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楼梯间干式连接预制混凝土隔墙板的应用

1.引言

楼梯是住宅中最适宜采用的预制构件,其标准化程度高、生产难度低、安装方便,能够显著降低现场施工难度、提升工程质量。虽然预制楼梯能提高现场施工效率,但剪刀梯中间防火隔墙的施工却常常制约现场施工进度和质量。

2. 工程中防火隔墙板的常见做法

2.1 支承在现浇梁上

梯段中间现浇混凝土梁,梁上后砌筑砌体或安装轻质混凝土条板。为传统现浇施工中常见做法,中间梁需单独搭设模板及支撑,大大影响楼梯的整体施工效率,且预制楼梯未安装到位无法作为有效的施工通道使用。

2.2 支承在预制楼梯板上

预制楼梯一侧梯段加宽,加宽的梯段上后砌筑砌体或安装轻质混凝土条板。此种方式造成同层预制楼梯段需要生产两种尺寸类型,增加生产成本。混凝土轻质条板底部需在现场切割,增加了现场施工工序和人工成本。

3.干式连接预制混凝土隔墙板的应用

(1)设计思路

防火隔墙采用工厂预制混凝土隔墙板,墙板上部两端采用与预制楼梯上端相同的连接节点支承在挑耳上,下部通过在墙板中预埋螺栓套筒连接上下墙板限位。墙板的连接方式为干式连接,吊装效率高,不会增加预制楼梯的种类。

(2)设计方法

1)墙板构造

预制混凝土隔墙板为非结构构件,按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010(2016版))的规定,其抗震设防目标可低于结构构件,但考虑到墙板地震破坏对疏散安全的影响,其抗震设计应参照结构构件进行加强。墙板截面厚度不宜小于120mm;墙板宜配置双层双向分布钢筋网抗裂并采用拉筋连系,墙板上部两道水平筋应加强,直径不宜小于12mm;上部两端宜设置箍筋,箍筋直径不宜小于8mm,间距不宜大于100mm。

2)承载力极限状态计算

①持久设计状况验算

持久设计状况下墙板的受力模型为自重作用下的简支梁模型,只需上部两端截面满足抗剪计算的要求,具体计算按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中6.3节执行。

②地震设计状况验算

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-20102016版)的规定,楼梯间非承重墙应进行抗震设计,应与主体结构有可靠的连接或锚固,避免地震时倒塌伤人。楼梯间作为地震时的关键疏散通道,楼梯间墙体的抗震性能目标应保证连接节点中震弹性、大震不屈服。

地震作用及组合参照《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ-2014)和《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T51231-2016)中有关外挂墙板设计的相关规定进行计算:

墙板的水平地震作用标准值计算采用等效侧力法,按下式计算:

FEhk=βE*αmax*Gk

竖向地震作用标准值取水平地震作用标准值的0.65倍。

 

地震设计状况时,

多遇地震和设防地震作用下:

Sd≤Rd/γRE

其中,在水平地震作用下:Sd=SEh=γG*SGk+γEh*SEhk

在竖向地震作用下:Sd=SEv=γG*SGk+γEv*SEvk

地震作用组合的效应设计值由墙板上部两端节点的插筋承担:Rd=fy*As

罕遇地震作用下:Sk≤Rk

其中,在水平地震作用下:SGk+SEhk≤Rk

在竖向地震作用下:SGk+SEvk≤Rk

墙板上部两端节点的插筋抗力标准值:Rk=fyk*As

墙板下部限位节点的抗力标准值:

连接螺栓:Rk=n*Nb

连接钢板:Rk=fk*A

 

结语

预制混凝土隔墙板准化程度高,生产难度低,设计方法明确,采用干式连接安装方便,显著降低了现场施工难度,提升了工程质量,符合推广装配式建筑“两提两减”的目标追求,值得在工程项目中大力推广使用。

文 /Article >何东升 许文杰

作者单位:碧桂园集团设计研究院

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