郭 少 華

(武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢　430070)

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裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造

郭 少 華

(武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，湖北 武漢430070)

論述了預(yù)制裝配式剪力墻的發(fā)展前景，從墻與墻的連接、疊合板的其他構(gòu)件之間的連接等方面，針對(duì)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造的整體性能進(jìn)行了闡述，提出了推廣預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的一些建議。

裝配式剪力墻，連接構(gòu)造，整體性能

0　引言

改革開放30多年來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)仍然是一個(gè)勞動(dòng)密集型、建造方式相對(duì)落后的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，尤其在房屋建造的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，高耗能、高污染、低效率、粗放的傳統(tǒng)建造模式還具有普遍性，與當(dāng)前的新型城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、信息化發(fā)展要求不相適應(yīng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大。問(wèn)題主要表現(xiàn)在：生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性差，建筑技術(shù)的集成化低，生產(chǎn)的機(jī)械化程度低，工程組織管理水平低和操作工人技術(shù)素質(zhì)低。由此，對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展提出了新的內(nèi)含：生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化，生產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)過(guò)程集成化，工程施工組織化和生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化。在建筑工業(yè)化的大背景下，新型工業(yè)化的預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)(new precast concrete shear wall structure，以下簡(jiǎn)稱NPC結(jié)構(gòu))得到了發(fā)展。它以其節(jié)能、環(huán)保、高效、精細(xì)的優(yōu)點(diǎn)得到了建筑業(yè)的廣泛認(rèn)可。但與現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)相比，其整體性有所降低。因此，下文將介紹NPC結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造，討論其整體性能。

1　墻與墻的連接構(gòu)造

鄭州大學(xué)項(xiàng)萌[1]利用有限元軟件對(duì)剪力墻結(jié)合面抗剪性能和剪力墻豎向接縫連接性能做了相關(guān)的分析。得出配筋率對(duì)結(jié)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(gè)界限，當(dāng)連接配筋率小于界限值時(shí)，墻體易發(fā)生脆性破壞，當(dāng)大于界限值時(shí)破壞形態(tài)類似現(xiàn)澆剪力墻，同時(shí)在接縫處產(chǎn)生滑移，破壞時(shí)剛度和承載力均小于現(xiàn)澆剪力墻。

中南大學(xué)余志武等[2]課題組提出了剪力墻U型套箍連接，并進(jìn)行了抗拔試驗(yàn)和抗震性能試驗(yàn)，得出了U型鋼筋錨固破壞的主要形式和破壞機(jī)理。正因?yàn)檫@些理論研究的開展，才讓這些連接構(gòu)造得以實(shí)現(xiàn)。

1.1上、下層相鄰剪力墻的連接

上、下層相鄰的預(yù)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(yù)設(shè)約束螺旋箍筋，并對(duì)每根豎向鋼筋進(jìn)行連接。墻板安裝時(shí)需在其底部與下層結(jié)構(gòu)標(biāo)高預(yù)留20 mm做漿層，調(diào)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(shí)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(chǎn)生滑移的作用，在混凝土澆筑的過(guò)程中，墻板要有有效的固定措施。

約束漿錨鋼筋搭接連接構(gòu)造見圖1。

1.2樓層內(nèi)相鄰墻板的連接

宋國(guó)華、霍達(dá)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(fù)荷載下研究其對(duì)豎向齒槽接縫處抗剪強(qiáng)度的影響，同時(shí)建立抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式。

Andrzej Cholewicki分別針對(duì)接縫處發(fā)生對(duì)角裂縫破壞和非對(duì)角裂縫破壞兩種情況，并結(jié)合試驗(yàn)(研究剪切鍵的形狀、面積和配筋率等因素對(duì)抗剪性能的影響)和相關(guān)規(guī)范，提出了兩個(gè)計(jì)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(shù)量和鍵槽的深度研究抗剪鍵對(duì)水平接縫抗剪承載能力的影響，并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)提出了一個(gè)相對(duì)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(gòu)造提供了理論支持。

