關(guān)于裝配式建筑預(yù)制混凝土外掛墻板設(shè)計(jì)的研究

文/陳德彬 廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司 廣東順德 528000

隨著建筑行業(yè)對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的不斷推廣和使用，房屋結(jié)構(gòu)等建筑物外墻采用預(yù)制混凝土外掛墻板的使用范圍得到了進(jìn)一步的拓展。但是對(duì)于預(yù)制混凝土外掛墻板的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算，目前我國(guó)還缺乏一定的設(shè)計(jì)規(guī)范與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。這就需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)預(yù)制混凝土外掛墻板節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)問題的研究力度，遵守目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

1、荷載分析

通常情況下，在對(duì)混凝土外掛墻板進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，不需要參與主體結(jié)構(gòu)受力，只是承受包括自重、風(fēng)荷載以及地震作用在內(nèi)作用于墻板本身的荷載。因此，在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的過程中，需要具備足夠的承載力來抵抗由外掛墻板傳來的所有荷載。

1.1　節(jié)點(diǎn)所受自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值

為了使外掛墻板可以實(shí)現(xiàn)自由運(yùn)動(dòng)，作用于墻板上的豎向荷載都是由兩個(gè)節(jié)點(diǎn)所承受，在對(duì)重力荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)相關(guān)支撐合理點(diǎn)以及板面形心不重合時(shí)所產(chǎn)生的附加荷載進(jìn)行充分的考慮。另外，還需要對(duì)外掛墻板面層鋪裝以及預(yù)埋鐵件對(duì)混凝土所產(chǎn)生的附加重量進(jìn)行充分的考慮。因此，可以在混凝土容量基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘?/p>

1.2　節(jié)點(diǎn)所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值

預(yù)制外掛墻板的面外風(fēng)荷載是由全部的節(jié)點(diǎn)共同承擔(dān)，在對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算的過程中，需要對(duì)外掛墻所承受風(fēng)荷載合力作用點(diǎn)與支撐合力點(diǎn)不重合所產(chǎn)生的偏心效應(yīng)進(jìn)行合理的計(jì)算，結(jié)合風(fēng)荷載作用下節(jié)點(diǎn)的受力情況，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)在風(fēng)荷載作用下所受的荷載進(jìn)行計(jì)算。

1.3　節(jié)點(diǎn)所受地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

地震作用需要對(duì)預(yù)制外掛墻板面外水平地震作用、面內(nèi)水平地震作用以及面內(nèi)垂直地震作用進(jìn)行充分的考慮，同時(shí)還需要對(duì)預(yù)制外掛墻板的偏心作用進(jìn)行深入分析。在面內(nèi)地震作用下，外掛墻板可能會(huì)出現(xiàn)回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這就造成在一定的時(shí)間內(nèi)不能同時(shí)承受面內(nèi)水平地震作用。因此，針對(duì)于承重節(jié)點(diǎn)來看，需要將承受的荷載作用進(jìn)行放大，這樣才能為節(jié)點(diǎn)的安全性提供良好的保障。

1.4　荷載組合設(shè)計(jì)

在不同的荷載組合條件下，節(jié)點(diǎn)需要承受多種荷載，針對(duì)面外水平荷載組合，需要對(duì)墻板自重自己地震作用進(jìn)行充分的考慮，當(dāng)存在兩種組合結(jié)果時(shí)，應(yīng)該選擇含有水平向最大絕對(duì)值的向量組合。

2、預(yù)制裝配式外掛墻板的外觀設(shè)計(jì)

在對(duì)裝配式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，為了可以實(shí)現(xiàn)高效的工業(yè)化制造，預(yù)制混凝土外掛墻板在建筑施工中得到了非常廣泛的應(yīng)用，在外觀方面具有非常明顯的自由度以及靈活性。但是因?yàn)榻ㄖこ痰牧⒚娌豢梢源嬖谳^大尺寸的收進(jìn)和挑出，所以在施工過程中需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化原則，具體可以通過以下幾個(gè)方面來進(jìn)行。

