装配式剪力墙结构的连接构造

郭 少 华

(武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉　430070)



装配式剪力墙结构的连接构造

郭 少 华

(武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北 武汉430070)

论述了预制装配式剪力墙的发展前景，从墙与墙的连接、叠合板的其他构件之间的连接等方面，针对装配式剪力墙结构连接构造的整体性能进行了阐述，提出了推广预制装配式剪力墙结构的一些建议。

装配式剪力墙，连接构造，整体性能

0　引言

改革开放30多年来，我国建筑业仍然是一个劳动密集型、建造方式相对落后的传统产业，尤其在房屋建造的整个生产过程中，高耗能、高污染、低效率、粗放的传统建造模式还具有普遍性，与当前的新型城镇化、工业化、信息化发展要求不相适应，与发达国家相比差距较大。问题主要表现在：生产过程的连续性差，建筑技术的集成化低，生产的机械化程度低，工程组织管理水平低和操作工人技术素质低。由此，对建筑业的发展提出了新的内含：生产过程连续化，生产物标准化，生产过程集成化，工程施工组织化和生产过程机械化。在建筑工业化的大背景下，新型工业化的预制装配式剪力墙结构(new precast concrete shear wall structure，以下简称NPC结构)得到了发展。它以其节能、环保、高效、精细的优点得到了建筑业的广泛认可。但与现浇式结构相比，其整体性有所降低。因此，下文将介绍NPC结构的连接构造，讨论其整体性能。

1　墙与墙的连接构造

郑州大学项萌[1]利用有限元软件对剪力墙结合面抗剪性能和剪力墙竖向接缝连接性能做了相关的分析。得出配筋率对结合面的极限承载力起着决定性的作用，配筋越大承载力越高。墙体竖向接缝处的配筋率存在一个界限，当连接配筋率小于界限值时，墙体易发生脆性破坏，当大于界限值时破坏形态类似现浇剪力墙，同时在接缝处产生滑移，破坏时刚度和承载力均小于现浇剪力墙。

中南大学余志武等[2]课题组提出了剪力墙U型套箍连接，并进行了抗拔试验和抗震性能试验，得出了U型钢筋锚固破坏的主要形式和破坏机理。正因为这些理论研究的开展，才让这些连接构造得以实现。

1.1上、下层相邻剪力墙的连接

上、下层相邻的预制剪力墙竖向钢筋一般采用的是约束的浆锚搭接方式。该方式需要在灌浆孔道中预设约束螺旋箍筋，并对每根竖向钢筋进行连接。墙板安装时需在其底部与下层结构标高预留20 mm做浆层，调整墙身竖直，保持底部水平。水泥浆从注浆孔注入，填满孔道，同时将空气由排气孔排出。约束螺旋箍筋起到了防止新老混凝土接触面产生滑移的作用，在混凝土浇筑的过程中，墙板要有有效的固定措施。

约束浆锚钢筋搭接连接构造见图1。

1.2楼层内相邻墙板的连接

宋国华、霍达等[3]以接缝宽度和接缝处配筋率为主要参变量，在周期反复荷载下研究其对竖向齿槽接缝处抗剪强度的影响，同时建立抗剪强度的计算公式。

Andrzej Cholewicki分别针对接缝处发生对角裂缝破坏和非对角裂缝破坏两种情况，并结合试验(研究剪切键的形状、面积和配筋率等因素对抗剪性能的影响)和相关规范，提出了两个计算接缝剪切承载力的公式。Sami H Rizkalla等全方位从抗剪键的角度、数量和键槽的深度研究抗剪键对水平接缝抗剪承载能力的影响，并结合试验数据提出了一个相对合理的接缝剪切承载力的公式。这些研究都为竖向接缝的构造提供了理论支持。

如图2所示，边缘构件的纵向钢筋应设置在现浇区域内，并在现浇区域内设置封闭箍筋。在非边缘构件位置，两相邻墙板竖向接缝处也应设置现浇段，且现浇段宽度不小于墙体厚度，并配置竖向钢筋和水平封闭筋。竖向钢筋直径不小于墙板竖向分布筋，间距不大于墙板内竖向分布筋。水平封闭筋的直径和间距与墙板中水平分布筋相同。

墙体的侧向结合处应设置粗糙面或键槽，具体构造措施详见图3。

2　叠合板的其他构件之间的连接构造

墙板与楼面的连接处设置水平现浇带(具体构造措施详见图4)，其宽度同剪力墙厚度，高度同楼板厚度。屋面在剪力墙顶部的板面标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁(具体构造措施详见图5)。接缝处的混凝土等级不低于预制剪力墙的混凝土等级。

叠合楼板通常采用双向板设计并在叠合板预制部分上部设桁架筋。叠合板预制部分在支座处(梁或剪力墙)搁置长度不小于15 mm，且预制纵筋应锚入梁或剪力墙现浇混凝土中，如图6所示。

3　楼梯、阳台、空调板等构件的连接

楼梯、阳台、空调板作为结构的功能构件，并不承担建筑物的主要荷载，但与主体连接的可靠性也影响着主体结构的整体性。同样，在施工安装的过程中为保证体系的整体性，在构件中预制拉结点并配合支撑系统将构件与主体连成一体，然后浇筑混凝土，浇筑过程中保持支撑系统的稳定性[4]。详细连接构造如图7～图9所示。

4　结论与展望

NPC结构通过一系列的连接构造措施，其整体性接近现浇式结构。本文介绍的连接方式以湿连接位置，包括现浇带连接、套筒灌浆连接和预留孔浆锚搭接。其优点是，整体性能好，施工方法成熟且技术要求低。国内一般采用湿式连接，以日本为主的国家，大多采用干式连接(螺栓连接、后张法预应力连接和键槽连接等)，其施工工期短，节能环保，但对施工精度要求较高[5]。不管是湿连接还是干连接，其整体性和抗震性能都已经达到了现浇结构的标准。连接技术的突破性进展为NPC结构的推广创造了条件，北京、上海、浙江、安徽、山东、深圳、沈阳等20多个省、市纷纷出台政策，大力推广装配式结构。城市污染严重、劳动力成本提高、工业化程度低等一系列问题对建筑业提出了新的挑战，建筑工业化是一个必然的趋势，同时也是建筑从业者将面临的机遇与挑战。

[1]项萌. 预制装配式剪力墙竖向接缝连接性能有限元分析[D]. 郑州：郑州大学,2014.

[2]余志武,彭晓丹,国巍,等.装配式剪力墙结构新型连接节点的构造与抗震性能研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2015(2):160-164.

[3]宋国华,霍达,王东炜,等.装配式大板结构竖向齿槽接缝受剪承载力设计[J].土木工程学报,2003(11):61-64.

[4]王召新.混凝土装配式住宅施工技术研究[D].北京：北京工业大学,2012.

[5]赵唯坚,郭婉楠,金峤,等.预制装配式剪力墙结构竖向连接形式的发展现状[J].工业建筑,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

郭少华(1989- )，男，在读硕士

TU398.2

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