浅析预制装配式剪力墙结构竖向连接形式的发展现状

张 瑜（煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南郑州450000）

浅析预制装配式剪力墙结构竖向连接形式的发展现状

张 瑜（煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南郑州450000）

随着社会经济发展，我国的建筑行业和住宅产业发展逐渐将节能环保、低碳、绿色等作为重要理念。在大力发展预制装配式剪力墙结构同时，对其竖向连接形式提出了更高的要求。本文首先对剪力墙构件的受力特征以及竖向连接设计原则做了简单介绍，然后重点分析了各种连接形式的优缺点，最后提出预制装配式剪力墙结构竖向连接形式以后的发展方向，为大家提供参考。

装配式剪力墙结构；预制构件；连接形式；竖向连接

引言

近几年的社会发展较快，住宅产业发展迅速，预制装配式剪力墙结构作为住宅建筑结构形式，被广泛应用在高层住宅建筑中。这种结构形式需要的大部分构件需要工厂预制，然后在施工时进行组装。与现浇剪力墙结构形式相比，所需工期短，更加节约能源和工程材料，具有广泛的发展空间。我国的预制装配式剪力墙结构在发展过程中，对其结构体系不断的研究，并积极吸收国外相关研究经验，对其中的剪力墙竖向连接问题进行深入研究和探讨。本文就针对各种连接形式的优缺点以及存在的问题进行分析和阐述。

1 预制装配式剪力墙结构竖向连接设计

1.1 剪力墙构件的受力特征

剪力墙截面属于“片”状结构，截面特征就有厚度小、高度高、抗剪能力强以及承载力大等特点，其不利性能表现为外平面比较薄弱，破坏延性比较小。在水平压力和竖向荷载的作用下，其破坏形态主要有弯剪破坏、弯曲破坏、滑移破坏以及剪切破坏等。在设计的过程中，要考虑到不能使剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土钢筋的锚固破坏先于构件破坏。因此，在剪力墙两端设置边缘构件，一方面增加墙体的延展性，另一方面增大抗剪能力，进一步防止剪力墙在受到较大水平剪力时出现滑移破坏。剪力墙配筋设计主要包括墙身配筋、约束边缘构件配筋以及连梁配景等，设计时必须满足截面受弯能力要求、抗剪能力要求、墙体构造要求以及最小配筋率的要求等。

1.2 装配式剪力墙结构竖向连接的设计原则

装配式剪力墙结构构件采用标准化方法进行连接，从而保证构件连接的可靠性和连接质量。连接设计是非常重要的环节，尤其是预制剪力墙结构，需要将单个构件逐一连接以形成整体，在荷载作用下，连接部位能够平顺的传递内力，并具有足够的刚度，充分发挥连接功能，同时又确保建筑结构的整体性协调一致。所以，连接形式是否合理是预制装配式剪力墙结构达到施工标准的关键。

对于装配式剪力墙结构，在结构的竖向连接方面提出了更高的要求，在设计过程中应该遵循以下几个原则：①连接设计必须达到抗震性能要求，结构的承载力满足设计标准。②确保结构的整体性和完整性。③连接破坏不能先于构件破坏，其破坏形式不能包括钢筋锚固破坏脆性形式。④整体的构造连接应该与整体的结构受力模式以及传力途径相符合。

2 装配式剪力墙结构竖向连接形式

我们可以通过下面表1所示的内容来了解一下现浇结构和装配式结构的不同：

表1 现浇结构和装配式结构分类以及有缺点

2.1 现浇带连接

现浇带连接方式比较传统，首先在上下层剪力墙之间设置好现浇带，然后用钢筋搭接，完成以后将上下层的剪力墙连接成为一体就可以了。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接会出现如下问题：①在实际的施工中，对于上部的墙体很难固定，稳定性也就很难保证。②剪力墙截面大小要确保一样，才能保证搭接不会出现缝隙。③浇筑混凝土时，尤其是顶部的混凝土很难浇筑密实。这些缺点使这种连接形式的优点很难充分发挥。一些专家对这种连接形式的剪力墙结构构件的破坏形态进行研究，实践表明，采用这种方式连接出现的裂缝机率比现浇结构要低，但是耗能能力相对较差。

