裝配式剪力墻豎向分布鋼筋連接程度研究進展

張士前 ，陳越時 ，劉亞男 ，馬昕煦 ，廖顯東 ，肖緒文

（1.中國建筑第八工程局有限公司，上海 200122；2.中國建筑股份有限公司，北京 100037；3.同濟大學土木工程學院，上海 200092）

隨著我國經濟的發展和社會的進步，我國的人口紅利正在消失，建筑行業面臨勞動力短缺，人工成本快速上升的問題，同時傳統粗放的建筑施工方式已不滿足生態發展、資源節約和環境友好的要求.為解決建筑業面臨的日益嚴峻的問題，近年來政府相關部門出臺并制定一系列建筑工業化政策與舉措.如1999 年建設部聯合八家部門制訂了《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量的若干意見》[1]；2014 年國務院提出“以住宅為重點，以建筑工業化為核心，加大對建筑部品生產的扶持力度，推進建筑產業現代化”；2016 年9 月國務院常務會議決定大力發展裝配式建筑，推動產業結構調整升級等.

我國建筑工業化正處于重新啟動期[2]，裝配式混凝土剪力墻結構是一種裝配化程度較高的建筑結構體系，不同于傳統現澆剪力墻結構，裝配式剪力墻結構是指預制墻板在工廠加工制作，并將其運輸到現場進行拼裝，與后澆混凝土連接而成的預制混凝土結構，具有模數化、標準化、集成化程度高、綠色施工、快速建造等特點.目前裝配式剪力墻結構的研究主要聚焦于剪力墻結構體系與不同類型連接節點等方面，雖然裝配式剪力墻體系各不相同，如最為普遍的實心裝配式剪力墻結構體系、疊合剪力墻結構體系、預制夾心保溫剪力墻結構體系與無黏結后張拉裝配式預應力混凝土剪力墻等，但共同點是通過可靠的豎向連接方式使其抗震性能達到“等同現澆”的目的.本文基于豎向分布鋼筋在樓層處連接數量的不同，深入介紹了不同連接程度的裝配式剪力墻國內外研究進展與不足.另外，不同連接方式如套筒灌漿連接、漿錨連接、螺栓連接等可實現豎向鋼筋有效連接和傳力，然而這些連接形式往往存在連接數量多、連接配件材料成本高、制作與施工精度要求較高、安裝就位困難、施工效率低，以及現場灌漿連接施工質量難以保證等問題.因此為了避免此類問題，結合已有研究基礎，提出一種基于承載力等效原則下的豎向分布鋼筋不連接的裝配式剪力墻結構體系，為裝配式混凝土剪力墻研究提供參考.

1 全部連接

剪力墻豎向分布鋼筋樓層間連接程度可分為全部連接（雙排）、部分連接（單排或梅花）與不連接（坐漿），如圖1.

圖1 不同連接程度剪力墻示意Fig.1 Shear wall with different connections

目前大部分裝配式剪力墻結構豎向分布鋼筋連接程度為全部連接，其連接形式多樣，主要有套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、插筋連接、后澆帶連接等.

1）鋼筋套筒灌漿連接技術在歐美、日本等國家應用已有40 多年的歷史，經歷了大地震的考驗，編制有成熟的標準，得到普遍的應用.文獻[3-5] 開展了套筒灌漿連接的裝配式剪力試驗，研究結果表明全部連接下套筒灌漿連接能夠有效傳遞荷載，安全可靠，裝配式剪力墻破壞模式與現澆相同，適當加強套筒灌漿連接在邊緣構件區域的約束，可提高其抗震性能.

