预制混凝土剪力墙结构接缝性能研究综述

邱光明 刘瑞伟

(1.烟台大学，山东 烟台 264005； 2.烟台市建设工程质量监督站，山东 烟台 264001)



·结构·抗震·

预制混凝土剪力墙结构接缝性能研究综述

邱光明1刘瑞伟2

(1.烟台大学，山东 烟台 264005； 2.烟台市建设工程质量监督站，山东 烟台 264001)

介绍了国内外预制混凝土剪力墙结构的几种常见形式，着重总结了预制混凝土剪力墙结构的连接方式，提出了一些预制混凝土结构的发展研究建议，指出预制混凝土剪力墙结构是一种工业化程度较高的住宅产业化结构体系，已成为近年来住宅产业化方向的研究重点。

住宅产业化，预制混凝土，剪力墙，接缝

0 引言

在我国，建筑业是劳动密集型产业，长期存在着高能耗、高污染、低生产率等问题，随着时间的推移,对自然环境和社会的负担越来越大，然而这些问题的产生都与我国采用传统的现浇生产技术有关，于是，住宅产业化成为了建筑业的一个热门议题[1，2]。

预制混凝土剪力墙结构的接缝主要包括水平接缝和竖向接缝，接缝处结构刚度突变，变形不连续，容易产生应力集中现象，因此接缝的连接性能是影响预制混凝土剪力墙结构整体性能和抗震性能的主要因素[3]，为此国内外研究学者进行了大量的试验研究，对预制混凝土技术发展做出了不可磨灭的贡献。

1 预制混凝土剪力墙结构水平接缝研究

朱幼麟等[4]对两开间的八层装配式大板1/5比例模型进行了水平荷载下的静力和动力激振试验，其中水平接缝采用带有焊接钢筋的深梯形键槽。结果表明：由于墙板层间水平接缝中水泥砂浆垫层的压缩变形，其对大板结构的刚度和内力分配影响较大；大板房屋设计的整体性、延性和耗能均满足抗震要求。

Soudki K A等[5]进行了带水平接缝的预制墙板的低周反复荷载下的拟静力试验。试验研究表明：水平裂缝的破坏经历了滑移前的弹性和绝对刚性阶段、弹塑性阶段、滑移破坏阶段3种状态；不同构造水平接缝的破坏模式相似，均为接缝处砂浆的压碎和剥落。

张锡治等[6]对1片现浇混凝土剪力墙试件和2片带现浇暗柱齿槽式(即水平接缝采用齿槽式)预制钢筋混凝土剪力墙进行了恒定轴力下的拟静力试验。试验结果表明：预制混凝土剪力墙试件与现浇混凝土剪力墙试件的破坏形态和破坏模式基本相同；采用齿槽式连接的水平接缝可以满足剪力墙受剪承载力要求，且竖向分布筋在齿槽处自由搭接的预制墙体试件承载能力和耗能能力明显比齿槽处竖向分布筋被截断的预制墙体试件好，后者延

性较差，不建议应用于实际工程中。

2 预制混凝土剪力墙结构上下层连接研究

目前，预制混凝土剪力墙结构中上下层连接方式主要有套筒浆锚、套箍连接、水平后浇带连接、留洞浆锚、插入式留孔灌浆连接、螺栓连接、插筋连接等，部分连接方式的示意图或试件图见图1。

钱稼茹等[7]对5个剪跨比为2.25的混凝土剪力墙试件进行了恒定轴力下的拟静力试验，其中1个为现浇墙体试件，4个为竖向钢筋采用不同的连接方式预制或部分预制墙体试件，其中竖向钢筋不同的连接方式有套筒浆锚、套箍连接和水平后浇带连接(即不连接)等3种。试验结果表明：套筒浆锚连接和套筒浆锚间搭接的墙体具有良好的受力性能，可以有效的传递钢筋的竖向应力，其性能明显优于竖向分布筋不连接的试件；采用套箍连接的剪力墙试件由于其预制墙体与后浇混凝土的交界面不易浇筑密实，导致该种剪力墙试验延性很差，达到峰值荷载后水平承载力迅速下降，不宜用于工程实践。

姜洪斌等[8,9]提出了一种具有自主知识产权的预制混凝土结构竖向钢筋的连接方法——插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接，设计制作了81个预制整体装配式混凝土插入式预留孔灌浆钢筋锚固试件，并对其进行了拉拔试验。试验结果表明：插入式预留孔灌浆钢筋锚固试件的最终破坏均为外部钢筋屈服或拉断，能够保证钢筋良好的连接锚固性能。在此钢筋锚固拉拔试验的基础上，又设计制作了108个预制整体装配式混凝土插入式预留孔灌浆钢筋搭接试件，并对其进行了拉伸试验，分析了插入式预留孔灌浆钢筋连接的破坏模式和钢筋直径、混凝土强度、搭接长度等各因素的影响规律，计算分析并提出了纵筋的搭接长度和基本锚固长度的关系。试验证明：插入式预留孔灌浆搭接施工方便且连接性能可靠，是一种适合我国住宅产业化要求的预制混凝土结构的竖向钢筋连接方式。

薛伟辰等[10]对3片大开间预制装配整体式剪力墙足尺模型进行了恒定轴力下的低周水平反复荷载试验，上下层竖向钢筋采用螺栓连接、楼板采用大跨度SP叠合板。试验证明：螺栓连接的装配整体式混凝土剪力墙最终破坏形态为受压侧混凝土压溃；螺栓连接的装配整体式混凝土剪力墙具有良好的延性和耗能能力，抗震性能较好。

