新型裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)體系綜述

葉 林 濱

(陜西建工集團(tuán)有限公司， 陜西 西安 710003)

村鎮(zhèn)住宅產(chǎn)業(yè)化是關(guān)系到我國(guó)廣大農(nóng)民安居樂業(yè)和社會(huì)穩(wěn)定的重要因素，也是全面建設(shè)小康社會(huì)的關(guān)鍵因素。為促進(jìn)村鎮(zhèn)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，提高村鎮(zhèn)建筑設(shè)計(jì)及居住質(zhì)量水平，保障群眾居住安全和生活質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、普及綠色建筑、提高能源使用效率、保護(hù)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的方針政策，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)可用于村鎮(zhèn)住宅建設(shè)的工業(yè)化建筑體系進(jìn)行了多方位研究：其中以冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)為主的輕鋼薄板鋼骨結(jié)構(gòu)技術(shù)體系為主[1]，該體系采用0.8 mm～1.6 mm熱浸鍍鋅鋼板、“C”型鋼與“U”型鋼作為基本結(jié)構(gòu)件，組合成房屋主體結(jié)構(gòu)的梁、柱、屋架等；承重構(gòu)件重量較輕，整體性很強(qiáng)，外墻板材可因地制宜。該結(jié)構(gòu)體系缺點(diǎn)是造價(jià)較高且對(duì)施工人員的專業(yè)化有一定要求。鋼結(jié)構(gòu)鑲嵌ASA板結(jié)構(gòu)體系[2]的主體結(jié)構(gòu)為普通鋼結(jié)構(gòu)或者輕鋼結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鑲嵌雙層ASA板。外圍護(hù)板不僅具有良好的保溫隔熱功能，且其內(nèi)層板鑲嵌于鋼框架中，相當(dāng)于鋼支撐，與鋼框架共同工作形成整體結(jié)構(gòu)，可大幅降低結(jié)構(gòu)的用鋼量，但該體系造價(jià)較高且房屋體較輕，墻板較薄，居民舒適度較低。無(wú)比鋼建筑體系[3]是100%采用冷彎薄壁型鋼建造的技術(shù)。該結(jié)構(gòu)受力主體由冷彎輕型薄壁型鋼和V型連接件構(gòu)成，減少了突發(fā)外來(lái)荷載對(duì)建筑物的破壞。無(wú)比鋼結(jié)構(gòu)可與新型墻體材料、太陽(yáng)能系統(tǒng)有機(jī)組合形成住宅建筑體系。該體系施工較復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)要求較高。冷彎薄壁型鋼-輕質(zhì)砂漿結(jié)構(gòu)體系[4]是由冷彎薄壁型鋼作為主要的承重骨架，在骨架內(nèi)部填充輕質(zhì)砂漿，外側(cè)采用防護(hù)面層復(fù)合而成的新型結(jié)構(gòu)體系。該體系不僅具有傳統(tǒng)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系自重輕、抗震性能好、低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，且在一定程度上改善了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的保溫、隔聲及防火等建筑物理性能，提高了房屋的整體性和力學(xué)性能。體系中使用的輕質(zhì)砂漿作為一種新型建筑材料，主要由建筑石膏、水泥、砂等混合料、聚苯乙烯顆粒和礦物基礎(chǔ)黏合劑組成，該砂漿通過噴涂等方式施工，初凝速度快，經(jīng)過一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，具有一定強(qiáng)度，并兼有良好保溫、隔音及防火等性能。綜上所述：以上結(jié)構(gòu)體系均以輕鋼結(jié)構(gòu)為主，具有施工復(fù)雜，技術(shù)要求高，房屋體較輕及造價(jià)高等缺點(diǎn)。故課題組結(jié)合我國(guó)目前幾種裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究與發(fā)展，研發(fā)了一種適合我國(guó)村鎮(zhèn)住宅建筑的新型裝配式承重復(fù)合墻混凝土結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)是一種耗能減震、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能保溫、快速建造、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的裝配式建筑結(jié)構(gòu)新體系。本文針對(duì)目前幾種應(yīng)用范圍廣泛、具有代表性的新型裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)體系作簡(jiǎn)要的分析。

