裝配式剪力墻結構的連接構造

郭 少 華

(武漢理工大學土木工程與建筑學院，湖北 武漢　430070)

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裝配式剪力墻結構的連接構造

郭 少 華

(武漢理工大學土木工程與建筑學院，湖北 武漢430070)

論述了預制裝配式剪力墻的發展前景，從墻與墻的連接、疊合板的其他構件之間的連接等方面，針對裝配式剪力墻結構連接構造的整體性能進行了闡述，提出了推廣預制裝配式剪力墻結構的一些建議。

裝配式剪力墻，連接構造，整體性能

0　引言

改革開放30多年來，我國建筑業仍然是一個勞動密集型、建造方式相對落后的傳統產業，尤其在房屋建造的整個生產過程中，高耗能、高污染、低效率、粗放的傳統建造模式還具有普遍性，與當前的新型城鎮化、工業化、信息化發展要求不相適應，與發達國家相比差距較大。問題主要表現在：生產過程的連續性差，建筑技術的集成化低，生產的機械化程度低，工程組織管理水平低和操作工人技術素質低。由此，對建筑業的發展提出了新的內含：生產過程連續化，生產物標準化，生產過程集成化，工程施工組織化和生產過程機械化。在建筑工業化的大背景下，新型工業化的預制裝配式剪力墻結構(new precast concrete shear wall structure，以下簡稱NPC結構)得到了發展。它以其節能、環保、高效、精細的優點得到了建筑業的廣泛認可。但與現澆式結構相比，其整體性有所降低。因此，下文將介紹NPC結構的連接構造，討論其整體性能。

1　墻與墻的連接構造

鄭州大學項萌[1]利用有限元軟件對剪力墻結合面抗剪性能和剪力墻豎向接縫連接性能做了相關的分析。得出配筋率對結合面的極限承載力起著決定性的作用，配筋越大承載力越高。墻體豎向接縫處的配筋率存在一個界限，當連接配筋率小于界限值時，墻體易發生脆性破壞，當大于界限值時破壞形態類似現澆剪力墻，同時在接縫處產生滑移，破壞時剛度和承載力均小于現澆剪力墻。

中南大學余志武等[2]課題組提出了剪力墻U型套箍連接，并進行了抗拔試驗和抗震性能試驗，得出了U型鋼筋錨固破壞的主要形式和破壞機理。正因為這些理論研究的開展，才讓這些連接構造得以實現。

1.1上、下層相鄰剪力墻的連接

上、下層相鄰的預制剪力墻豎向鋼筋一般采用的是約束的漿錨搭接方式。該方式需要在灌漿孔道中預設約束螺旋箍筋，并對每根豎向鋼筋進行連接。墻板安裝時需在其底部與下層結構標高預留20 mm做漿層，調整墻身豎直，保持底部水平。水泥漿從注漿孔注入，填滿孔道，同時將空氣由排氣孔排出。約束螺旋箍筋起到了防止新老混凝土接觸面產生滑移的作用，在混凝土澆筑的過程中，墻板要有有效的固定措施。

約束漿錨鋼筋搭接連接構造見圖1。

1.2樓層內相鄰墻板的連接

宋國華、霍達等[3]以接縫寬度和接縫處配筋率為主要參變量，在周期反復荷載下研究其對豎向齒槽接縫處抗剪強度的影響，同時建立抗剪強度的計算公式。

Andrzej Cholewicki分別針對接縫處發生對角裂縫破壞和非對角裂縫破壞兩種情況，并結合試驗(研究剪切鍵的形狀、面積和配筋率等因素對抗剪性能的影響)和相關規范，提出了兩個計算接縫剪切承載力的公式。Sami H Rizkalla等全方位從抗剪鍵的角度、數量和鍵槽的深度研究抗剪鍵對水平接縫抗剪承載能力的影響，并結合試驗數據提出了一個相對合理的接縫剪切承載力的公式。這些研究都為豎向接縫的構造提供了理論支持。