2）漿錨搭接連接一般為金屬波紋管漿錨搭接連接，廣泛應用在新西蘭等多震國家[6]，并經歷了2010 年—2011 年的坎特伯雷地震的檢驗，通過對4 700 多個裝配式剪力墻的震后調研發現，此種連接形式下低多層建筑的抗震性能良好，但當初設計時未能考慮到連接鋼筋配筋率的問題，導致連接鋼筋配筋率低于墻板鋼筋的配筋率，受力性能不理想，且邊緣構件連接部位橫向約束不足.文獻[7-8]開展了全部連接下金屬波紋管漿錨搭接連接的裝配式剪力墻抗震性能研究，承載力與耗能能力較現澆剪力墻偏低，同時為了提高剪力墻受力性能，在邊緣構件增加了矩形螺旋箍筋約束，試驗結果表明，盡管矩形螺旋箍筋約束增加了剪力墻的滯回性能，但是相比現澆試件，試件各階段的承載力仍然有所降低.文獻[9-11]改進了金屬波管紋漿錨搭接連接，通過邊緣構件區域增加閉合扣接約束箍筋提高邊緣構件混凝土約束能力，與現澆剪力墻對比發現，該改進型剪力墻的承載力高于現澆剪力墻，延性與現澆構件接近，同時通過該改進型連接方式的2 層裝配式剪力墻空間子結構試驗表明，此種改進型金屬波紋管漿錨連接方式是可靠的，承載力較高，抗震性能良好，但是只能滿足7 級抗震設防烈度的要求.

3）插筋連接一般用于雙面疊合剪力墻或裝配式空心板剪力墻的上、下層連接，此種連接形式與剪力墻豎向分布鋼筋形成間接搭接，如圖2 所示.文獻[12]對此種連接形式的疊合剪力開展了相關試驗研究，結果表明：此種連接雖然整體性能好，但其承載力、延性及耗能能力均比現澆差.文獻[13-14]基于能力設計原理，通過增大插筋直徑實現剪力墻的強連接，抗震性能可接近現澆剪力墻，同時發現其抗震性能受插筋面積影響較大.文獻[15]開展了6 片裝配式空心板剪力墻抗震性能試驗，剪力墻特點為邊緣構件現澆，裝配式空心板通過插筋與基礎形成錨固連接，同時裝配式空心板設置齒槽增加水平抗剪，通過該剪力墻結構的試驗研究結果看出：該剪力墻有較大變形能力，雖能夠保證其裝配式空心板的連接性能，但承載力較現澆剪力墻低了20.9%.

圖2 疊合剪力墻插筋連接Fig.2 Composite shear wall with indirect splicing of reinforcements

4）后澆帶連接為裝配式剪力墻底部設置一定高度的后澆區域，后澆區域內豎向鋼筋形成搭接連接或U 型套箍連接.文獻[16]開展了在低軸壓比下，中間預制墻體底部設置后澆區域豎向分布鋼筋搭接連接、邊緣構件現澆的裝配式剪力墻抗震性能試驗，研究結果表明：該連接形式的剪力墻承載力略低于現澆墻體，其延性、耗能與現澆相當，接縫處雖然開裂但尚能實現剪力有效傳遞.文獻[17]對底部留有后澆區豎向鋼筋搭接連接的裝配整體式剪力墻進行了在高軸壓比下抗震性能試驗，研究結果表明，裝配式剪力墻破壞模式與現澆剪力墻相同，均為彎剪破壞，其抗震性能指標與現澆一致，水平拼縫未發生破壞，盡管產生滑移，但仍能有效傳遞荷載.文獻[18-19]中提出一種U型套箍連接裝配式剪力墻（如圖3），試驗結果看出，采用U型套箍連接的裝配式剪力墻能獲得與現澆剪力墻相當的承載能力及抗震性能，但在現澆段與裝配式墻體之間容易形成通縫.