1 現(xiàn)有裝配式混凝土墻體結(jié)構(gòu)

1.1 裝配式剪力墻(板式)結(jié)構(gòu)

裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)[5-6](見圖1)是指主要受力構(gòu)件由剪力墻、梁、板部分或全部由預(yù)制混凝土構(gòu)件(預(yù)制墻板、疊合梁、疊合板)通過使用可靠連接形成的裝配整體式結(jié)構(gòu)。其中可靠連接分為墻板連接及梁、板連接；上下墻板的豎向分布鋼筋連接采用套筒灌漿連接，并在此基礎(chǔ)上輔以后澆混凝土實(shí)現(xiàn)水平拼縫的連接；預(yù)制梁及預(yù)制板通過后澆混凝土實(shí)現(xiàn)整體式結(jié)構(gòu)。

圖1裝配式剪力墻板式結(jié)構(gòu)示意圖

在裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻體之間的節(jié)點(diǎn)及接縫數(shù)量多且構(gòu)造復(fù)雜，如何保證節(jié)點(diǎn)及接縫的構(gòu)造措施及施工質(zhì)量將直接決定結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。當(dāng)裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中僅有部分剪力墻時(shí)，在水平地震作用下，現(xiàn)澆墻肢的彎矩及剪力應(yīng)進(jìn)行修改，即在一定程度上放大，這是由于裝配式拼縫的存在對(duì)預(yù)制墻肢抗側(cè)剛度的削減效應(yīng)導(dǎo)致；當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)以預(yù)制剪力墻為主時(shí)，只有預(yù)制構(gòu)件之間采用適當(dāng)?shù)倪B接方式，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法可認(rèn)為與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相當(dāng)。

在計(jì)算分析軟件中，墻可采用專用的墻元或者殼元模擬。預(yù)制墻板之間如果為整體式接縫(接縫后澆混凝土，接縫兩側(cè)鋼筋直接連接或者錨固在接縫混凝土中)，可將接縫兩側(cè)作為同一墻肢建模計(jì)算；預(yù)制墻板之間的接縫如果不連接，則作為兩個(gè)獨(dú)立的墻肢建模計(jì)算。

裝配板式結(jié)構(gòu)類似于裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，主要采用預(yù)制墻板及現(xiàn)澆圈梁、邊緣構(gòu)件、預(yù)制疊合樓蓋組成的裝配整體式結(jié)構(gòu)體系。與裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)區(qū)別：預(yù)制墻板的拼縫連接比高層裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，該體系施工簡(jiǎn)便，利于推廣。裝配板式結(jié)構(gòu)房屋適用于9層及9層以下的住宅建筑結(jié)構(gòu)或者房屋高度不大于24 m的其他民用建筑結(jié)構(gòu)。

裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用雖取得很大進(jìn)步，但仍存在以下科學(xué)問題：(1) 仍需對(duì)預(yù)制裝配式剪力墻的整體抗震性能進(jìn)行深入研究；(2) 預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)包含諸多的拼縫(其中包括水平及豎向)、邊界節(jié)點(diǎn)等連接問題，而在連接方式上，“干式連接”的節(jié)點(diǎn)抗震性能研究少于以套筒灌漿連接為代表的“濕式連接”；(3) 對(duì)帶邊框裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)研究較為缺乏，對(duì)其節(jié)點(diǎn)及拼縫的連接問題、整體受力性及抗震性能還需進(jìn)一步探索。

1.2 外掛墻板結(jié)構(gòu)

外掛墻板作為一種新型建筑外墻材料，具有快速施工，工業(yè)化程度高等特點(diǎn)，并在美、日等國(guó)有著廣泛的應(yīng)用。其中包括許多種類型：梁式外掛板、柱式外掛板和墻式外掛板，其區(qū)別主要在于掛板在建筑中所處的位置不同，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)計(jì)算和連接節(jié)點(diǎn)的不同。鑒于我國(guó)對(duì)外掛墻板研究和工程實(shí)踐都比較少[7]，目前僅限于墻式外掛墻板，即非承重的、作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用的僅跨越一個(gè)層高和一個(gè)開間的外掛墻板。