周剑等[11]设计制作了6个上下层为插筋连接的预制混凝土空心模剪力墙试件，其中4个试件进行了拟静力试验，2个试件进行了静力试验。试验结果表明：上下层插筋连接可以有效的传递钢筋竖向应力，采用该连接形式的预制混凝土空心模剪力墙具有良好的抗震性能；采用双排插筋的墙体试件的抗震性能略优于采用单排插筋的墙体试件。

3 预制剪力墙结构竖向接缝研究

Pantelides C P等[12]对带有纤维聚合物(FRP)加固竖向裂缝的预制装配式剪力墙进行了拟静力试验。试验结果表明：FRP加固连接可以有效的传递荷载，其强度高于焊接节点板；相对于FRP矩形连接方式，FRP蝴蝶形连接方式具有更好的受力性能。

宋国华等[13-15]对18榀装配式大板结构试件(试件为倒“T”形矩形齿槽试件，齿槽高深比为5，每齿内有一根结合筋)进行了低周反复荷载试验。试验结果表明：反复荷载下，接缝的抗剪强度下降，其延性大小与接缝宽度成反比关系，和结合筋直径成正比关系；混凝土强度退化率与接缝宽度成反比关系；结合筋强度退化楼板只与剪切摩擦系数有关，与接缝宽度和结合筋无关；接缝强度退化率与接缝宽度成反比关系，与结合筋成非线性关系。

杨勇[16]为了研究预制混凝土构件水平方向拼接而产生的竖向结合面(即竖向接缝)的性能及其对构件整体性的影响，设计制作了25个变参数(主要参数为剪切钢筋、键槽、正压力等)结合面抗剪试件并进行了静力直剪试验，综合分析剪切钢筋的销栓和剪切摩擦共同作用，提出了结合面抗剪设计的建议计算公式。在此基础上又设计制作了3片现浇剪力墙试件和3片带竖缝的预制混凝土剪力墙试件并进行了低周反复荷载试验。试验结果表明：带竖缝的预制混凝土剪力墙具有良好的延性和耗能性能。

刘继良[17]为了研究预制混凝土空心模板剪力墙的抗震性能，分别对3片采用不同构造竖缝的空心模剪力墙和5片不同变化参数的空心模剪力墙试件进行了拟静力试验。试验结构表明：空心模剪力墙的受剪承载力随轴压比和水平筋配筋率的提高而提高，随剪跨比的提高而降低；竖缝使墙体产生宏观竖向裂缝，墙体由整体受力变为墙柱混合受力，提高了墙体的耗能变形能力。

4 结语

1)预制混凝土剪力墙结构是一种工业化程度较高的住宅产业化结构体系，为此，国内外研究学者和科研机构对其结构性能进行大量的试验和理论研究并取得了丰富的成果。

2)预制混凝土剪力墙结构的接缝主要包括水平接缝和竖向接缝，接缝处结构刚度突变，变形不连续，容易产生应力集中现象，因此，接缝的连接性能是影响预制混凝土剪力墙结构整体性能和抗震性能的主要因素。

3)目前，发达国家的住宅产业化体系已经十分完善，产业化程度极高，而我国还正处于高速发展时期，对预制混凝土剪力墙结构及其接缝的研究仍需进一步的发展与完善。

[1] 刘美霞，刘 晓.住宅产业化概念辨析[J].住宅产业，2010(9)：39-43.

[2] 楚先锋.中国住宅产业化发展历程分析研究[J].住宅产业，2009(5)：12-14.

[3] 李爱群，王 维，贾 洪，等.预制钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能研究进展——接缝性能研究[J].防灾减灾工程学报，2013(5)：600-605.

[4] 朱幼麟，刘寅生，陈 芮，等.装配式大板房屋模型在水平荷载作用下的试验研究[J].建筑结构学报，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] 张锡治,韩 鹏,李义龙,等.带现浇暗柱齿槽式预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验[J].建筑结构学报,2014,35(8):88-94.

[7] 钱嫁茹,杨新科,秦 珩,等.竖向钢筋采用不同连接方法的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验[J].建筑结构学报,2011,32(6):51-59.

[8] 姜洪斌,张海顺,刘文清,等.预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋锚固性能[J].哈尔滨工业大学学报,2011,43(4):28-31.

[9] 姜洪斌,张海顺,刘文清,等.预制混凝土插入式预留孔灌浆钢筋搭接试验[J].哈尔滨工业大学学报,2011,43(10):18-23.

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[11] 周 剑，赵作周，侯建群，等.预制混凝土空心模剪力墙上下层插筋连接抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，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] 宋国华，柳炳康，王东炜.装配式大板结构竖缝抗震性能试验研究[J].世界地震工程，2002(1)：81-85.

[14] 宋国华，柳炳康，王东炜.反复荷载作用下PBPS竖缝抗震性能试验及理论研究[J].建筑结构学报，2003(6)：18-24.

[15] 宋国华，王东炜，滕海文.反复荷载作用下PRC结构竖缝强度及刚度的退化[J].世界地震工程，2005(1)：87-90.

[16] 杨 勇.带竖向结合面预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学硕士学位论文,2011.

[17] 刘继良.带竖向接缝的预制混凝土空心模板剪力墙受剪性能试验研究[D].烟台：烟台大学硕士学位论文,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，在读硕士; 刘瑞伟(1971- )，男，高级工程师

TU375

A