圖3 U 型套箍連接Fig.3 U-type reinforcements with ferrule connection

2 部分連接

部分連接一般指裝配式剪力墻豎向分布鋼筋單排間接搭接、梅花型連接或螺栓間接連接等.文獻[20]開展了兩種豎向分布鋼筋采用大直徑單排套筒約束漿錨搭接的裝配式剪力墻試驗研究，結果表明，套筒約束漿錨搭接連接的剪力墻屈服荷載大于現澆墻，極限荷載與現澆墻一致，耗能能力略優于現澆墻，但此種連接由于鋼套筒的剛度大不利于塑性鉸形成導致延性低.文獻[21]研究了單排套筒灌漿連接的裝配式剪力墻抗震性能，裝配式剪力墻單排連接鋼筋總面積與混凝土墻雙排配筋總面積相近，即連接鋼筋總強度與豎向分布鋼筋相近，研究結果表明，裝配式剪力墻與現澆剪力墻均發生壓彎破壞，裝配式剪力墻承載力較現澆墻體小12%，這是因為盡管連接鋼筋總面積與墻體豎向鋼筋面積相等，但是處在邊緣構件區單排連接的主要受力連接鋼筋面積偏小，且豎向連接鋼筋截面位置與原豎向分布鋼筋截面位置的不同導致受力有差異.文獻[22]開展了單排螺栓連接的裝配式剪力墻縮尺模型振動臺試驗研究，研究結果表明，盡管結構破壞輕微，這種螺栓連接形式仍然發生螺栓松動、相鄰墻板滑動錯位和墻板開裂，整體性較差.對2010 年—2011 年坎特伯雷地震后的調查表明，在一些裝配式剪力墻結構中單排金屬波紋管間接連接發生脆性破壞，基于此，文獻[23]通過試驗發現，在低軸壓比時，已有工程設計的單排波紋管連接能夠滿足抗震性能要求，但是當隨著軸壓比和墻長增加，此種連接將不能滿足抗震性能要求，當將金屬波紋連接節點周圍增加橫向約束鋼筋（箍筋）時，能夠阻止節點發生脆性破壞，但是不能增加其延性性能.文獻[24-25]對邊緣構件現澆單排插筋連接的裝配式空心板剪力墻進行了系統的抗震性能研究，結果表明，此種裝配式剪力墻承載力較現澆剪力墻低約13%.

在國家現行行業標準《裝配式混凝土建筑技術標準》[26]對豎向分布鋼筋部分連接也做了相應規定，梅花式連接時豎向分布鋼筋被連接的同側鋼筋間距不應大于600 mm.單排連接時連接鋼筋抗拉強度不小于被連接鋼筋的1.1 倍.所以單排連接的剪力墻受力性能不僅受連接鋼筋位置的影響，也受連接鋼筋的抗拉強度影響.

3 不連接

為了方便施工，提高裝配式剪力墻結構施工效率，減少復雜工序，節約成本，研究人員開展了豎向分布鋼筋不連接，邊緣構件全連接、現澆或者干式連接的裝配式剪力墻相關抗震性能研究.1995 年，Soudki 等[27-29]開展了豎向分布鋼筋不連接的裝配式剪力墻抗震試驗研究，考慮邊緣構件采用套筒灌漿連接、不同的軟鋼連接件連接與后張預應力連接的影響，同時考慮中間裝配式剪力墻是否設有齒槽剪力鍵，如圖4 所示，研究結果表明，邊緣構件區座漿層壓潰，接縫處滑移破壞，灌漿套筒連接的鋼筋拔出或軟鋼連接件破壞，墻體本身破壞程度較小；采用套筒灌漿連接+齒槽連接效果最好，接縫破壞程度較小；豎向分布鋼筋斷開，墻體座漿層連接的形式具有表現出穩定的滯回特性；采用后張預應力連接的剪力墻抗剪承載力增加約2 倍.

圖4 一種分布鋼筋不連接的裝配式剪力墻Fig.4 Precast shear wall with unconnected reinforcement distribution

在此基礎上，文獻[30-31]開展了帶現澆邊緣構件齒槽式裝配式混凝土剪力墻抗震性能試驗研究，裝配式墻體豎向分布鋼筋斷開且設置齒槽剪力鍵增加水平抗剪，如圖5 所示，研究結果表明，通過齒槽連接的裝配式剪力墻，其破壞形態與現澆試件基本相同，墻體兩端邊緣構件底部混凝土發生壓彎破壞；齒槽式連接能夠保證剪力墻在正常工作狀態下的受剪承載力；裝配式剪力墻承載力、延性較現澆試件相近，但耗能能力較差；當上下層鋼筋在齒槽內搭接時，裝配式剪力墻抗震性能與現澆相當.

