装配式剪力墙结构及其连接技术

装配式剪力墙结构及其连接技术

作者：刘喆赵庆

来源：《装饰装修天地》2017年第22期

摘要：本文主要就装配式剪力墙结构及其连接技术谈一谈自己的一些认识，以供广大同行参考。

关键词：预制装配式；剪力墙；结构；连接

1 预制装配式墙板结构发展

国内预制装配式结构源于上世纪五十年代，在多种领域应用，如，办公楼与工业厂房中。八十年代中后期之后，预制装配结构因为多方问题，如，企业规模小及造型单一等，这种结构形式未大量应用，跌入低谷期。当前装配式剪力墙结构的优点越来越被重视，随着住宅产业化及建筑节能减排的发展，为迎合发展需求，预制装配式剪力墙结构的研究逐渐被重视起来，应用于部分试点项目中。部分国家住宅产业化基地，如，万科集团，天津住宅集团等，构建了许多装配式剪力墙结构，用作工程试点。其中，万科集团构建的假日风景项目D1泊8号楼，就是预制装配式剪力墙结构，哈尔滨工业大学、清华大学等也参与了相关研究工作中，和国家住宅产业化基地建立合作关系，在其中运用了最新的研究成果，黑龙江宇辉建设集团与万科北京公司合作研发的试点项目也得到了应用创。

2 预制装配式剪力墙结构特点

预制装配式剪力墙结构是预制墙板、楼板等构件经现场装配、部分现浇而成的混凝土结构，具有建造质量高、施工周期短、污染少、耗能小等优点。装配式剪力墙结构越来越多的应用于目前的住宅建筑，是住宅产业化发展的一个重要标志。与传统的现浇结构相比，装配式剪力墙结构存在大量的接缝和结构构件连接节点，通过连接各个接缝和节点，将剪力墙结构形成整体从而具有足够的强度、刚度，能够承担竖向荷载、地震、风等外力作用。如何处理上述节点将直接决定结构的力学性能，因此在装配式剪力墙结构设计中，合理的对剪力墙构件进行拆分尤为重要。

3 结构选型及计算

剪力墙抗震等级为二级，结构嵌固端在地下室顶板。现浇、预制混凝土墙体厚度为

200mm；混凝土强度等级为C40～C30；叠合梁、叠合板混凝土强度等级为C30；楼梯、阳台、空调板混凝土强度等级为C30；预制墙体采用直螺纹灌浆套筒连接。外墙采用预制施工，内墙采用现浇施工，楼板采用叠合板，屋面板采用现浇法施工，梁为预制叠合梁，楼梯、阳台、空调板采用预制施工。采用盈建科结构分析软件，装配式剪力墙结构建模计算与现浇结构

相同。根据JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》，计算结构在多遇地震作用下，进行结构的整体分析以及构件的承载力和变形。

4 装配式剪力墙结构连接技术

4.1 套筒灌浆连接

1970年，美国结构工程师Yee正式提出套筒灌浆连接技术，并在檀香山旅馆建筑中首次使用，其主要是在装配式剪力墙结构中的柱连接。当前，在装配式混凝土结构中套筒灌浆连接是最常见的1种连接方式，该技术的基础主要是灌浆技术，然后在此基础上应用套筒进行约束，这样一来，套筒内侧与灌浆料两者之间就会形成一定的正向应力，在正向应力的带动下，钢筋表面就会形成一定的摩擦力，进而产生和传递出钢筋轴向应力。根据在工程建筑中套筒灌浆连接的实际应用所做出的明确=规定，其主要是在二级和三级抗震等级地层的加强部位以及一级抗震等级剪力墙中使用。在2015年推出并实施的JGJ355—2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》中对该技术做出了新的规定，不仅仅明确规定了设计、接头性能、材料等，同时对灌浆料强度范围、检验项目、检验试件、检验条件做出了规定。钢筋套筒多采用球墨铸铁，当钢筋套丝、铸造工艺成型之后，在套筒中扭入所有的丝扣。通过套筒连接钢筋的时候，一般都是采用受力钢筋进行直接连接，而不是采用再搭接连接方式。