在外掛墻板結(jié)構(gòu)中，應(yīng)重視連接件及預(yù)埋件的設(shè)計(jì)、其中包括主體結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件中的預(yù)埋件，以及在外掛墻板中的預(yù)埋件設(shè)計(jì)，對(duì)有抗震設(shè)防要求的地區(qū)，應(yīng)對(duì)外掛墻板和連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)；同時(shí)，還應(yīng)注重外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，采用合理的連接節(jié)點(diǎn)，以保證荷載傳遞路徑簡(jiǎn)捷，符合結(jié)構(gòu)的計(jì)算假定。外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)宜選用柔性連接的點(diǎn)支承，也可采用剛性連接的線支承。點(diǎn)支承的外掛墻板分為平移式外掛墻板和旋轉(zhuǎn)式外掛墻板兩種形式。它們與主體結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)又可分為承重節(jié)點(diǎn)和非承重節(jié)點(diǎn)兩類；當(dāng)采用柔性連接的點(diǎn)支承時(shí)，主體結(jié)構(gòu)分析時(shí)可不計(jì)入外掛墻板的剛度。鑒于我國(guó)有關(guān)剛性連接的線支承的科研成果較少，因此目前我國(guó)外掛板的連接節(jié)點(diǎn)主要采用柔性的點(diǎn)支承做法。

目前外墻掛板結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中具有良好應(yīng)用的，并取得一定的經(jīng)濟(jì)效益，但仍存在以下科學(xué)問題：(1) 我國(guó)對(duì)外墻掛板的研究還僅限于非承重的、作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用的墻式外墻掛板，而對(duì)梁式、柱式外墻掛板研究較少；(2) 對(duì)外墻掛板與主體連接之間的剛性連接的線支撐研究較少；(3) 國(guó)外外墻掛板預(yù)埋件較多采用帶有錨頭的錨筋，并有大量的相關(guān)研究資料，而我國(guó)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究還較少；(4) 外墻掛板板縫防水技術(shù)還有待進(jìn)一步的研究與完善。

2 新型裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)體系

2.1 裝配式全干接抗震墻結(jié)構(gòu)體系

裝配式全干接抗震墻結(jié)構(gòu)體系是一種將墻板構(gòu)件通過干式連接形成的新型全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系。在預(yù)制墻板一側(cè)端部預(yù)埋直錨螺栓，直錨螺栓一側(cè)錨固于墻板內(nèi)，一側(cè)伸出墻板；在墻板另一側(cè)端部預(yù)留PVC預(yù)埋管和連接手孔。待墻體對(duì)正后，將直錨螺栓插入預(yù)埋管內(nèi)，通過連接手孔，使螺帽與螺桿連接(見圖2、圖3)。

圖2 墻板水平連接示意圖

圖3墻板豎向連接示意圖

該結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢(shì)：(1) 墻體全預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)全裝配，突破“等同現(xiàn)澆”的設(shè)計(jì)理念，可加快施工速度，減輕環(huán)境污染及材料浪費(fèi)等問題，充分發(fā)揮裝配式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)；(2) 外墻采用保溫夾芯墻板，實(shí)現(xiàn)保溫結(jié)構(gòu)一體化，保溫及防水性能好；(3) 所有連接均為干式，避免了現(xiàn)場(chǎng)焊接、后澆等復(fù)雜、繁瑣作業(yè)，安裝方法簡(jiǎn)單易懂，容易推廣；(4) 安裝孔采用較低強(qiáng)度砂漿填充，連接裝置可實(shí)現(xiàn)震后可拆卸、可更換的目的，降低成本。