圖5 邊緣構件現澆齒槽連接裝配式剪力墻Fig.5 Precast concrete shear wall of grooves connected with cast-in-place edge components

同樣，為了避免Soudki 等[27-29]提出的裝配式剪力墻在水平往復荷載下發生接縫處剪切滑移和張開對裝配式剪力墻受力性能影響，文獻[32]對其進行改進，邊緣構件區采用單排粗鋼筋套筒灌漿連接并在墻底部一定高度范圍內將連接鋼筋截面削弱，促成塑性鉸的形成，避免接縫過早破壞，并考慮邊緣構件縱筋黏結與無黏結影響.研究結果表明，此新型連接設計能夠有效阻止接縫處的張開與滑移，但是對于有鋼筋無黏結段的裝配式墻體仍然發生接縫處座漿層破壞，并且承載力低于現澆試件30%；有黏結的裝配式剪力墻發生彎曲破壞，與現澆試件相比承載力相近；同時通過計算對比，傳統的設計方法仍然適用此種剪力墻強度計算.文獻[33]開展了豎向鋼筋采用不同連接方法的裝配式剪力墻抗震性能試驗研究，結果表明，邊緣構件現澆，豎向分布鋼筋斷開的試件承載力較現澆試件低6%，且延性較大，但墻體裂縫發展不充分，導致耗能能力較差；邊緣構件套筒連接豎向分布鋼筋斷開試件承載力較現澆試件低15%.

4 不同連接程度的影響

文獻[34] 研究了豎向分布鋼筋連接程度對剪力墻抗震性能的影響，豎向分布鋼筋采用單排半灌漿套筒連接，每根連接鋼筋的截面面積大于被間接搭接的豎向分布鋼筋截面面積之和，即采用原位等強的間接連接方法，研究結果表明，裝配式墻發生壓彎破壞，滯回曲線均較為飽滿，延性性能較好，這種基于鋼筋總強度不降低單排連接形成的豎向分布鋼筋間接搭接是可行的，同時即使水平接縫出現通縫，但也能有效傳遞豎向荷載.文獻[35]在此基礎上進一步開展了此種連接方式下一系列的裝配式剪力墻抗震試驗，研究結果表明，此種連接方式中間墻體可與邊緣構件整體受力，連接鋼筋強度對剪力墻承載力影響較大，而墻體豎向分布鋼筋的影響可以忽略；當連接鋼筋的間距不大于豎向分布鋼筋間距的2 倍，強度應不小于分布鋼筋承載力的1.1 倍時，部分連接與全部連接的剪力墻抗震性能差別不大.文獻[36]研究豎向分布鋼筋連接程度對裝配式剪力墻的抗震性能影響，連接程度分別為100%、67%、50%與33%，研究結果表明，與現澆相比，裝配式剪力墻承載力略低，延性、耗能略優，且抗震性能受豎向分布鋼筋連接程度影響較小.采用全連接和部分連接的剪力墻滯回曲線的飽滿度與現澆試件相近，但采用部分連接的裝配式剪力墻承載力低于現澆剪力墻試件，這是因為部分豎向分布鋼筋斷開，降低了承載力[37].

5 豎向分布鋼筋連接程度現狀分析

通過豎向分布鋼筋連接程度對裝配式剪力墻結構相關研究進行了深入的總結分析，盡管裝配式剪力墻抗震性能與現澆結構等同或者接近，但是目前國內學者們對豎向受力構件的連接節點在實際施工過程中質量如何保證，存在著較大爭議，尤其在套筒灌漿不密實或部分灌漿缺失情況下，構件的抗震性能會大大降低[38].

