邱光明 劉瑞偉

(1.煙臺(tái)大學(xué)，山東 煙臺(tái) 264005； 2.煙臺(tái)市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 煙臺(tái) 264001)

?

·結(jié)構(gòu)·抗震·

預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)接縫性能研究綜述

邱光明1劉瑞偉2

(1.煙臺(tái)大學(xué)，山東 煙臺(tái) 264005； 2.煙臺(tái)市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 煙臺(tái) 264001)

介紹了國內(nèi)外預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的幾種常見形式，著重總結(jié)了預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的連接方式，提出了一些預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展研究建議，指出預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)是一種工業(yè)化程度較高的住宅產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)體系，已成為近年來住宅產(chǎn)業(yè)化方向的研究重點(diǎn)。

住宅產(chǎn)業(yè)化，預(yù)制混凝土，剪力墻，接縫

0 引言

在我國，建筑業(yè)是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，長(zhǎng)期存在著高能耗、高污染、低生產(chǎn)率等問題，隨著時(shí)間的推移,對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)的負(fù)擔(dān)越來越大，然而這些問題的產(chǎn)生都與我國采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆生產(chǎn)技術(shù)有關(guān)，于是，住宅產(chǎn)業(yè)化成為了建筑業(yè)的一個(gè)熱門議題[1，2]。

預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的接縫主要包括水平接縫和豎向接縫，接縫處結(jié)構(gòu)剛度突變，變形不連續(xù)，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此接縫的連接性能是影響預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)整體性能和抗震性能的主要因素[3]，為此國內(nèi)外研究學(xué)者進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，對(duì)預(yù)制混凝土技術(shù)發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

1 預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)水平接縫研究

朱幼麟等[4]對(duì)兩開間的八層裝配式大板1/5比例模型進(jìn)行了水平荷載下的靜力和動(dòng)力激振試驗(yàn)，其中水平接縫采用帶有焊接鋼筋的深梯形鍵槽。結(jié)果表明：由于墻板層間水平接縫中水泥砂漿墊層的壓縮變形，其對(duì)大板結(jié)構(gòu)的剛度和內(nèi)力分配影響較大；大板房屋設(shè)計(jì)的整體性、延性和耗能均滿足抗震要求。

Soudki K A等[5]進(jìn)行了帶水平接縫的預(yù)制墻板的低周反復(fù)荷載下的擬靜力試驗(yàn)。試驗(yàn)研究表明：水平裂縫的破壞經(jīng)歷了滑移前的彈性和絕對(duì)剛性階段、彈塑性階段、滑移破壞階段3種狀態(tài)；不同構(gòu)造水平接縫的破壞模式相似，均為接縫處砂漿的壓碎和剝落。

張錫治等[6]對(duì)1片現(xiàn)澆混凝土剪力墻試件和2片帶現(xiàn)澆暗柱齒槽式(即水平接縫采用齒槽式)預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻進(jìn)行了恒定軸力下的擬靜力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：預(yù)制混凝土剪力墻試件與現(xiàn)澆混凝土剪力墻試件的破壞形態(tài)和破壞模式基本相同；采用齒槽式連接的水平接縫可以滿足剪力墻受剪承載力要求，且豎向分布筋在齒槽處自由搭接的預(yù)制墻體試件承載能力和耗能能力明顯比齒槽處豎向分布筋被截?cái)嗟念A(yù)制墻體試件好，后者延

性較差，不建議應(yīng)用于實(shí)際工程中。

2 預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)上下層連接研究

目前，預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中上下層連接方式主要有套筒漿錨、套箍連接、水平后澆帶連接、留洞漿錨、插入式留孔灌漿連接、螺栓連接、插筋連接等，部分連接方式的示意圖或試件圖見圖1。

錢稼茹等[7]對(duì)5個(gè)剪跨比為2.25的混凝土剪力墻試件進(jìn)行了恒定軸力下的擬靜力試驗(yàn)，其中1個(gè)為現(xiàn)澆墻體試件，4個(gè)為豎向鋼筋采用不同的連接方式預(yù)制或部分預(yù)制墻體試件，其中豎向鋼筋不同的連接方式有套筒漿錨、套箍連接和水平后澆帶連接(即不連接)等3種。試驗(yàn)結(jié)果表明：套筒漿錨連接和套筒漿錨間搭接的墻體具有良好的受力性能，可以有效的傳遞鋼筋的豎向應(yīng)力，其性能明顯優(yōu)于豎向分布筋不連接的試件；采用套箍連接的剪力墻試件由于其預(yù)制墻體與后澆混凝土的交界面不易澆筑密實(shí)，導(dǎo)致該種剪力墻試驗(yàn)延性很差，達(dá)到峰值荷載后水平承載力迅速下降，不宜用于工程實(shí)踐。