2.2 預(yù)制凹槽板結(jié)構(gòu)體系

預(yù)制凹槽板體系[8]是由清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院自主研發(fā)。承重凹槽板結(jié)構(gòu)是以輕混凝土預(yù)制的帶凹槽墻板作為主要承重構(gòu)件，并通過設(shè)置現(xiàn)澆圈梁和構(gòu)造柱，將墻板、樓板、屋面板等構(gòu)件連接為整體而形成的一種新型裝配式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要由預(yù)制雙向凹槽墻板及凹槽內(nèi)后澆混凝土，并輔以現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件組成[8]。作為預(yù)制雙向孔空心墻的永久性模板，墻體內(nèi)存在豎向及水平凹槽，有效改善現(xiàn)場(chǎng)支模和鋼筋連接的工作效率。因此，墻體的豎向及水平分布鋼筋分別布置于豎向凹槽和水平凹槽。在連接的問題上，預(yù)制凹槽面上下采用預(yù)留插筋連接——下層墻體預(yù)留插筋，當(dāng)上層凹槽板吊裝時(shí)，下層預(yù)留插筋伸入對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)；吊裝固定后，向預(yù)留凹槽內(nèi)澆筑混凝土，實(shí)現(xiàn)墻體的豎向連接，該連接方法相比傳統(tǒng)裝配式剪力墻的節(jié)點(diǎn)連接更為便捷。

預(yù)制凹槽板的獨(dú)特之處在于：一是其膠凝材料采用“硅鋁基綠色水泥”，成本低、性能高且綠色環(huán)保；二是頂部凹槽兼做墻頂連梁的模板，在凹槽中安放連梁鋼筋籠架并與邊緣構(gòu)件一起澆筑混凝土后，形成填充構(gòu)件與結(jié)構(gòu)構(gòu)件一體化的高性能、綠色、環(huán)保的復(fù)合墻體。

該結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢(shì)：工地現(xiàn)場(chǎng)減少綁鋼筋、支模板和澆注混凝土的工作量、節(jié)省人工、據(jù)項(xiàng)目需求可進(jìn)行裝配式、模塊化、智慧化作業(yè)等。

2.3 疊合板式剪力墻結(jié)構(gòu)體系

疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)主要采用疊合式墻板及樓板，在加上傳統(tǒng)的梁、柱等邊緣構(gòu)件裝配整澆而成結(jié)構(gòu)體系[9]。其中疊合式墻板是由兩塊規(guī)格相同且對(duì)稱等距設(shè)置的預(yù)制混凝土的單墻板疊合而成，在兩塊所述單墻板之間設(shè)撐板鋼筋支撐，疊合墻板的端頭節(jié)點(diǎn)連接加強(qiáng)鋼筋，待墻板吊裝定位后，混凝土澆灌與疊合板中并與預(yù)制墻板形成一個(gè)整體，共同分擔(dān)豎向荷載與水平力作用。而疊合式樓板由兩塊規(guī)格相同且對(duì)稱等距設(shè)置的預(yù)制混凝土的單樓板疊合而成。兩塊疊合單板作為模板，并在其中配置連接、構(gòu)造及受力鋼筋，通過在疊合層內(nèi)后澆混凝土將疊合及現(xiàn)澆板形成一個(gè)整體，從而共同受力。

疊合墻板及樓板中的疊合鋼筋有兩個(gè)重要作用：(1) 作為拉接筋將兩層預(yù)制混凝土部分與二次澆注夾心混凝土形成有效連接；(2) 當(dāng)作疊合構(gòu)件的抗剪鍵，可有效提高結(jié)構(gòu)的抗剪及整體性能。

該結(jié)構(gòu)體系優(yōu)勢(shì)：疊合墻板及樓板的兩塊規(guī)格相同且對(duì)稱的預(yù)制部分具有平整美觀的優(yōu)點(diǎn)；雙側(cè)預(yù)制構(gòu)件的存在能有效減少了施工中大量的模板支設(shè)及鋼筋作業(yè)；與此同時(shí)疊合板也不需要粉刷找平層，減少人工及裝修成本；有效解決由于濕作業(yè)的砂漿找平層過厚導(dǎo)致墻面的空鼓以及開裂等難題。