如圖2所示，邊緣構件的縱向鋼筋應設置在現澆區域內，并在現澆區域內設置封閉箍筋。在非邊緣構件位置，兩相鄰墻板豎向接縫處也應設置現澆段，且現澆段寬度不小于墻體厚度，并配置豎向鋼筋和水平封閉筋。豎向鋼筋直徑不小于墻板豎向分布筋，間距不大于墻板內豎向分布筋。水平封閉筋的直徑和間距與墻板中水平分布筋相同。

墻體的側向結合處應設置粗糙面或鍵槽，具體構造措施詳見圖3。

2　疊合板的其他構件之間的連接構造

墻板與樓面的連接處設置水平現澆帶(具體構造措施詳見圖4)，其寬度同剪力墻厚度，高度同樓板厚度。屋面在剪力墻頂部的板面標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁(具體構造措施詳見圖5)。接縫處的混凝土等級不低于預制剪力墻的混凝土等級。

疊合樓板通常采用雙向板設計并在疊合板預制部分上部設桁架筋。疊合板預制部分在支座處(梁或剪力墻)擱置長度不小于15 mm，且預制縱筋應錨入梁或剪力墻現澆混凝土中，如圖6所示。

3　樓梯、陽臺、空調板等構件的連接

樓梯、陽臺、空調板作為結構的功能構件，并不承擔建筑物的主要荷載，但與主體連接的可靠性也影響著主體結構的整體性。同樣，在施工安裝的過程中為保證體系的整體性，在構件中預制拉結點并配合支撐系統將構件與主體連成一體，然后澆筑混凝土，澆筑過程中保持支撐系統的穩定性[4]。詳細連接構造如圖7～圖9所示。

4　結論與展望

NPC結構通過一系列的連接構造措施，其整體性接近現澆式結構。本文介紹的連接方式以濕連接位置，包括現澆帶連接、套筒灌漿連接和預留孔漿錨搭接。其優點是，整體性能好，施工方法成熟且技術要求低。國內一般采用濕式連接，以日本為主的國家，大多采用干式連接(螺栓連接、后張法預應力連接和鍵槽連接等)，其施工工期短，節能環保，但對施工精度要求較高[5]。不管是濕連接還是干連接，其整體性和抗震性能都已經達到了現澆結構的標準。連接技術的突破性進展為NPC結構的推廣創造了條件，北京、上海、浙江、安徽、山東、深圳、沈陽等20多個省、市紛紛出臺政策，大力推廣裝配式結構。城市污染嚴重、勞動力成本提高、工業化程度低等一系列問題對建筑業提出了新的挑戰，建筑工業化是一個必然的趨勢，同時也是建筑從業者將面臨的機遇與挑戰。

[1]項萌. 預制裝配式剪力墻豎向接縫連接性能有限元分析[D]. 鄭州：鄭州大學,2014.

[2]余志武,彭曉丹,國巍,等.裝配式剪力墻結構新型連接節點的構造與抗震性能研究[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2015(2):160-164.

[3]宋國華,霍達,王東煒,等.裝配式大板結構豎向齒槽接縫受剪承載力設計[J].土木工程學報,2003(11):61-64.

[4]王召新.混凝土裝配式住宅施工技術研究[D].北京：北京工業大學,2012.

[5]趙唯堅,郭婉楠,金嶠,等.預制裝配式剪力墻結構豎向連接形式的發展現狀[J].工業建筑,2014(4):115-121.

[6]Cholewicki A． Loadbearing Capacity and Deformability of Vertical Joints in Structural Walls of Large Panel Buildings[J].Building Science,1971(6):163-184.

[7]Harris H G，Iyengar S． Full-Scale Tests on Horizontal Joints of Large Panel Precast Concrete Buildings[J].PCI JOURNAL,1980，25(2):72-92.

Connection structure of assembly-style shearing wall

Guo Shaohua

(CollegeofCivilEngineering&Building,WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070,China)

With an discussion of prefabricated assembly-style shearing wall development background, starting from aspects of wall-wall connection, and other laminated slab parts connection, the paper describes the integrity of assembly-style shearing structure connection structure, and finally puts forward some suggestions of promoting prefabricated assembly-style shearing wall structure.

assembly-style shearing all, connection structure, integral property

1009-6825(2016)08-0044-02

2016-01-07

郭少華(1989- )，男，在讀碩士

TU398.2

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