2.2 套筒灌浆连接

这种连接方式目前比较成熟，首先将钢筋放入对接套筒中，然后把水泥、细骨料、外加剂、膨胀剂等材料通过灌浆机搅拌形成灌浆材料，当灌浆材料硬化以后，套筒与钢筋就能牢固的连接在一起。灌浆材料具有的高性能以及无收缩性可以大大提高钢筋与套筒内壁的摩擦、粘合度以及咬合强度，使钢筋的预应力能够平顺传递，具有很高的抗拉能力和抗压能力，保证连接的可靠性。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接具有以下优点：结构构件的吊装和钢筋连接可以分开进行；施工操作过程比较简单，所需施工设备较少，不会受到天气影响；不会对环境造成污染、绿色安全；可以在工厂进行预制，现场装配简单快速。但是也会存在一些问题，比如灌浆质量难以管理，钢筋搭接长度过长，套筒较粗，保护层厚度过小等情况。

2.3 预留浆孔锚搭接

这种连接形式采用育龄孔浆锚搭接，首先将下层墙体的顶面位置预留插筋，其数量和规格与墙体内竖向受力钢筋一致，然后在上层墙体被预留螺旋状的孔洞，上层墙体安装完成以后，通过灌浆孔和排气孔向孔内灌浆，当灌浆材料硬化以后，最后将上、下层墙体进行连接。这种方式不同之处在于，需要连接的两根钢筋并不是相邻的，而是间隔一定距离，也成为间接搭接。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接存在的问题有：如果墙体不是太厚，在墙体中预留很多插孔，增加了施工难度；孔边缘的混凝土厚度较小，在运输过程中很容易造成破损，从而对构建的连接性能造成一定影响。

2.4 螺栓连接

这种连接形式属于机械连接，连接过程比较简单，对精度要求非常高。首先是在上层剪力墙的下边设置有孔洞的钢板，将下层剪力墙的上方有螺纹的钢筋作为螺杆，然后将钢筋穿过钢板并用螺帽与上层剪力墙连接，对连接的部位浇筑混凝土，最后当混凝土硬化以后将上下层墙体连接起来。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接存在的问题有：随着时间以及荷载作用，螺栓可能会发生松动现象；受到自然环境或者其他因素影响，螺纹会逐渐发生脱落现象；在施工过程中，螺栓如果没有拧紧会埋下安全隐患。

2.5 后张预应力连接

这种连接方式是通过施加预应力以提高连接构件的摩擦剪切强度，从而减小由于地震造成的结构变形。主要特点是将结构的非线性变形集中在连接区域，其他部分处于在弹性范围内。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接，使整体结构有足够的强度、刚度以及非常好的延性，但是耗能能力无法充分展现。

2.6 键槽连接

这种结构形式主要用于装配式大板结构中，首先将连接位置设置一些小键槽，然后浇筑混凝土，使上下层剪力墙连接成为一个整体。这种连接形式可以将受到的剪力均匀传递。在实际的施工过程中要依据实际情况确定键槽尺寸。

相关专家对这种连接形式的连接缝的抗震性能进行研究和实验，实验结果表明，接缝的抗剪承受能力随着接合筋的直径增大而增大，并且与宽度呈非线性关系。

2.7 Wall Shoes连接

这种连接方式与螺栓连接方式有些相似，首先将Wall Shoes连接器安装在模板中，由工厂进行剪力墙预制，同时在连接器位置预留孔口，然后将下层剪力墙中的预埋钢筋从底板预留孔中穿入连接器，并用螺栓进行固定，完成以后在连接位置以及Wall Shoes连接器中浇筑混凝土，待混凝土硬化以后，上下层剪力墙就会成为整体。

这种连接方式主要应用在抗震区，如果与其他方式联合使用比如灌浆连接、螺栓连接等效果更加。

3 发展方向

通过对各种预制装配式剪力墙结构连接形式的发展现状进行分析，不同的连接形式都有各自的优缺点以及存在的问题。因此，要不断的进行学习和研究，进一步研究合理节点的连接形式。在以后的发展中，对节点连接重点要向安全、操作更加方便、更加节能环保等方向进行研究，为我国的现代住宅产业化提供更高的施工技术。

[1]赵又婷.装配式结构体系的发展与建筑工业化[J].工程力学，2012（09）.

[2]肖伟军.预制混凝土板、墙体系发展现状[J].工业建筑，2013（12）.

[3]徐立新.住宅产业现代化技术发展分析研究[J].重庆建筑大学学报，2013（15）.

TU398.2

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2095-2066（2016）35-0203-02

2016-12-3