剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中常見的形式，對于高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有多種形式。目前，較為常見的設(shè)計形式包括兩種，通過對這兩種形式的簡化，應(yīng)用計算機(jī)軟件對其進(jìn)行有效的分析、計算，實現(xiàn)了對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計的優(yōu)化。下面就通過具體的工程對其進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.工程概況

鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在我國高層住宅建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。通過PC技術(shù)實施的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)被稱為預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)階段由于沒有完善的設(shè)計規(guī)范以及配套的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，所以PC結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑住宅規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過程中具有重要的作用。

某工程為兩棟18層的住宅樓，建筑面積為2.36萬平方米。其中第一層為架空綠化空間；2~15層為標(biāo)準(zhǔn)層；16~18層具有局部退層。該項工程中，PC技術(shù)主要應(yīng)用范圍是3~15層。兩棟樓房中一共有26層標(biāo)準(zhǔn)層。應(yīng)用PCF構(gòu)件，即在建筑外山墻中利用預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻模板；采用PC+PCF混合構(gòu)件，即在建筑前后外墻結(jié)構(gòu)中采用預(yù)制鋼筋混凝土模板。

該工程中，PCF模板在工廠中事先制作好，形成模板與外飾面，并在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝，將其當(dāng)做現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻外墻模板結(jié)構(gòu)，然后在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的鋼筋。然后支設(shè)內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，并安裝預(yù)制鋼筋混凝土模板，形成疊合剪力墻結(jié)構(gòu)。

預(yù)制外墻PC是通過將剪力墻結(jié)構(gòu)外墻的填充墻部分，通過預(yù)制形成外模，在內(nèi)側(cè)可填充輕質(zhì)材料：外模使用鋼筋與現(xiàn)澆筑的墻以及梁連接起來。

2.高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計

該工程建筑抗裂度為Ⅵ度，剪力墻的抗震等級為4級。根據(jù)兩棟樓房建筑結(jié)構(gòu)，建筑平面較為規(guī)則，建筑豎向結(jié)構(gòu)較為連續(xù)。因此本工程能夠使用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。在該工程建筑中設(shè)置地下結(jié)構(gòu)一層，其基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁結(jié)構(gòu)，并以筏板作為輔助結(jié)構(gòu)。PC結(jié)構(gòu)設(shè)計與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在較大的去唄，在內(nèi)容上得到了更新與完善。實際設(shè)計中，主要采用以下兩種設(shè)計方式：

方式一：建筑項目中豎向抗側(cè)力構(gòu)建全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)或柱結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計忽略了PC構(gòu)建以及PCF構(gòu)件剛度要求以及其對建筑相關(guān)結(jié)構(gòu)的影響，將PC構(gòu)件以及PCF構(gòu)件當(dāng)做建筑荷載設(shè)計在建筑整體結(jié)構(gòu)體系中。設(shè)計過程中使用現(xiàn)行的軟件與設(shè)計規(guī)范對該結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進(jìn)行計算與分析。

方式二：建筑結(jié)構(gòu)中添加了PC與PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu)，會增加剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度。根據(jù)可靠實踐證明，預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻彈性變形范圍內(nèi)，現(xiàn)澆墻體結(jié)構(gòu)能夠與預(yù)制模板結(jié)構(gòu)協(xié)同作業(yè)。該設(shè)計形式就是根據(jù)實際的情況，合理設(shè)計預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻的厚度，控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度以及位移。疊合剪力墻墻體的厚度等于現(xiàn)澆剪力墻墻體厚度與預(yù)制鋼筋混凝土模板厚度之和。通過相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)計算與分析，以建筑周期、結(jié)構(gòu)位移、剛度等計算結(jié)果作為設(shè)計的主要依據(jù)。

3.建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過相應(yīng)的計算與分析，該工程所采用的設(shè)計方式，能夠通過PC結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，并通過現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范與軟件形成相應(yīng)的設(shè)計模型。在實際設(shè)計過程中，需要考慮到PC、PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu)對建筑其他結(jié)構(gòu)的影響，包括剛度的影響，并根據(jù)相關(guān)的計算對計算模型相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。有關(guān)的設(shè)計參數(shù)必須符合設(shè)計規(guī)范要求，同時也應(yīng)該與高工程設(shè)計方案相適應(yīng)。

通過相應(yīng)的計算，并對上述兩種設(shè)計形式計算結(jié)果比較中可知，PC與PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響程度。PC、PCF結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)周期、位移等都具有微小的影響，但是不會對建筑整體結(jié)構(gòu)計算造成影響。在預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，不僅需要考慮PC、PCF結(jié)構(gòu)剛度，還需要綜合考慮其對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響，對建筑結(jié)構(gòu)位移、周期進(jìn)行有效的控制。

4.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題

在高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，不僅需要對PC結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行合理設(shè)計，還需要對相關(guān)構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計，形成完整的設(shè)計模型、體系。在具體的設(shè)計過程中，常見的設(shè)計問題體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）應(yīng)該重視現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)域疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作，重視PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化作用；（2）在PC、PCF構(gòu)件的脫模、運(yùn)輸存放以及安裝就位和現(xiàn)場澆筑混凝土等施工狀況下的剛度以及強(qiáng)度計算』應(yīng)根據(jù)實際工程項目的設(shè)計以及施工開展；（3）Pc構(gòu)件與主體建筑具有多種連接方案，柔性方案與剛性方案的特點(diǎn)不同，各有優(yōu)勢以及缺陷，本工程所使用的是柔性方案；（4）在建筑結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，有其他部位預(yù)制構(gòu)件的使用例如陽臺、樓梯和疊合樓板的預(yù)制件，能在一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的導(dǎo)荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影響，在實際的計算過程中應(yīng)考慮全面；（5）在設(shè)計的設(shè)計過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對各個結(jié)構(gòu)連接部位的設(shè)計，設(shè)置合理的連接構(gòu)件，確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.總結(jié)

本文通過實際建筑工程，并以工程預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算分析為基礎(chǔ)，對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進(jìn)行分析探討，為相關(guān)人員在這一方面的工作提供能參考。我國建筑行業(yè)發(fā)展具有悠久的歷史，但是PC技術(shù)起步較晚，應(yīng)用到實際工程中也相對較少，同時也沒有形成完善的設(shè)計規(guī)范以及施工標(biāo)準(zhǔn)與驗收標(biāo)準(zhǔn)。這就需要相關(guān)的工作者加強(qiáng)對該領(lǐng)域的研究，對PC結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行不斷的完善，形成完善的設(shè)計模型與體系，為我國高層建筑發(fā)展提供技術(shù)支持，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展，為城市化建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。

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（轉(zhuǎn)載自城市建設(shè)理論研究）