预制装配式剪力墙结构及其连接技术

预制装配式剪力墙结构及其连接技术

徐文祥

中建二局东北分公司辽宁省沈阳市110000

摘要：随着我国社会经济快速发展，国家对建筑行业的发展方向也偏向于工业化、环保化、安全化。为了适应市场以及国家的需求，装配式建筑也大量普及，对于预制装配式剪力墙结构的研究也成为目前工程当中的热点问题之一。本文从预制装配式墙板结构入手，简要地分析当前预制装配式剪力墙结构在研究中存在的一些问题，以及在施工环节节点的一些连接技术。

关键词：预制装配式；剪力墙结构；连接技术

一、剪力墙概述

预制装配式剪力墙结构是一种现场装配的建筑形式，它主要是通过预制和半预制的板墙之间的拼接，以现场装配为主要形式，配合少量的现浇来实现整个建筑主体。对于高层建筑而言，剪力墙结构具有良好的实用性，首先，这种建筑方式现场施工少，受高层建筑运输中的不便影响小，其次，这种结构建筑速度快，由于它是经过预制或者半预制而成的，因此在建造过程中速度很快，满足了现代商业化的趋势[2]。相对于装配式框架结构而言，装配式剪力墙结构有着很大的优势，主要表现在：剪力墙结构中有着很多水平接缝、竖向接缝和节点，这些接缝和节点的存在，使得整个剪力墙成为了一个整体，同时，这样的连接方式也使得建筑物的承载力和抗震能力大大提升，因而接缝和节点成了整个剪力墙结构的关键，决定着剪力墙的质量。

二、国内外预制装配式剪力墙研究现状

2.1预制装配式剪力墙发展历程

预制装配式剪力墙结构首先在19世纪末期的欧洲出现，主要是一种预制混凝土墙板结构，这种结构在一些工程中有着一定的应用范围。二战结束以后，世界经济百废待兴，人们寻求一种快速恢复生产的方式，住宅产业化在这一时期被提出，这为预制装配式剪力墙的发展提供了良好的契机，再次以后剪力墙迅速发展。到了20世纪60年代，这种剪力墙结构已经成为建筑的主流，广泛存在于一些国家之中。

在我国，预制装配式结构的发展起步较晚，直到20世纪50年代才逐渐发展起来。这种结构最开始出现在工业厂房、办公楼等生产型建筑之中，到了80年代中后期，这种结构的缺点逐渐显现出来，其发展速度一度放缓，直到进入21世纪后，装配式结构才重新被人们所重视，人们逐渐认识到了预制装配式剪力墙结构在住房产业化方面的优势及在降低能耗降低资源消耗方面的作用。当前，对于预制装配式结构的研究越来越多，在实际应用中这种结构也逐渐增多。

2.2关于预制装配式剪力墙的结构研究

Pekau等研究了静力荷载下的预制装配结构的整体性问题，该研究一定程度上探讨了预制装配式的受力程度，但没有考虑到正常条件下的预制装配结构的受力问题，因此不具有代表性。有学者针对预制混凝土大板结构设计了预制剪力墙结构的模型，通过模型来测量剪力墙结构的各种性能，这种研究有着一定的参照性，但能够准确模拟剪力墙的实际状况是试验成败的关键。国内研究人员陈锦石[4]等用全预制模型进行反复荷载试验，通过试验结果发现，这种结构的承载力和刚度都比一般的水平要高，抗震能力也较好，达到了国家的地震标准。

三、装配式剪力墙分布钢筋连接技术

目前，工业化住宅采用装配整体式剪力墙结构。与20世纪90年代兴起的内浇外挂预制混凝土结构相比，装配构件由原来的外装饰维护结构，变更为现在的承重剪力墙结构。装配整体式剪力墙结构主要受力体系有预制剪力墙、现浇内墙、现浇核心筒等，其中预制剪力墙与现浇结构、预制剪力墙间钢筋可靠的连接，是确保建筑结构整体性能及抗震性能的重中之重。通过搜集大量文献进行有关资料的归总，装配式混凝土结构钢筋连接主要运用钢筋套简灌浆连接、浆锚连接、机械连接三种形式。