2.4 CS板式結(jié)構(gòu)

鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯芯板源自是TID板，是在其基礎(chǔ)上，探索研發(fā)的一種新型輕質(zhì)保溫節(jié)能復(fù)合部品構(gòu)件，即CS板。該結(jié)構(gòu)體系的預(yù)制部分為CS承重墻板、樓板及屋面板，現(xiàn)澆部分為構(gòu)造柱、圈梁及混凝土基礎(chǔ)，通過裝配整澆形成適合村鎮(zhèn)建筑的住宅體系[10]。

結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件為CS墻板。該墻板的鋼筋骨架為三維空間鋼絲網(wǎng)架、骨架中配置保溫隔音材料，在保溫材料的模板作用下內(nèi)外澆筑細(xì)石混凝土形成CS板(見圖4)。三維空間鋼絲網(wǎng)架是由其中的斜插筋將平行的兩片的鋼絲網(wǎng)構(gòu)成空間骨架，鋼絲的直徑及間距根據(jù)構(gòu)造措施來(lái)保證；聚苯乙烯泡沫板作為CS板的保溫隔音材料；35 mm～50 mm厚的混凝土澆注于CS板的內(nèi)、外兩側(cè)，構(gòu)成CS構(gòu)件整體。

圖4 CS板構(gòu)造示意圖

結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，即冷拔絲的受拉性能及混凝土受壓性能，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要將荷載施加到三維空間鋼絲網(wǎng)架上?？筛鶕?jù)冷拔鋼絲直徑或間距的調(diào)整、分布鋼筋的添加、現(xiàn)澆混凝土層厚度等構(gòu)造方式的處理保證承載力不足的情況。構(gòu)造柱、圈梁作為CS結(jié)構(gòu)的現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件，能與預(yù)制的CS板形成整體，共同受力工作。在PKPM建模時(shí)，可將CS板等效為采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)空間協(xié)同工作模型的現(xiàn)澆混凝土剪力墻。

CS板式結(jié)構(gòu)體系擁有以下優(yōu)點(diǎn)：工業(yè)化程度高，構(gòu)件制作精度高、施工速度快、質(zhì)量有保證。具有良好的隔聲、耐火、保溫性能；建筑體系住宅可根據(jù)用戶的不同需求進(jìn)行任意分割，提高住宅的使用效率。

2.5 EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)

EPS模塊混凝土剪力墻體系[11]是將工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的EPS空腔模塊經(jīng)積木式錯(cuò)縫插接拼裝成保溫一體化墻體。拼接時(shí)，在模塊空腔內(nèi)布置受力鋼筋及澆筑混凝土形成整體。其中模塊內(nèi)外表面具有獨(dú)特的構(gòu)造措施——“燕尾槽”構(gòu)造，內(nèi)外“燕尾槽”分別于后澆混凝土及20 mm后抹灰面形成強(qiáng)力的機(jī)械咬合[12]。

其中EPS模塊是采用全自動(dòng)生產(chǎn)線模具化生產(chǎn)工藝制造；模塊采用高溫真空成型，在模腔內(nèi)完成收縮變形；模塊密度高、導(dǎo)熱等熱工性能具有較大優(yōu)勢(shì)；矩形插接企口存在與模塊的四周，裝配式時(shí)，插接企口不僅能有效保證拼接嚴(yán)密，還能減少熱橋；其次，EPS模塊特有的“燕尾槽”構(gòu)造措施可與厚抹面層和混凝土形成有機(jī)咬合，杜絕外飾面層與保溫層之間的開裂。

EPS模塊混凝土剪力墻體系的優(yōu)勢(shì)：(1) 摒棄了傳統(tǒng)的房屋建造組砌工藝，EPS模塊與剪力墻結(jié)構(gòu)的組合，提高了房屋的抗震節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；(2) 能滿足標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配化、精細(xì)化的建造方式；(3) “燕尾槽”構(gòu)造措施的布置能有效提高了模塊墻體的耐火、耐久及抗沖擊性，實(shí)現(xiàn)EPS模塊墻體保溫與建筑主體同壽命的要求。

