“L”型全预制装配式剪力墙结构体系研究

吴吉祥，程海庆，马珂

（中铁四局集团有限公司设计研究院，安徽 合肥 230022）

“L”型全预制装配式剪力墙结构体系研究

吴吉祥，程海庆，马珂

（中铁四局集团有限公司设计研究院，安徽 合肥 230022）

中铁四局开发的“全预制剪力墙结构体系”，是一种新型的装配式结构体系；剪力墙预制成标准的“L”型构件，实现模块化设计生产，装配率较传统预制体系有很大提高，可适应不同户型的需要；对于长度较长的预制剪力墙，采用对称分割的方法，方便现场吊装和施工，在两片预制墙体间预留250mm长的现浇连接区域，采用高一个等级的混凝土浇筑。为解决水平钢筋的锚固问题，采用附加矩形箍筋来增加现浇区域内混凝土与预制剪力墙水平钢筋之间的咬合力；最后通过试验对比分析，该节点构造具有和现浇节点相当的整体性、变形能力和耗能能力，该体系整体抗震性能可靠。

结构；剪力墙；全预制构件

传统的预制剪力墙结构边缘构件仍然采用现浇，大大降低了装配率，影响工期。本体系对于剪力墙采用全预制方式，对于长度较长的墙体从中部对称分割，保持预制构件种类的高度统一性，与传统预制体系相比，具有很大的优势。

本案例为某公共租赁房小区，单体为18层住宅，总高度57m。该户型为1梯4户，层高为2.9m。户型规整，面积利用率高。该户型预制墙体为两种，大大提高工厂预制率，对于长度较长的墙体，在中部设立250mm长的现浇区域，可满足通用塔吊起重量。

连接区设在剪力墙的中部附近，设置250mm长的连接区。预制剪力墙水平方向端部预留直线型开口钢筋，并附加封闭“U型”箍筋，在交错区形成矩形框，框内插入4根直径12的钢筋，在预制剪力临时固定后，用高一个等级的混凝土浇筑此连接区。此种方式可解决施工时吊装预制墙体时，水平钢筋相互打架的影响，并较少现浇区域长度，提高装配率。

图1 典型户型墙体分割布置图

图2 预制剪力墙中部附加U型箍示意图

对于钢筋锚固长度不足所带来的抗滑移摩擦力缺失，通过附加钢筋与内部高强度混凝土的咬合来补上的研究，在日本藤田公司的FPRC-II预制框架结构施工工法中已有成功运用，并在2007年竣工的港北建筑（地上9层）中实施。

为验证全预制装配式剪力墙的抗震性能，拟作3组试验来对比分析，SW1为现浇构件，SW2为底部带水平缝的预制构件，SW3为底部带水平缝，中部带竖直缝的预制构件。其中SW2和SW3是用来对比竖向接缝连接和横向接缝连接分别对整体抗震性能的影响。

图3

加载试验采用2000kN液压千斤顶施加轴力，利用4根螺杆与工字钢搭建的加载架使千斤顶可随试件水平位移而移动，并采用500kN液压作动器施加往复水平力。为得到底部钢筋在低周反复加载下应变情况，剪力墙竖向钢筋底部预先安装钢筋应变位移传感器。

图4

3.3.1 裂缝分布情况

3.3.1.1 SW1构件

水平力为180kN时，SW1试件的墙底与地梁的交界面出现细小水平裂缝。随水平力增大，剪力墙从下至上出现多条水平裂缝。当位移达到42mm，位移角达1/71，墙体底部边缘混凝土剥裂严重，可见边缘构件箍筋被压歪，水平力下降至峰值的85%，试验结束。

3.3.1.2 SW2构件

水平力为140kN时，SW1的墙底与地梁的交界面出现水平裂缝。水平力为160kN时，墙体右端300处拼接缝部位出现第一条水平裂缝。水平力继续增大至200kN时，墙体沿高度方向500mm、650mm、1000mm处出现多条水平裂缝。230kN循环中，水平现浇端部出现受压裂缝，原水平缝斜向发展。继续加载裂缝不再发展，主裂缝宽度增加，右底部现浇段端部混凝土剥落露出U型箍筋，后浇段有鼓胀现象，试验结束。

3.3.1.3 SW3构件

循环水平力为140kN时，距墙底300mm的拼缝处出现水平裂缝，170kN时地梁顶面出现裂缝，力增大至200kN时，右侧墙500mm、700mm出现水平裂缝。230kN循环中，水平现浇端部出现受压裂缝，原水平缝斜向发展，竖向无裂缝。继续加载，试件发出焊缝崩断声音，为墙体拼装阶段用于临时支撑拼装墙体的预埋方钢管焊缝断裂，后浇端部混凝土大块脱落露出U型箍筋，试验结束。

图5 承载力对比实验结果

对于3种试件，在试验中破坏形式一致，均为受压混凝土开裂，钢筋外露；其中由于底部拥有水平缝，故SW2和SW3试件开裂荷载均比SW1试件提前，对于屈服荷载和峰值荷载均接近于SW1试件；实验自始至终，都没有观测到SW3试件竖缝处裂缝发展。

3.3.2 应力-应变曲线

图6

从试件F-S曲线来看，都经历了弹性、屈服、极限3个状态，试件的耗能性能相当。试件SW2的刚度在到达屈服荷载后突然下降，SW3试件后期因为竖缝的存在使刚度降低较为缓慢，并有相当长的一段塑性延伸区域；极限状态时，装配试件刚度退化至与现浇试件相当。

3.3.3 墙底竖向钢筋应变位置分布

TU375

A

1007-7359（2016）05-0067-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.017

吴吉祥（1972-），男，江西修水人，毕业于西南交通大学，学士；国家注册一级结构工程师，国家注册一级岩土工程师。