理论教育 如何计算外挂墙板结构和配筋?构造要求有哪些?

如何计算外挂墙板结构和配筋?构造要求有哪些?

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:现浇连接部分的混凝土强度等级不应低于外挂墙板的设计混凝土强度等级。表10-7 PC墙板使用期间的荷载与作用外挂墙板按围护结构进行设计。在进行结构设计计算时,不考虑分担主体结构所承受的荷载和作用,只考虑直接施加于外墙上的荷载与作用。外挂墙板是以连接节点为支承的板式构件,即4点支撑板。④外挂墙板的截面设计应符合本规程第6.4节的要求。

如何计算外挂墙板结构和配筋?构造要求有哪些?

(1)《装规》10.3.1~10.3.5规定

1)外挂墙板的高度不宜大于一个层高,厚度不宜小于100mm(日本外挂墙板最小厚度为130mm)。

2)外挂墙板宜采用双层、双向配筋,竖向和水平钢筋的配筋率均不应小于0.15%,且钢筋直径不宜小于5mm,间距不宜大于200mm。

3)门窗洞口周边、角部应配置加强钢筋。

4)外挂墙板最外层钢筋的混凝土保护层厚度除有专门要求外,应符合下列规定:

①对石材或面砖饰面,不应小于15mm。

②对清水混凝土,不应小于20mm。

③对露骨料装饰面,应从最凹处混凝土表面计起,且不应小于20mm。

5)外挂墙板设计要满足《装规》6.4节规定的以下要求:

①预制构件的设计应符合下列规定:

A.对持久设计状况,应对预制构件进行承载力、变形、裂缝控制验算。

B.对地震设计状况,应对预制构件进行承载力验算。

C.对制作、运输和堆放、安装等短暂设计状况下的预制构件验算,应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的有关规定。

②当预制构件中钢筋的混凝土保护层厚度大于50mm时,宜对钢筋的混凝土保护层采取有效的构造措施。

③预制板式楼梯的梯段板底应配置通长的纵向钢筋。板面宜配置通长的纵向钢筋;当楼梯两端均不能滑动时,板面应配置通长的纵向钢筋。

④用于固定连接件的预埋件与预埋吊件、临时支撑用预埋件不宜兼用;当兼用时,应同时满足各种设计工况要求。预制构件中预埋件的验算应符合现行国家标准《混规》《钢结构设计规范》GB50017和《混凝土结构工程施工规范》GB 50666等有关规定。

⑤预制构件中外露预埋件凹入构件表面的深度不宜小于10mm。

另外,《辽标》关于外挂墙板的构造规定除了与行业标准一样的条文外,还包括外挂墙板的混凝土强度等级不宜低于C30,也不宜高于C40,宜采用轻骨料混凝土。现浇连接部分的混凝土强度等级不应低于外挂墙板的设计混凝土强度等级。

(2)墙板结构设计要求

外挂墙板必须满足构件在制作、堆放、运输、施工各个阶段和整个使用寿命期的承载能力的要求,保证强度和稳定性;还要控制裂缝和挠度。

外挂墙板是装饰性构件,对裂缝和挠度比较敏感。按照现行国家标准《混规》规定,2类和3类环境类别非预应力混凝土构件的裂缝允许宽度为0.2mm;受弯构件计算跨度小于7m时允许挠度不应超过计算跨度的1/200。

0.2mm结构裂缝是清晰可视的,清水混凝土和表面涂漆的墙板不大容易被用户接受,心理上会形成不安全感。

外挂墙板在制作、堆放、运输和安装环节荷载作用下,不应当出现裂缝。

在使用环节,当外挂墙板表面为反打瓷砖、反打石材或装饰混凝土时,结构裂缝可以按照《混规》的规定控制;对于清水混凝土构件,宜控制得严一些。对于夹心保温板,内叶板裂缝控制可按普通结构构件控制,外叶板裂缝控制宜严格一些。

