浅析PC装配式剪力墙体系深化设计要点
李 晨,程 健,蔡东阳
【摘 要】摘 要: 装配式建筑深化设计是预制混凝土建筑实施的关键,需要各个专业相互配合,大量施工安装工序需要在设计阶段考虑清楚,装配构件及内部预留预埋构件需准确定位。现结合杭州市萧山区某高层住宅项目在PC装配式剪力墙结构体系中的深化设计经验,以BIM技术为依托,对结构之间钢筋碰撞、PC施工验算、水电预留预埋等方面的问题,进行简要阐述。 【期刊名称】《浙江建筑》 【年(卷),期】2024(036)005 【总页数】6
【关键词】 BIM技术;装配式;深化设计;钢筋碰撞;施工验算
1 工程概况
某高层住宅项目位于杭州市萧山区,为装配整体式剪力墙结构,抗震等级三级,地上27层,地下3层,建筑高度78.5 m,标准层层高2.9 m,预制率达到50%以上,预制构件包括预制墙、预制阳台、预制飘窗、预制叠合板、预制楼梯等。
2 装配式剪力墙体系深化设计内容
2.1 PC构件拆分
装配式建筑与混凝土建筑相比,多了三项设计:构件拆分,构件设计和连接节点设计。构件拆分是设计的关键环节,构件拆分需考虑预制构件的制作、运输、安装各环节的要求。单构件的重量尽量差不多,一般不超过6 t,预制构件拆分除了遵循模数化、标准化、少规格、多组合的原则,还须考虑结构受力合理、连接简单、施工方便等因素。
2.1.1 柱拆分
为了易于控制构件的垂直度,柱多按层高进行拆分为单节柱,简化了预制柱的制作、运输及吊装。 2.1.2 梁拆分
主梁一般按柱网拆分为单跨梁,次梁以主梁间距为单元拆分为单跨梁。 2.1.3 楼板拆分
楼板按结构设计需要可拆分为单向板或双向板。按单向板进行拆分时,楼板沿非受力方向划分,预制底板采用分离式接缝,可在任意位置拼接；按双向板进行拆分时,预制底板采用整体式接缝,接缝宜设置在叠合板的次要受力方向且避开最大弯矩截面[1]。 2.1.4 预制墙板拆分
装配式剪力墙建筑常见的拆分方法如下[2]：1)边缘构件现浇,非边缘构件预制；2)边缘构件部分现浇,水平钢筋环插筋连接；3)外墙全部预制，现浇部分设置在内墙。
2.1.5 异形构件拆分
楼梯、阳台、飘窗等异形构件的拆分应根据实际情况而定。 本项目预制构件平面拆分示意见图1。 2.2 标准模型库的建立
在建模过程中往往会遇到一些需要重复使用的小零件,如钢筋连接套筒、起吊器具、脱模、斜撑埋件等等,这些需事先创建完成,见图2。
为了方便构件中金属件数量的统计以及避免制作模板时对金属件型号或备注内容进行重复修改,在用TEKLA进行构件深化时,可将金属件的名称及需要备注的
内容填入构件属性对话框中,并利用模板属性制作出与构件属性相关联的“使用金属件一览表”。表1为某一深化构件出图后统计生成的金属件数量表。 2.3 结构模型的建立
运用BIM软件进行构件深化降低了二维深化设计的错误率,且BIM软件通过三维建模的方式创建构件,更容易绘制出复杂的节点。该项目对需要进行深化设计的构件进行色块区分。
在整个深化设计过程当中,我们需要考虑构件吊装时吊钩是否满足要求及构件安装时是否会出现相邻构件钢筋之间碰撞的问题,同时也需要考虑预制构件内部预留预埋及钢筋碰撞的问题,其中较为复杂的钢筋碰撞问题集中在异形构件中,如飘窗、阳台；而在墙与梁进行整体预制时也会遇到钢筋碰撞的情况,下面简单阐述钢筋碰撞问题的解决方案。
2.3.1 PC隔墙与现浇构件连接及其内部钢筋碰撞问题解决方案
通过初步计算,在满足现场起吊吨位要求的前提下,将PC隔墙与其上部梁进行一体化预制,见图3。
为了保证PC隔墙与现浇混凝土构件可靠连接,本项目采用墙体侧向用螺栓连接方式,在隔墙侧面预埋接驳螺栓与左右两侧剪力墙进行连接；若PC墙两侧没有现浇混凝土构件,需在PC隔墙两侧设置暗柱,以便限制PC隔墙侧向位移,保证结构整体性。隔墙竖向钢筋连接则采用波纹盲孔连接,保证竖向构件的整体性。对于构件中出现大面积开洞的情况,需要用钢筋进行角部补强,而为防止构件在运输过程中断裂等不利情况发生,需要对构件进行补强,可采用角钢进行补强或直接在门洞下部设置200 mm高的混凝土梁进行补强,待构件安装完成后拆除补强部位的混凝土或钢构件。以图3预制构件为例,由于该片墙体开洞尺寸较大,在洞口
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