4.2 浆锚搭接连

接浆锚搭接连接作为1种连接方式，主要指的是钢筋之间存在一定的距离，也被称之为间接连接、间接锚固，其中，包括金属波纹管浆锚搭接连接、螺旋箍筋约束浆锚搭接连接以及其他搭接连接方式。当浆锚搭接连接应用在纵向钢筋连接中的时候，需要对被连接钢筋、灌浆料、构造要求、孔道长度和形状、预留孔成孔工艺等方面进行适用性和力学性能的实验。如果钢筋的直径>20mm的话，一般不适合应用浆锚搭接连接技术，而且在纵向钢筋中如果需要直接承受动力荷载构件的话，则也不能够应用。

4.3 焊接连接

在美国的干式连接中，最主要的就是焊接连接方式，但是，对于这种连接方式来说，由于塑性铰的设置并不是十分明显，而且抗震效果也不是很好，在反复的地震荷载作用下，就很容易会出现脆性破坏现象，能量消耗性能较差。但是其能够有效地避免浇筑和养护混凝土，同时有助于缩短工期。另外，通过对焊接工序的合理安排，也能够对焊接的残余应力进行有效减小。

4.4 螺栓连接

对于螺栓连接方式来说，便捷、简单、安装快速，但是如果荷载力比较大的话，则很容易会出现整体性的挠度以及开裂等方面的问题，根据螺栓材料的性能，承载力会通过混凝土表面和钢板摩擦的方式进行传力。

4.5 现浇连接

在湿作业连接中，现浇连接是最常见的1种方式，将箍筋设置在两个预制墙板之间，并借助箍筋拉力来进行连接，最后进行混凝土浇筑，这种方式还可以应用在叠合梁、叠合板等叠合部件中。另外，现浇连接方法也会在柱节点和预制梁中应用，是需要长时间进行养护，一般是28d左右，会对施工进度产生影响。

4.6 接缝防水技术

在装配式外墙体系中，会出现预制外墙板接缝问题，如果没有得到很好的处理，就会对整个装配式建筑质量产生严重的不利影响。对于接缝防水技术来说主要可以分为构造防水和材料防水两种形式。第一，构造防水。构造防水主要是指通过合理的构造形式，将水的通路隔断，最终能够有效地防水。当外墙板受到雨水侵蚀之后，会具有一定的特性，比如会受到压力差、风力作用、毛细管现象以及重力作用等方面的严重影响，对于这些问题来说，可以通过设减压腔、增加企口、加大腔体、设置坡度等形式进行防水。第二，材料防水。材料防水主要指的是通过应用防水材料，在实现对水通路的阻断，或者是增加抗渗透的能力，比如在接缝处应用耐候性密封胶以及发泡聚乙烯塑料棒充当背衬材料等方式。

5 结束语

尽管现阶段预制装配式剪力墙结构与连接技术取得了一定成果，后续研究与应用仍需开展，值得提出一点，该方面还有一些问题需要解决。预制装配式混凝土剪力墙结构应用在更多的领域，投入部分抗震设防区域应用中，对预制装配式混凝土剪力墙，在抗震能力与级别的研究上，尚需深入，无法为实际工作的开展提供依据。此外，在剪力墙装配规范上仍需严谨，质量标准规定并不严格。有关预制装配式剪力墙结构及连接的研究还要从多个层面开展，以促使研究生更加完善，优化预制装配式剪力墙结构，指导预制装配式剪力墙连接工作的开展。

参考文献：

[1] 焦涵之.探究预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].城市建筑， 2015（6）：51.

[2] 金峤，张斌.装配式剪力墙竖向连接技术的研究[J].建筑工程技术与设计， 2015（28）.