豎向分布鋼筋采用全部連接，無論采用套筒灌漿連接或漿錨連接，還是疊合剪力墻豎向鋼筋搭接等，目標是實現抗震性能與現澆等同，只要保證連接質量，這些連接形式對剪力墻抗震性能影響可以忽略，目前隨著監管部門對套筒灌漿等連接形式進行的嚴格監管，同時工人操作水平的提高，灌漿質量也得到相應保證，但是由于復雜連接形式施工效率依然低下.例如套筒灌漿連接一般插入鋼筋后套筒內部間隙約為5～6 mm，施工精度要求高，大大增加了施工難度，尤其多根鋼筋“一一對應”連接，容易產生誤差累計，造成就位困難無法安裝，如圖6 所示.波紋管漿錨連接適用范圍有限，一般適用于抗震烈度7 度以下的低多層建筑，尤其邊緣構件區的波紋管漿錨連接對其橫向約束要求較高，易造成材料浪費.插筋連接的裝配式剪力墻抗震性能受插筋面積影響較大，且存在較大濕作業.后澆帶連接盡管抗震性能與現澆剪力墻接近，但現場施工作業難度較大，且容易增加新舊混凝土結合面，對水平縫抗剪不利.

圖6 裝配式剪力墻就位質量問題Fig.6 Quality problem of precast shear wall installation

豎向分布鋼筋部分連接，在國內外規范有相關規定，但不同連接形式下，裝配式剪力墻抗震性能受連接鋼筋抗拉強度和截面位置影響較大.研究發現，部分連接裝配式剪力墻承載力等相關抗震性能略低于現澆剪力墻，若要接近現澆剪力墻抗震性能，對搭接鋼筋抗拉強度與截面位置要求較高；且部分連接并不能根本解決全部連接產生的諸多問題，仍然存在全部連接的相應的弊端.對于螺栓等干式連接的容易發生連接件松動或者破壞，不宜在較高烈度地區應用.

豎向分布鋼筋不連接裝配式剪力墻的研究還處于初期階段，水平拼縫易發生剪切滑移破壞，墻體本身抗震性能不能充分發揮，盡管一些研究人員通過改進邊緣構件連接形式或者邊緣構件現澆，但其承載力、耗能等較現澆剪力墻低，且并不能根本上解決缺乏豎向分布鋼筋導致受力性能低的缺點.

無論豎向分布鋼筋全部連接還是部分連接，盡管能有效傳遞荷載，但接縫處均易發生滑移，需要進一步加強，防止正常使用狀態下開裂.

6 一種基于“承載力等效原則”的豎向分布鋼筋不連接裝配式剪力墻

為了避免傳統裝配式剪力墻連接形式施工的諸多弊端，提高豎向分布鋼筋不連接裝配式剪力墻抗震性能，本文提出一種基于正截面受壓、斜截面受剪承載力等效原則的豎向分布鋼筋不連接裝配式剪力墻結構.

6.1 體系的介紹

相關研究指出，與剪力墻中間墻體相比，邊緣構件配筋率對延性的影響更為顯著，將豎向鋼筋集中在墻兩端邊緣構件中，在抗彎情況下有利于次生裂縫的開展與塑性鉸的形成[39].新西蘭結構工程協會建議，豎向分布鋼筋采用最小配筋率，超出最小配筋率的部分應該集中在墻的兩端，從而增加次生裂縫的形成，有利于提高墻體延性[40].因此在保證最小配筋率的情況下，將剪力墻豎向分布鋼筋移至剪力墻兩端的做法是合理的.基于此，本文提出一種基于正截面受壓和斜截面受剪承載力等效原則的豎向分布鋼筋不連接裝配式剪力墻結構，如圖7 所示.

圖7 豎向分布鋼筋不連接的裝配式剪力墻Fig.7 Precast concrete shear wall structure with unconnected vertically distributed reinforcements

圖7 所示裝配式剪力墻具有如下特點：

1）剪力墻中間墻體預制，邊緣構件現澆，豎向分布鋼筋上、下層不連接，通過正截面承載力等效加大邊緣構件縱向鋼筋保證剪力墻承載力不降低；

2）避免了套筒、漿錨等灌漿連接方式，采用坐漿；

3）豎向分布鋼筋因不起主要受力作用，可按構造要求配筋；

4）對于剪跨比低（剪跨比 λ ≤ 0.8）且抗剪要求高的墻體，可增設斜向鋼筋，以延緩斜裂縫的開展，提高墻體延性及耗能能力，并作為墻體斜截面受剪的主要受力鋼筋之一，同時可根據受剪承載力等效，降低水平分布鋼筋的配筋率.

