。铝模板在工厂中进行生产，在工地上组装，具有拆模后表面光洁平整，重复利用率高，拼装施工高效的优点。成型后混凝土表面，见图1 所示。

平整光洁，平整度达到3mm 左右，可以做到全楼二次抹灰，直接铺贴建筑面层。所有外墙门窗洞口及内墙厨卫反坎均可以一次成型，防水性能良好，施工效率大大提高。施工效果见图2、图3 所示，内墙采用空心预制墙板，实现全楼免抹灰和湿作业。

图2 外墙门窗企口

图3 厨卫阳台反坎

外墙因采用全混凝土外墙，为爬架提供了良好的使用条件，采用爬架，施工安全性大大提高，因为爬架随楼层升高附墙爬升，为外墙门窗及装饰穿插施工创造了条件，使得整个项目整体交付工期节约20%左右，经济效益优势凸显。全混凝土外墙铝模爬架效果，见图4 所示。

图4 全混凝土外墙铝模爬架效果

3 全混凝土外墙剪力墙体系结构设计应用实例及设计要点

本工程位于合肥市庐阳区，单体建筑26 层，抗震设防烈度7 度，设防分组第一组，场地类别II 类，采用现浇钢筋混凝土结构，平面布置见图5 所示。

图5 结构平面布置与结构三维示意

设计要点①：结构计算时，内隔墙因为采用预制墙板，跟普通结构一样按隔墙荷载输入即可，外墙除竖向受力的剪力墙外，混凝土填充墙的计算如果做到合理模拟值得研究。主要是全混凝土外墙的刚度远远大于填充墙的刚度，对结构整体刚度影响较大，直接影响结构的自振周期。合理的自振周期是结构抗震计算的重要指标。

为合理确定结构自振周期，本工程分别将外填充墙按梁上荷载和全部剪力墙进行整体计算两种模型进行分析，发现两者的周期比为0.7～0.75 左右，对比见图6 所示。

图6 两种模型周期对比

图7 拉缝构造

图8 拉缝节点构造详图

为了减小全混凝土填充外墙对整体结构的周期影响，我们运用结构拉缝技术，实现全混凝土现浇外墙与主体结构的半柔性连接。拉缝技术就是利用拉缝板，将混凝土填充墙与主体结构的侧边和底边设置30mm 左右的伸缩缝，实现地震作用的变形。顶面与主体结构梁一起整浇，便于混凝土浇筑和振捣。同时考虑到混凝土外填充墙与主体结构的连接为半柔性连接，设计时对结构周期折减系数取值按《高规》4.3.17 条推荐的低值取值0.8，经多位专家咨询论证，认为取值是合理的。拉缝构造见图7 所示。

设计要点②：由于采用全混凝土外墙，外墙荷载较砌体填充墙大，导致底层墙肢轴压比不容易满足规范要求。设计时可采用提高混凝土标号，但过高的混凝土标号在外墙容易产生裂缝，加厚底部墙体容易影响户内空间；建议适当加长外围主体结构剪力墙的长度，缩短了填充墙的长度，减小填充对结构整体刚度的影响。

设计要点③：因为全混凝土外墙施工时要考虑布料机施工荷载，尤其是长连廊和阳台部位，要做施工阶段的验算。布料机一台施工总重在150kN，远大于结构正常使用活荷载，同时要考虑连廊两侧荷载不平衡，对长连廊结构的扭转影响。设计验算时应考虑荷载的最不利布置。