姜洪斌等[8,9]提出了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)豎向鋼筋的連接方法——插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋搭接連接，設(shè)計(jì)制作了81個(gè)預(yù)制整體裝配式混凝土插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋錨固試件，并對(duì)其進(jìn)行了拉拔試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋錨固試件的最終破壞均為外部鋼筋屈服或拉斷，能夠保證鋼筋良好的連接錨固性能。在此鋼筋錨固拉拔試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)制作了108個(gè)預(yù)制整體裝配式混凝土插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋搭接試件，并對(duì)其進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，分析了插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋連接的破壞模式和鋼筋直徑、混凝土強(qiáng)度、搭接長(zhǎng)度等各因素的影響規(guī)律，計(jì)算分析并提出了縱筋的搭接長(zhǎng)度和基本錨固長(zhǎng)度的關(guān)系。試驗(yàn)證明：插入式預(yù)留孔灌漿搭接施工方便且連接性能可靠，是一種適合我國住宅產(chǎn)業(yè)化要求的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的豎向鋼筋連接方式。

薛偉辰等[10]對(duì)3片大開間預(yù)制裝配整體式剪力墻足尺模型進(jìn)行了恒定軸力下的低周水平反復(fù)荷載試驗(yàn)，上下層豎向鋼筋采用螺栓連接、樓板采用大跨度SP疊合板。試驗(yàn)證明：螺栓連接的裝配整體式混凝土剪力墻最終破壞形態(tài)為受壓側(cè)混凝土壓潰；螺栓連接的裝配整體式混凝土剪力墻具有良好的延性和耗能能力，抗震性能較好。

周劍等[11]設(shè)計(jì)制作了6個(gè)上下層為插筋連接的預(yù)制混凝土空心模剪力墻試件，其中4個(gè)試件進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)，2個(gè)試件進(jìn)行了靜力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：上下層插筋連接可以有效的傳遞鋼筋豎向應(yīng)力，采用該連接形式的預(yù)制混凝土空心模剪力墻具有良好的抗震性能；采用雙排插筋的墻體試件的抗震性能略優(yōu)于采用單排插筋的墻體試件。

3 預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)豎向接縫研究

Pantelides C P等[12]對(duì)帶有纖維聚合物(FRP)加固豎向裂縫的預(yù)制裝配式剪力墻進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：FRP加固連接可以有效的傳遞荷載，其強(qiáng)度高于焊接節(jié)點(diǎn)板；相對(duì)于FRP矩形連接方式，F(xiàn)RP蝴蝶形連接方式具有更好的受力性能。

宋國華等[13-15]對(duì)18榀裝配式大板結(jié)構(gòu)試件(試件為倒“T”形矩形齒槽試件，齒槽高深比為5，每齒內(nèi)有一根結(jié)合筋)進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：反復(fù)荷載下，接縫的抗剪強(qiáng)度下降，其延性大小與接縫寬度成反比關(guān)系，和結(jié)合筋直徑成正比關(guān)系；混凝土強(qiáng)度退化率與接縫寬度成反比關(guān)系；結(jié)合筋強(qiáng)度退化樓板只與剪切摩擦系數(shù)有關(guān)，與接縫寬度和結(jié)合筋無關(guān)；接縫強(qiáng)度退化率與接縫寬度成反比關(guān)系，與結(jié)合筋成非線性關(guān)系。

楊勇[16]為了研究預(yù)制混凝土構(gòu)件水平方向拼接而產(chǎn)生的豎向結(jié)合面(即豎向接縫)的性能及其對(duì)構(gòu)件整體性的影響，設(shè)計(jì)制作了25個(gè)變參數(shù)(主要參數(shù)為剪切鋼筋、鍵槽、正壓力等)結(jié)合面抗剪試件并進(jìn)行了靜力直剪試驗(yàn)，綜合分析剪切鋼筋的銷栓和剪切摩擦共同作用，提出了結(jié)合面抗剪設(shè)計(jì)的建議計(jì)算公式。在此基礎(chǔ)上又設(shè)計(jì)制作了3片現(xiàn)澆剪力墻試件和3片帶豎縫的預(yù)制混凝土剪力墻試件并進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：帶豎縫的預(yù)制混凝土剪力墻具有良好的延性和耗能性能。

