“L”型全預制裝配式剪力墻結構體系研究

吳吉祥，程海慶，馬珂

（中鐵四局集團有限公司設計研究院，安徽 合肥 230022）

“L”型全預制裝配式剪力墻結構體系研究

吳吉祥，程海慶，馬珂

（中鐵四局集團有限公司設計研究院，安徽 合肥 230022）

中鐵四局開發的“全預制剪力墻結構體系”，是一種新型的裝配式結構體系；剪力墻預制成標準的“L”型構件，實現模塊化設計生產，裝配率較傳統預制體系有很大提高，可適應不同戶型的需要；對于長度較長的預制剪力墻，采用對稱分割的方法，方便現場吊裝和施工，在兩片預制墻體間預留250mm長的現澆連接區域，采用高一個等級的混凝土澆筑。為解決水平鋼筋的錨固問題，采用附加矩形箍筋來增加現澆區域內混凝土與預制剪力墻水平鋼筋之間的咬合力；最后通過試驗對比分析，該節點構造具有和現澆節點相當的整體性、變形能力和耗能能力，該體系整體抗震性能可靠。

結構；剪力墻；全預制構件

傳統的預制剪力墻結構邊緣構件仍然采用現澆，大大降低了裝配率，影響工期。本體系對于剪力墻采用全預制方式，對于長度較長的墻體從中部對稱分割，保持預制構件種類的高度統一性，與傳統預制體系相比，具有很大的優勢。

本案例為某公共租賃房小區，單體為18層住宅，總高度57m。該戶型為1梯4戶，層高為2.9m。戶型規整，面積利用率高。該戶型預制墻體為兩種，大大提高工廠預制率，對于長度較長的墻體，在中部設立250mm長的現澆區域，可滿足通用塔吊起重量。

連接區設在剪力墻的中部附近，設置250mm長的連接區。預制剪力墻水平方向端部預留直線型開口鋼筋，并附加封閉“U型”箍筋，在交錯區形成矩形框，框內插入4根直徑12的鋼筋，在預制剪力臨時固定后，用高一個等級的混凝土澆筑此連接區。此種方式可解決施工時吊裝預制墻體時，水平鋼筋相互打架的影響，并較少現澆區域長度，提高裝配率。

圖1 典型戶型墻體分割布置圖

圖2 預制剪力墻中部附加U型箍示意圖

對于鋼筋錨固長度不足所帶來的抗滑移摩擦力缺失，通過附加鋼筋與內部高強度混凝土的咬合來補上的研究，在日本藤田公司的FPRC-II預制框架結構施工工法中已有成功運用，并在2007年竣工的港北建筑（地上9層）中實施。

為驗證全預制裝配式剪力墻的抗震性能，擬作3組試驗來對比分析，SW1為現澆構件，SW2為底部帶水平縫的預制構件，SW3為底部帶水平縫，中部帶豎直縫的預制構件。其中SW2和SW3是用來對比豎向接縫連接和橫向接縫連接分別對整體抗震性能的影響。

圖3

加載試驗采用2000kN液壓千斤頂施加軸力，利用4根螺桿與工字鋼搭建的加載架使千斤頂可隨試件水平位移而移動，并采用500kN液壓作動器施加往復水平力。為得到底部鋼筋在低周反復加載下應變情況，剪力墻豎向鋼筋底部預先安裝鋼筋應變位移傳感器。

圖4

3.3.1 裂縫分布情況

3.3.1.1 SW1構件

水平力為180kN時，SW1試件的墻底與地梁的交界面出現細小水平裂縫。隨水平力增大，剪力墻從下至上出現多條水平裂縫。當位移達到42mm，位移角達1/71，墻體底部邊緣混凝土剝裂嚴重，可見邊緣構件箍筋被壓歪，水平力下降至峰值的85%，試驗結束。

3.3.1.2 SW2構件

水平力為140kN時，SW1的墻底與地梁的交界面出現水平裂縫。水平力為160kN時，墻體右端300處拼接縫部位出現第一條水平裂縫。水平力繼續增大至200kN時，墻體沿高度方向500mm、650mm、1000mm處出現多條水平裂縫。230kN循環中，水平現澆端部出現受壓裂縫，原水平縫斜向發展。繼續加載裂縫不再發展，主裂縫寬度增加，右底部現澆段端部混凝土剝落露出U型箍筋，后澆段有鼓脹現象，試驗結束。

3.3.1.3 SW3構件

循環水平力為140kN時，距墻底300mm的拼縫處出現水平裂縫，170kN時地梁頂面出現裂縫，力增大至200kN時，右側墻500mm、700mm出現水平裂縫。230kN循環中，水平現澆端部出現受壓裂縫，原水平縫斜向發展，豎向無裂縫。繼續加載，試件發出焊縫崩斷聲音，為墻體拼裝階段用于臨時支撐拼裝墻體的預埋方鋼管焊縫斷裂，后澆端部混凝土大塊脫落露出U型箍筋，試驗結束。

圖5 承載力對比實驗結果

對于3種試件，在試驗中破壞形式一致，均為受壓混凝土開裂，鋼筋外露；其中由于底部擁有水平縫，故SW2和SW3試件開裂荷載均比SW1試件提前，對于屈服荷載和峰值荷載均接近于SW1試件；實驗自始至終，都沒有觀測到SW3試件豎縫處裂縫發展。

3.3.2 應力-應變曲線

圖6

從試件F-S曲線來看，都經歷了彈性、屈服、極限3個狀態，試件的耗能性能相當。試件SW2的剛度在到達屈服荷載后突然下降，SW3試件后期因為豎縫的存在使剛度降低較為緩慢，并有相當長的一段塑性延伸區域；極限狀態時，裝配試件剛度退化至與現澆試件相當。

3.3.3 墻底豎向鋼筋應變位置分布

TU375

A

1007-7359（2016）05-0067-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.017

吳吉祥（1972-），男，江西修水人，畢業于西南交通大學，學士；國家注冊一級結構工程師，國家注冊一級巖土工程師。