2.1　規(guī)格

干式連接的預(yù)制混凝土外掛墻板如果是按照外墻功能定位可以劃分為圍護(hù)板系統(tǒng)和裝飾板系統(tǒng)兩個(gè)部分，其中的圍護(hù)板系統(tǒng)又可以劃分為整間板體系、橫條板體系以及豎條板體系等幾個(gè)部分，針對(duì)不同類型的刮板規(guī)格其要求也是不同的。比如，如果是建筑立面設(shè)計(jì)以橫向線條為主的時(shí)候，就可以對(duì)橫條板體系進(jìn)行合理的使用，可以將樓層內(nèi)的各個(gè)墻板劃分成相應(yīng)的預(yù)制構(gòu)件。如果是建筑立面設(shè)計(jì)以豎向條紋為主時(shí)，就可以利用豎向條板體系將樓層內(nèi)的墻板劃分為預(yù)制構(gòu)件?；蛘咭部梢栽趬Π迮c洞口之間進(jìn)行劃分，如果是采用外墻板預(yù)留窗洞口的方式時(shí)，可以對(duì)整間板體系進(jìn)行合理的使用，將每一個(gè)開間作為一塊標(biāo)準(zhǔn)單元的外墻板。

2.2　材質(zhì)

在對(duì)預(yù)制混凝土外掛墻的外觀效果進(jìn)行處理時(shí)，可以通過材質(zhì)處理方式來進(jìn)行，首先，在對(duì)清水混凝土進(jìn)行使用的過程中，可以將混凝土本身的形態(tài)顏色以及模具留下的紋理作為建筑立面所呈現(xiàn)出的效果，通過這種形成可以呈現(xiàn)出一種自然的設(shè)計(jì)感覺。因?yàn)榛炷敛牧献陨砭途哂蟹浅?qiáng)的表現(xiàn)能力，所以在處理的過程中如果采用的方式不同時(shí)，那么最終所呈現(xiàn)出的立面效果也會(huì)存在明顯的差異；其次，如果是與其他材料之間進(jìn)行復(fù)合的時(shí)候，在對(duì)預(yù)制混凝土外掛墻制作的過程中需要在模具的表面瓷磚以及石材等材料，可以在混凝土板外刷上彩色涂料，或者是將混凝土與色料之間進(jìn)行有效的結(jié)合形成彩色混凝土，通過這種形成也能展現(xiàn)出良好的立面效果。

2.3　組合方式

目前，在對(duì)預(yù)制混凝土外掛墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，組合方式主要包括了同一性重復(fù)與復(fù)合性重復(fù)兩種形式。其中同一性重復(fù)就是對(duì)某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位掛板進(jìn)行重復(fù)的使用，最終形成比較簡(jiǎn)潔的立面效果。通過標(biāo)準(zhǔn)單元墻板的色彩以及材質(zhì)通過合適的設(shè)計(jì)手法形成不同的立面效果。同一性重復(fù)方法在使用的過程中具有非常明顯的易操作性，但是在組合方式上卻受到了一定的限制，一般情況下都是采用立面單元的精細(xì)化設(shè)計(jì)方式來進(jìn)行。復(fù)合性重復(fù)方法是對(duì)幾種不同的標(biāo)準(zhǔn)單元進(jìn)行組合在一起，通過這種形式最終可以形成比較豐富的立面效果。

3、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

3.1　連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

結(jié)合預(yù)制混凝土外掛墻與主體結(jié)構(gòu)連接方式的特點(diǎn)可以劃分為以下兩種形式：第一種為上承式，這種方法一般適合用在墻板自重比較輕的狀態(tài)下；另一種為下承式，這種方法比較適合用在墻體本身重量比較大的狀態(tài)下。

3.2　防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

在對(duì)預(yù)制混凝土外掛墻進(jìn)行防水設(shè)計(jì)的過程中，一般需要將材料防水與構(gòu)造防水之間進(jìn)行有效的結(jié)合。主要是因?yàn)轭A(yù)制混凝土外掛墻之間存在著非常多的板縫節(jié)點(diǎn)，在防水構(gòu)造中這些板縫發(fā)揮著十分重要的作用。其中水平縫防水構(gòu)造的中間位置需要做成高低縫與企業(yè)縫等形式，這樣做的主要目的是為了防止雨水的滲入。垂直縫防水構(gòu)造與水平縫之間存在一定的相似性，一般情況下都會(huì)采用板縫節(jié)點(diǎn)處的空腔形式產(chǎn)生一定的壓力，通過這種方式可以防止雨水的滲入。

結(jié)語(yǔ)：

目前，因?yàn)槭艿轿覈?guó)施工技術(shù)以及施工設(shè)備等各個(gè)方面的影響，所以，在對(duì)預(yù)制混凝土外掛墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，還需要加強(qiáng)對(duì)保溫、防水以及耐久性等問題的研究力度。在我國(guó)建筑工業(yè)化不斷發(fā)展的背景下，需要對(duì)目前預(yù)制混凝土外掛墻的設(shè)計(jì)方法和理念進(jìn)行不斷的優(yōu)化，從而為預(yù)制混凝土外掛墻板的設(shè)計(jì)質(zhì)量提供良好的保障。

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