劉繼良[17]為了研究預(yù)制混凝土空心模板剪力墻的抗震性能，分別對(duì)3片采用不同構(gòu)造豎縫的空心模剪力墻和5片不同變化參數(shù)的空心模剪力墻試件進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明：空心模剪力墻的受剪承載力隨軸壓比和水平筋配筋率的提高而提高，隨剪跨比的提高而降低；豎縫使墻體產(chǎn)生宏觀豎向裂縫，墻體由整體受力變?yōu)閴χ旌鲜芰Γ岣吡藟w的耗能變形能力。

4 結(jié)語

1)預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)是一種工業(yè)化程度較高的住宅產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)體系，為此，國內(nèi)外研究學(xué)者和科研機(jī)構(gòu)對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行大量的試驗(yàn)和理論研究并取得了豐富的成果。

2)預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的接縫主要包括水平接縫和豎向接縫，接縫處結(jié)構(gòu)剛度突變，變形不連續(xù)，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此，接縫的連接性能是影響預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)整體性能和抗震性能的主要因素。

3)目前，發(fā)達(dá)國家的住宅產(chǎn)業(yè)化體系已經(jīng)十分完善，產(chǎn)業(yè)化程度極高，而我國還正處于高速發(fā)展時(shí)期，對(duì)預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)及其接縫的研究仍需進(jìn)一步的發(fā)展與完善。

[1] 劉美霞，劉 曉.住宅產(chǎn)業(yè)化概念辨析[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2010(9)：39-43.

[2] 楚先鋒.中國住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程分析研究[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2009(5)：12-14.

[3] 李愛群，王 維，賈 洪，等.預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究進(jìn)展——接縫性能研究[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2013(5)：600-605.

[4] 朱幼麟，劉寅生，陳 芮，等.裝配式大板房屋模型在水平荷載作用下的試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，1980,1(2)：31-46.

[5] Soudki K A,West J S,Rizkalla S H,et al.Horizontal connections for precast concrete shear wall panels under cyclic shear loading[J].PCI Journal,1996,41(3):64-80.

[6] 張錫治,韓 鵬,李義龍,等.帶現(xiàn)澆暗柱齒槽式預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2014,35(8):88-94.

[7] 錢嫁茹,楊新科,秦 珩,等.豎向鋼筋采用不同連接方法的預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2011,32(6):51-59.

[8] 姜洪斌,張海順,劉文清,等.預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋錨固性能[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,43(4):28-31.

[9] 姜洪斌,張海順,劉文清,等.預(yù)制混凝土插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋搭接試驗(yàn)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,43(10):18-23.

[10] 薛偉辰，古徐莉，胡 翔，等.螺栓連接裝配整體式混凝土剪力墻低周反復(fù)試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2014(S2)：221-226.

[11] 周 劍，趙作周，侯建群，等.預(yù)制混凝土空心模剪力墻上下層插筋連接抗震性能試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2015(6)：44-52.

[12] Pantelides C P,Volnyy V A,Gergely J,et al.Seismic retrofit of precast concrete panel connections with carbon fiber reinforced polymer composites[J].PCI Journal,2003,48(1):92-104.

[13] 宋國華，柳炳康，王東煒.裝配式大板結(jié)構(gòu)豎縫抗震性能試驗(yàn)研究[J].世界地震工程，2002(1)：81-85.

[14] 宋國華，柳炳康，王東煒.反復(fù)荷載作用下PBPS豎縫抗震性能試驗(yàn)及理論研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2003(6)：18-24.

[15] 宋國華，王東煒，滕海文.反復(fù)荷載作用下PRC結(jié)構(gòu)豎縫強(qiáng)度及剛度的退化[J].世界地震工程，2005(1)：87-90.

[16] 楊 勇.帶豎向結(jié)合面預(yù)制混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2011.

[17] 劉繼良.帶豎向接縫的預(yù)制混凝土空心模板剪力墻受剪性能試驗(yàn)研究[D].煙臺(tái)：煙臺(tái)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

Summary of precast concrete shear wall structure joint

Qiu Guangming1Liu Ruiwei2

(1.YantaiUniversity,Yantai264005,China; 2.YantaiConstructionEngineeringQualityInspectionStation,Yantai264001,China)

In this paper, several kinds of structures of precast concrete shear wall at home and abroad were introduced, and emphatically analyzed the connecting way of precast concrete shear wall structure, suggestions are put forward for the further study of the precast concrete shear wall structure, point out the precast concrete shear wall structure is a housing industrialization structure system with a high degree of industrialization, and it has been a heated research topic of the housing industrialization in recent years.

housing industrialization, precast concrete, shear wall, joint

1009-6825(2016)10-0034-03

2016-01-27

邱光明(1990- )，男，在讀碩士; 劉瑞偉(1971- )，男，高級(jí)工程師

TU375

A