《混规》关于受弯构件挠度的限值,是为屋盖、楼盖及楼梯等构件规定的;外挂墙板计算跨度一般小于7m,照搬计算跨度的1/200挠度限值是个省事的做法,这个挠度在视觉上不会有明显的感觉,况且使墙板产生挠度的主要荷载风荷载并不是恒定的荷载。

(3)作用于PC墙板的荷载与作用

不规则建筑表皮倾斜和仰斜的PC墙板需要考虑的作用包括自重荷载,仰斜墙板还包括雪荷载、维修集中荷载,见表10-7。

10-7 PC墙板使用期间的荷载与作用

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外挂墙板按围护结构进行设计。在进行结构设计计算时,不考虑分担主体结构所承受的荷载和作用,只考虑直接施加于外墙上的荷载与作用。

竖直外挂墙板承受的作用包括自重、风荷载、地震作用和温度作用。

建筑表皮是非线性曲面时,可能会有仰斜的墙板,其荷载应当参照屋面板考虑,还有雪荷载、施工维修时的集中荷载等。

(4)计算简图

1)无洞口墙板。外挂墙板的结构计算主要是验算水平荷载作用下板的承载能力和变形;竖直荷载主要是对连接节点和内外叶板的拉结件作用。

外挂墙板是以连接节点为支承的板式构件,即4点支撑板。计算简图如图10-31所示。

2)长宽比大的墙板。长宽比较大的墙板,长边内力非分布比较均匀,可直接按照简支板计算;短边内力因支座距离较远而分布不均匀,支座板带比跨中板带分担更多的荷载,应当对内力进行调整(图10-32)。支座板带承担75%的荷载,跨中板带承担25%的荷载。

3)有洞口墙板的荷载调整。有窗户洞口的墙板,窗户所承受的风荷载应当被窗边墙板所分担(图10-33)。

(5)墙板结构计算(www.daowen.com)

墙板结构计算内容包括:

1)配筋和墙板承载力验算。

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图10-31 外挂墙板计算简图

a)支座在边缘 b)支座在板内

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图10-32 长宽比较大的墙板内力调整

2)挠度验算。

3)裂缝宽度计算。

按照日本的经验,PC墙板随着安装节点位置的变化、开洞情况不同等,计算机计算的结果与人工计算结果差距较大。为了确保安全,在计算机计算的同时也采用人工计算进行比较,取更为安全的结果。

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图10-33 有洞口墙板计算简图

(6)墙板结构构造设计

1)《装规》10.3.2-5规定。

①外挂墙板宜采用双层、双向配筋,竖向和水平钢筋的配筋率均不应小于0.15%,且钢筋直径不宜小于5mm,间距不宜大于200mm。

②门窗洞口周边、角部应配置加强钢筋。

③外挂墙板最外层钢筋的混凝土保护层厚度除有专门要求外,应符合下列规定:

A.对石材或面砖饰面,不应小于15mm。

B.对清水混凝土,不应小于20mm。

C.对露骨料装饰面,应从最凹处混凝土表面计起,且不应小于20mm。

④外挂墙板的截面设计应符合本规程第6.4节的要求。

2)边缘加强筋。PC外挂墙板周圈宜设置一圈加强筋(图10-34)。

3)开口转角处加强筋。PC外挂墙板洞口转角处应设置加强筋(图10-35)。

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图10-34 PC外挂墙板周圈加强筋

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图10-35 PC外挂墙板开口转角处加强筋

4)预埋件加强筋。PC外挂墙板连接节点预埋件处应设置加强筋(图10-36)。

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图10-36 连接节点预埋件加强筋

5)L形墙板转角部位构造。平面为L形的PC墙板转角处的构造和加强筋如图10-37所示。

6)板肋构造。有些PC墙板,如宽度较大的板,设置了板肋,板肋构造如图10-38所示。

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图10-37 L形墙板转角构造与加强筋

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图10-38 板肋构造

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