如圖2所示，邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋應(yīng)設(shè)置在現(xiàn)澆區(qū)域內(nèi)，并在現(xiàn)澆區(qū)域內(nèi)設(shè)置封閉箍筋。在非邊緣構(gòu)件位置，兩相鄰墻板豎向接縫處也應(yīng)設(shè)置現(xiàn)澆段，且現(xiàn)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(nèi)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(cè)向結(jié)合處應(yīng)設(shè)置粗糙面或鍵槽，具體構(gòu)造措施詳見圖3。

2　疊合板的其他構(gòu)件之間的連接構(gòu)造

墻板與樓面的連接處設(shè)置水平現(xiàn)澆帶(具體構(gòu)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(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁(具體構(gòu)造措施詳見圖5)。接縫處的混凝土等級(jí)不低于預(yù)制剪力墻的混凝土等級(jí)。

疊合樓板通常采用雙向板設(shè)計(jì)并在疊合板預(yù)制部分上部設(shè)桁架筋。疊合板預(yù)制部分在支座處(梁或剪力墻)擱置長(zhǎng)度不小于15 mm，且預(yù)制縱筋應(yīng)錨入梁或剪力墻現(xiàn)澆混凝土中，如圖6所示。

3　樓梯、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板等構(gòu)件的連接

樓梯、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板作為結(jié)構(gòu)的功能構(gòu)件，并不承擔(dān)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(jié)構(gòu)的整體性。同樣，在施工安裝的過(guò)程中為保證體系的整體性，在構(gòu)件中預(yù)制拉結(jié)點(diǎn)并配合支撐系統(tǒng)將構(gòu)件與主體連成一體，然后澆筑混凝土，澆筑過(guò)程中保持支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性[4]。詳細(xì)連接構(gòu)造如圖7～圖9所示。

4　結(jié)論與展望

NPC結(jié)構(gòu)通過(guò)一系列的連接構(gòu)造措施，其整體性接近現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)。本文介紹的連接方式以濕連接位置，包括現(xiàn)澆帶連接、套筒灌漿連接和預(yù)留孔漿錨搭接。其優(yōu)點(diǎn)是，整體性能好，施工方法成熟且技術(shù)要求低。國(guó)內(nèi)一般采用濕式連接，以日本為主的國(guó)家，大多采用干式連接(螺栓連接、后張法預(yù)應(yīng)力連接和鍵槽連接等)，其施工工期短，節(jié)能環(huán)保，但對(duì)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(jīng)達(dá)到了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。連接技術(shù)的突破性進(jìn)展為NPC結(jié)構(gòu)的推廣創(chuàng)造了條件，北京、上海、浙江、安徽、山東、深圳、沈陽(yáng)等20多個(gè)省、市紛紛出臺(tái)政策，大力推廣裝配式結(jié)構(gòu)。城市污染嚴(yán)重、勞動(dòng)力成本提高、工業(yè)化程度低等一系列問(wèn)題對(duì)建筑業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，建筑工業(yè)化是一個(gè)必然的趨勢(shì)，同時(shí)也是建筑從業(yè)者將面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

[1]項(xiàng)萌. 預(yù)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(xué),2014.

[2]余志武,彭曉丹,國(guó)巍,等.裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)新型連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造與抗震性能研究[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015(2):160-164.

[3]宋國(guó)華,霍達(dá),王東煒,等.裝配式大板結(jié)構(gòu)豎向齒槽接縫受剪承載力設(shè)計(jì)[J].土木工程學(xué)報(bào),2003(11):61-64.

[4]王召新.混凝土裝配式住宅施工技術(shù)研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué),2012.

[5]趙唯堅(jiān),郭婉楠,金嶠,等.預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)豎向連接形式的發(fā)展現(xiàn)狀[J].工業(yè)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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