2.6 裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系

裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系(見圖5)是一種耗能減震、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能保溫、快速建造、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的裝配式建筑結(jié)構(gòu)新體系[13]。該結(jié)構(gòu)主要由多種類型部品構(gòu)件通過可靠連接技術(shù)裝配整合而成。預(yù)制承重復(fù)合墻體是由預(yù)制復(fù)合墻板與現(xiàn)澆邊緣連接構(gòu)件組成的墻肢或墻段。其中，生態(tài)復(fù)合墻板中布置有可取代傳統(tǒng)黏土磚的內(nèi)填生態(tài)材料，該材料的來(lái)源要符合因地制宜、減少材料消耗、充分利用建筑廢棄物等要求[14]。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造及受力特點(diǎn)，裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系能滿足多種抗力及多道抗震設(shè)計(jì)防線的思想。其理想的破壞模式為：“填充體-框格-邊緣連接構(gòu)件”三階段破壞模式。在小震作用下，其結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)等同于現(xiàn)澆混凝土剪力墻；在大震作用下，填充砌塊逐漸破壞退出工作，這時(shí)結(jié)構(gòu)受力等同于剛架-斜壓桿計(jì)算模型，因此裝配式承重復(fù)合墻體能夠分階段釋放地震能量[15]。

圖5裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系

裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)兩階段的等效計(jì)算模型(見圖6)：

當(dāng)結(jié)構(gòu)在彈性階段時(shí)，該結(jié)構(gòu)體系采用剛架-復(fù)合彈性板模型，在受力的彈性階段，外框架選用混凝土桿單元、復(fù)合彈性板使用復(fù)合材料殼元進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。剛架-復(fù)合彈性板模型作為裝配式復(fù)合墻結(jié)構(gòu)在小震下的機(jī)構(gòu)計(jì)算模型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形計(jì)算。

當(dāng)結(jié)構(gòu)在彈塑性階段時(shí)，該結(jié)構(gòu)體系根據(jù)破壞特點(diǎn)可采用兩種計(jì)算模型：(1) 可將結(jié)構(gòu)等效為帶塑性鉸的剛架-等效斜壓桿模型[16]，其中彈塑性階段的框架依舊使用混凝土桿單元、填充材料使用斜壓桿單元進(jìn)行處理；(2) 將預(yù)制的生態(tài)復(fù)合墻板看作整體斜撐，外框架依舊使用混凝土單元，此時(shí)墻體模型為剛架-整體斜撐模型[17]。剛架-等效斜壓桿模型及剛架-整體斜撐模型主要被用來(lái)分析裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗(yàn)算、時(shí)程分析等抗震性能的評(píng)估問題。

圖6裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)彈性及彈塑性階段的計(jì)算模型

裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn)：

(1) 裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)自重較輕，抗震性能優(yōu)越。由于多道抗震防線的存在，使得結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，介于傳統(tǒng)的框架與剪力墻結(jié)構(gòu)之間；裝配式承重復(fù)合墻體還可與疊合樓蓋裝配成整體結(jié)構(gòu)。

(2) 裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)節(jié)能效果佳，環(huán)境效益明顯。由于承重復(fù)合墻板的夾芯保溫處理，使結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的保溫與隔聲性能；同時(shí)，結(jié)構(gòu)中的填充材料的使用體現(xiàn)了變廢為寶，節(jié)能減排的思想，該材料采用爐渣、粉煤灰等工業(yè)廢料制作而成。

(3) 裝配式承重復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系建造速度快，便于建筑工業(yè)化。結(jié)構(gòu)中復(fù)合墻板的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，便于工廠化預(yù)制，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)變農(nóng)民工為產(chǎn)業(yè)化工人，加快了施工進(jìn)度。

3 結(jié) 語(yǔ)