6.2 計算方法改進

對于現澆剪力墻，國內現行規范給出了正截面受壓承載力與斜截面受剪承載力簡化計算方法，在正截面受壓承載力計算方法中僅考慮一部分豎向分布鋼筋受拉屈服的貢獻.根據文獻[41]對豎向分布鋼筋不連接的裝配式剪力墻進行受力性能有限元分析看出，豎向分布鋼筋應變遠遠小于邊緣構件鋼筋應變，豎向分布鋼筋作用可以忽略.已有研究結果表明，豎向分布鋼筋斷開的剪力墻采用傳統方法計算仍然適用[32].本文提出的裝配式剪力墻豎向分布鋼筋斷開連接，上、下層鋼筋不能有效傳力，同時斜向鋼筋也是在水平拼縫處斷開，不能有效傳遞豎向力，因此豎向分布鋼筋或斜向鋼筋不參與正截面受壓承載力貢獻，其受壓承載力按式（1）和式（2）計算，其受力如圖8（a）所示.圖中：fyw為剪力墻豎向分布鋼筋抗拉強度設計值；ρw為豎向分布鋼筋配筋率；fyh、fyb分別為水平分布鋼筋和斜向鋼筋抗拉強度設計值；Ash、Asb分別為水平分布筋和同方向斜向鋼筋截面面積；s為力墻水平分布鋼筋間距；α為斜筋水平夾角；V為斜截面受剪承載力；ft為混凝土抗拉強度設計值.

圖8 受力簡圖Fig.8 Force distribution

式（1）～（3）中：N為剪力墻截面軸向壓力設計值；As、分別為邊緣構件受拉區、受壓區的鋼筋截面面積；fy、分別為剪力墻端部受拉及受壓的鋼筋強度設計值；fc為混凝土軸心抗壓強度設計值；σs為受拉區鋼筋應力；α1為受壓區混凝土矩形應力圖的應力與混凝土軸心抗壓強度設計值的比值；x為受壓區高度；as′ 為剪力墻偏心受壓區端部鋼筋合力點到受壓區邊緣的距離；e0為偏心距，e0=M/N，其中M為截面彎矩設計值；bw為剪力墻厚度；hw、hw0分別為剪力墻截面高度、截面有效高度；ξb為界限相對受壓區高度；β1為受壓區混凝土矩形應力圖高度調整系數，當混凝土強度等級不超過C50 時取0.8，當混凝土強度等級不超過C80 時取0.7，期間按線性內插法取值.

由相關研究看出，對于剪力墻斜截面受剪承載力計算，即使豎向分布鋼筋斷開，只要保證水平分布鋼筋錨入邊緣構件形成整體，剪力墻抗剪性能不會有降低[42-44].對于增加斜向鋼筋剪力墻在受剪過程中，其受力模型為斜壓桿模型，斜向鋼筋受力模型可簡化為交叉支撐模型，當斜壓桿受壓時，斜向鋼筋貢獻遠小于受壓混凝土貢獻[45]，所以本文僅僅考慮斜向鋼筋受拉一側貢獻，其斜截面受剪承載力按式（4）計算，式中當N大于0.2fcbwhw時，取0.2fcbwhw；計算截面的剪跨比 λ 小于1.5 時，取1.5，大于2.2 時取2.2，計算截面與墻底之間距離小于0.5hw0時，λ 應按距墻底0.5hw0處的彎矩值和剪力值確定.斜截面受力如圖8（b）所示.

式中：γRE為抗震調整系數.

另外，由于豎向分布鋼筋斷開，截面水平接縫抗剪可能會削弱，根據規范《裝配式混凝土結構技術規程》[46]水平接縫抗剪計算方法，水平接縫抗剪主要包括界面摩擦與穿過結合面的豎向鋼筋的消栓作用，如果此體系界面抗剪不滿足要求時，可以適當增加插筋增加接縫抗剪.