3.1钢筋套筒灌浆连接技术

钢筋套筒灌浆连接的原理是工厂加工预制墙板时，顶部预埋插筋、底部预埋套简，钢筋与套简间填充高强度微膨胀结构性砂浆，即完成了钢筋续动作。水泥基灌浆填充钢筋连接套筒钢筋连接接头是实现装配整体式剪力墙结构合理受力的核心，为减小影响灌浆质量的因素，通过控制在工厂加工时预制墙板顶部预埋插筋及底部预埋套简的准确定位来保证施工现场吊装就位及之后一系列工序的顺利进行，通过控制基础结构中预埋插筋的准确定位来保证预制墙板与基础结构之间所要求的钢筋连接垂直度。如果以上控制偏差较大时，都将严重影响灌浆接头的连接质量。此时，钢筋连接接头难以实现其在结构中的作用，将对结构受力造成严重影响。目前，北京市实施的工业化住宅采用装配整体式剪力墙结构，该连接技术已在房山长阳半岛家园11地块4#住宅楼、北京万科假目风景项目得到应用。

3.2浆锚连接技术

浆锚连接技术亦称作间接搭接、间接锚固，指的是把搭接钢筋拉开一定距离之后再行搭接的方式。连接钢筋拉力通过剪力传输至灌浆料，之后通过剪力传输至周边混凝土和灌浆料中间的界面中

3.3机械连接等其他连接技术

机械连接技术是通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面承压作用，把同一根钢筋当中的受力传输到另一根钢筋的一种连接技术。我国对钢筋机械连接技术的探宄起于2O世纪80年代，较为经常使用的机械连接技术包括：锥螺纹接头、套筒挤压接头等。

四、有待研究的问题

预制装配式混凝土剪力墙结构及其连接技术的研究和应用虽然取得很大的进步，但仍然存在一些问题，值得进行深入研究：

(1)随着预制装配式混凝土剪力墙结构应用范围的扩大，会在一些抗震设防区域使用，或者随国家地震区划图的调整，使得原有建筑的抗震设防标准提高，因此，仍需对预制装配式剪力墙的抗震性能进行深入研究，其抗震性能的好坏是该结构形式得以推广应用的关键问题。

(2)相对于装配式框架结构，预制装配式剪力墙结构存在更大量的水平接缝、竖向接缝、边框节点等连接问题，有效、可靠、施工方便的连接方式是保证装配式剪力墙结构安全、正常工作的前提，目前对于连接方式主要集中在“湿连接”，而对于“干连接”的研究较少。

(3)对现浇剪力墙国内外进行了大量带边框的组合剪力墙结构试验研究，例如型钢边框、钢管混凝土边框、钢筋混凝土柱边框等，结果表明带边框组合剪力墙结构能够改单一抗震防线为多道抗震防线，可以有效提高剪力墙的整体抗震性能，因此，可以将带边框的形式应用于装配式混凝土剪力墙结构，目前国内外对此研究较少，对其节点、接缝、整体试件的受力性能及抗震性能值得深入研究。

(4)虽然国内颁布了一些地方的预制装配式剪力墙规范标准，但仍需出台一套完整预制装配式混凝土剪力墙结构设计、施工、抗震的国家级规范或行业标准。

结语

尽管预制装配式剪力墙结构及其连接技术在当前已取得不错的成绩，对其研究和应用有着教大的进步，但不可否认的是，在这一方面仍然存在一些问题，主要体现在以下几点：一是与传统的装配式框架结构相比，预制装配式剪力墙结构有着一定的问题，具体体现在水平接缝、竖向接缝、边框节点等连接问题上，目前对于连接方式主要集中在“湿连接”，而对于“干连接”的研究较少。二是随着预制装配式混凝土剪力墙结构应用范围的扩大，会在一些抗震设防区域使用，而对于预制装配式混凝土剪力墙的抗震能力和抗震级别的研究程度不够，不能对实际工作提供有效指导。三是对剪力墙的装配等规定不够规范，对其质量标准也缺乏严格规定。

参考文献：

[1]陶键.浅析预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].建筑工程技术与设计,2017(30).

[2]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):51-51.

[3]陈建伟,苏幼坡.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].世界地震工程,2013,29(1):38-48.

[4]王乔.预制装配式剪力墙结构及其连接技术探索[J].中国房地产业,2016(4).

[5]傅耀.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].工程技术:引文版:00155-00155.