村鎮(zhèn)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展關(guān)乎到中國(guó)農(nóng)民的福祉，對(duì)于改善民生與提高農(nóng)民就業(yè)具有雙重功效。然而當(dāng)前村鎮(zhèn)住宅建設(shè)仍屬于粗放型的建造模式，在工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化方面非常薄弱。裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)體系的研究與發(fā)展一方面在源頭將現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念、農(nóng)房風(fēng)貌、房屋質(zhì)量融入各個(gè)建筑部件，可以集中解決農(nóng)房缺少設(shè)計(jì)、缺乏質(zhì)量管控和技術(shù)落后等問題；另一方面村鎮(zhèn)房屋的室內(nèi)空間布置、采光通風(fēng)、保溫隔熱、抗震防災(zāi)等方面性能要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝建造的房屋，可滿足農(nóng)戶對(duì)現(xiàn)代居住生活的需求，同時(shí)有助于農(nóng)房選用節(jié)能環(huán)保的綠色建材和設(shè)備，提高農(nóng)房節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，有效實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材和環(huán)境友好。然而，新型裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型的簡(jiǎn)化與等效、整體抗震性能分析、預(yù)制裝配構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)連接問題、施工中吊裝定位技術(shù)及設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)和規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及圖集的編制等還需要進(jìn)一步補(bǔ)充及改善。因此，裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)將成為新型城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中的關(guān)鍵點(diǎn)，也是今后推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，全面建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的一種合理有效的途徑，順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代潮流。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉 宏，白潤(rùn)山.輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅研究與展望[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，34(3)：79-81.

[2] 吳函恒，周天華，陳軍武，等.裝配式鋼框架-預(yù)制混凝土抗側(cè)力墻結(jié)構(gòu)受剪承載力分析[J]．工程力學(xué)，2016，33(6)：107-113.

[3] 張 柁.冷彎薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋在陜甘山區(qū)的適宜性技術(shù)研究[D]．西安：西安建筑科技大學(xué)，2012：1-10.

[4] 劉 斌，郝際平，鐘偉輝，等．噴涂保溫材料冷彎薄壁型鋼組合墻體抗震性能試驗(yàn)研究[J]．建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2014，35(1)：85-92.

[5] 李愛群，王 維，賈 洪，等.預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究進(jìn)展(Ⅱ)：結(jié)構(gòu)性能研究[J]．防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報(bào)，2013，33(6)：736-742.

[6] 陳建偉，蘇幼坡．預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)及其連接技術(shù)[J]．世界地震工程，2013，29(1)：38-48.

[7] 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程：JGJ 1—2014[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014．

[8] 劉繼良，初明進(jìn)，王 剛，等．預(yù)制混凝土空心模剪力墻受彎性能試驗(yàn)研究[J]．建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2015，36(7)：26-34.

[9] 李志飚，陳 力，金 星.《疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(DB33/T 1120-2016)》編制說明[J]．浙江建筑，2018，35(1)：4-7.

[11] 曹萬(wàn)林，馬 恒，張建偉，等．不同構(gòu)造EPS模塊再生混凝土剪力墻抗剪性能試驗(yàn)研究[J]．地震工程與工程振動(dòng)，2015，35(4)：78-84.

[12] 蘇云輝，陳 寧．聚苯乙烯模塊墻體空腔簡(jiǎn)易模塊化裝配式建筑應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2017，46(16)：40-43.

[13] 侯麗娜，黃 煒，盧俊龍，等.不同內(nèi)填材料生態(tài)復(fù)合墻體肋格單元試驗(yàn)研究[J]. 水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2015，13(4)：86-90.

[14] 黃 煒，張 敏，宋 林，等.中高層裝配式復(fù)合墻體抗震性能試驗(yàn)研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，44(1)：56-63.

[15] 黃 煒，張程華，張 巍，等.基于可拓識(shí)別法的生態(tài)復(fù)合墻體破壞模式判別[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，43(1)：50-56.

[16] 張程華，邱繼生，侯丕吉，等.中高層生態(tài)復(fù)合墻體正截面壓彎承載力分析[J]．水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2017，15(2)：144-150.

[17] 黃 煒，張振中，趙 冬，等.幾種新型工業(yè)化住宅結(jié)構(gòu)體系綜述[J]．工業(yè)建筑，2012，42(8)：121-127.