6.3 正截面受壓承載力等效原則

正截面受壓承載力等效原則，即按照一定原則將現澆剪力墻配筋替換成裝配式剪力墻配筋后，裝配式剪力墻的正截面受壓承載力不降低.根據已有對最小豎向鋼筋配筋率剪力墻開展了抗震性能試驗研究[44]看出，單純減少豎向分布鋼筋對剪力墻延性性能是不利的，尤其不考慮邊緣構件加強情況下，其變形能力受邊緣縱筋配筋率控制.因此本文提出基于正截面受壓承載力等效原則，加大邊緣構件鋼筋的正截面受壓承載力等效計算方法如式（5）.

式（5）、（6）中：x1、x2分別為現澆剪力墻受壓區高度、等效后剪力墻受壓區高度；A′s1、As1分別為現澆縱向受壓筋面積和縱向受拉筋面積；A′s2、As2分別為等效的縱向受壓鋼筋面積和縱向受拉鋼筋面積.

6.4 斜截面受剪等效原則

曹萬林等[45,47]從1998 年起對帶斜向鋼筋現澆剪力墻進行了系統的試驗研究和理論分析，取得了許多重要的研究成果，將斜向鋼筋應用在矮墻上時，抗剪承載力較無斜向鋼筋剪力墻增長了約40%，延性提高了約45%；當斜向鋼筋傾角在45°～60° 時能較好的改善剪力墻的抗震性能.張建偉[48]將斜向鋼筋進一步推廣應用于中高剪力墻中，研究發現：斜向鋼筋的引入可以在一定程度上限制墻體斜裂縫的開展，引導水平彎曲裂縫從構件底部向上移動，進一步增大底部塑性耗能區域，提高剪力墻的承載力、延性和耗能能力，改善剪力墻的抗震性能.汪夢甫等[49-51]對斜向鋼筋的裝配式疊合剪力墻開展了抗震性能試驗研究，結果表明：斜向鋼筋的引入優化了裝配式疊合剪力墻的節點構造，約束和限制了墻體裂縫開展，墻體的變形能力更強、耗能能力更好.文獻[52]開展了塑性鉸范圍內布置交叉斜向鋼筋相關研究，結果表明：裝配式剪力墻等同現澆，增加斜向鋼筋的含鋼率可以提高剪力墻承載力，延緩邊緣構件縱筋的屈服，一定程度上可以提高試件的延性.

為了保證等效配筋后的裝配式剪力墻具有與現澆墻相同的斜截面受剪性能，斜截面等效計算方法如式（7）.

式中：Ash1、s1分別為現澆剪力墻水平分布鋼筋面積與間距；Ash2、s2分別為裝配式剪力墻水平分布鋼筋面積與間距；Asb2為受拉斜向鋼筋總面積.

從式（7）可以看出，當配置斜筋時，水平分布鋼筋的配筋率可適當減小；當無需設置斜筋時，水平分布鋼筋保持原配筋.

7 結束語

本文系統地總結了3 種豎向分布鋼筋連接程度下（全部連接、部分連接與不連接）裝配式剪力墻的研究現狀，并對其抗震性能進行了對比分析.目前大部分研究主要集中在全部連接裝配式剪力墻上，使其抗震性能達到與現澆等同的目的，但是施工過程中存在諸多質量風險，連接質量難以保證；部分連接裝配式剪力墻承載力等相關抗震性能略低于現澆剪力墻；不連接的裝配式剪力墻結構可避免全連接、部分連接施工過程中存在的弊端，但抗震性能差強人意，相關的研究尚處于起步階段，需要系統深入研究.

本文在已有研究基礎上，提出一種基于正截面受壓、斜截面受剪承載力等效原則的豎向分布鋼筋不連接裝配式剪力墻結構和其設計計算方法.此結構連接構造簡單、質量可靠、施工方便，既避免了傳統全連接剪力墻諸多問題，又保證了豎向分布鋼筋斷開承載力不降低，是未來裝配式剪力墻結構重要發展方向之一.

傳統連接形式的裝配式剪力墻結構可通過加強施工過程中監管，研發新型連接技術與連接材料、灌漿技術以及無損檢測技術等來保證連接節點的質量、提高施工效率及節約成本.