叠合剪力墙结构在我国的研究应用与发展

陈智星

（江西理工大学建筑与测绘工程学院， 江西 赣州 341000）

0 引言

预制结构体系经过欧洲学者多年的研究与发展，其生产工艺技术与建筑安装模式的方面都已经相对的完善，这种技术体系广泛应用于预制的墙板、楼板以及屋顶构件中，占据了很大的市场份额，然而预制结构体系在我国才刚起步不久。为了将可持续发展作为我国工业化发展的核心，必须尽快的确立建筑住宅工业化建设的整个框架，进一步改善我国建筑行业的发展。

叠合结构体系作为一种预制结构体系，已经在国外得到了非常广泛的使用，这种结构体系的设计简单，同时施工快捷便利，同时对周围环境的伤害小，是一种工业化程度非常高的建筑结构体系。为了提高建筑行业的绿色工业化，我国将该种结构体系进行引进，并结合我国的国情对其进行研究与发展。

1 结构体系

叠合结构体系是将预制的叠合构件（如叠合墙板、叠合楼板等）与全现浇的构件（如暗柱、连梁、楼梯、雨棚、阳台等）融合为一体，从而组成的一种新的结构体系。叠合的预制构件将在工厂按照标准制作而成，而后在运输至施工现场进行安装，安装好的叠合预制构件将会作为模板，在预制构件的空腔内浇筑混凝土叠合层，使预制层与现浇层连接在一起，组合成一个整体，共同受力。在叠合剪力墙结构中，工厂预制的墙板一般有两层，两层中间存在空腔，而这两层预制墙板将通过格构钢筋向连接，组成一个整体。运送至施工现场后，将会在两层预制墙板中的空腔内浇筑混凝土，形成一片整体的剪力墙，共同承受荷载的作用。在这种结构体系中，可使用现浇混凝土于一些受力复杂，或者施工工艺操作困难的部位，保证结构的整体性与便捷性。

该种结构体系的整个设计生产过程可实现全自动化计算机控制，即从输入结构的建筑图纸到结构承载计算设计，再到预制构件在工厂中的流水线生产全程皆自动化。同时，建筑的楼墙板、楼梯、阳台屋顶板等皆可采用工厂的预制构件。将这些预制构件运送至施工现场后，进行快速的拼接吊装。具体的施工流程是，首先在施工现场的地基上安装整体建筑的地下室部分，而后将工厂预制而成的楼板进行铺设，铺设完成后开始在空腔内浇筑混凝土，随后开始对每一层进行楼板的安装，之后是已经安装好的窗户框以及预留好门洞的外墙板以及室内的隔墙，在最后对建筑的屋面进行安装，至此，整个的预制叠合住宅就完成了。对于这整个多层的住宅建筑来说，一般在几周内即可完成上述的整个主体结构的安装过程，十分具有效率。在完成了主体结构的安装，即可开始地下室的防水施工、墙体的保温抹灰以及屋顶的保温防水等收尾工作。

2 技术优势

这种叠合的结构体系相比于我国采用的现浇结构体系来说，拥有许多其自身的特点与优势：

（1）这种叠合结构体系是一种从图纸输入到设计安装生产全流程计算机控制，完全自动化的结构体系。而且预制构件生产完成后，几周内就可以完成对主体结构的安装，高效率带来的经济优势明显。

（2）这种结构体系大多为预制构件，工业化程度高，误差就相对要小，使得结构整体的质量也高。由于是预制构件，其在混凝土配合比、密实度、养护条件以及钢筋的定位等方面均比现浇的构件要好，提升了结构的质量，加强了结构的耐久性。

（3）由于这种结构体系建造的速度快，施工的周期短，有效地降低了施工现场的各类费用，同时，由于预制的墙板构件可以作为现浇混凝土的模板，因此，施工方使用该结构可节约大量购买模板的资金。

3 已有研究成果

这种叠合结构体系在欧美等工业发达的国家得到广泛应用，有一套成熟的设计安装工艺流程。但对于欧洲大多数国家来说，他们所在的地理位置鲜有地震发生，因此在对该结构体系的研究方面很少有涉及抗震的研究，而我国却与之完全相反，在我国大多数的地区，均要考虑地震带来的影响。为了该结构体系能在我国得到推广，我国许多学者开始研究该结构在地震作用下的受力性能表现。

连星等首先对两种不同边缘构造方式的叠合剪力墙进行研究，结果表明边缘构造方式的不同对该结构抗震性能的影响不大[1]。随后南京工业大学对叠合的楼盖、墙板以及节点进行研究，并将保温层加入该结构体系中，结果表明带有保温层的叠合剪力墙结构抗震性能更加优异[2]。南京工业大学则是针对叠合剪力墙底部连接处薄弱的缺点，对其进行改进设计，提供了一种独特的思路，改进节点的连接以及结构的施工，其中有部分想法还已经获得了专利。安徽建筑工业大学则是对“T”、“L”、“一”等形式的叠合剪力墙进行研究，分析不同形式对结构性能带来的差异性[3]。

4 应用现状

目前来说，该结构在我国还处于初步引进阶段，因而我国对该结构的使用相对较少。

在2009 年，东海花园五代德样板房开始采用了这种叠合剪力墙技术，其建筑面积达到155.8m2。同年，该结构体系也开始应用在一些地下车库中。2011 年，滁州凯斯特工业厂房作为第一个使用叠合剪力墙的工业厂房，其建筑面积达到462m2，是该结构在我国应用中的一个大突破。同年，西伟德公司也使用叠合技术建造了一栋5 层的叠合板式住宅楼作为推广。

5 研究不足

由于引进时间较短，我国对于叠合结构体系的研究与应用依旧处于起步的阶段，还有许多问题需要解决。

（1）该结构体系的理论研究需要深入。由于引进时间不长，我国对该结构体系的研究还有许多不完善的地方，如现浇与预制连接处节点在荷载作用下的力学特性等，缺乏系统的理论研究。因此，进一步加深其理论分析研究才能够更好的推广该结构在我国的应用。

（2）运送问题。由于该结构大多数的部件都是在工厂预制，进而运送到施工现场的，其中必须对运送的问题进行考虑，如运送过程中钢筋与保温板外露的问题如何解决。

6 结语

我国建筑产业发展的方向必然是绿色建筑产业，因而需要大力的推广一些节能环保、高效低耗的绿色结构体系。新型叠合剪力墙结构体系就是这样一种环保低耗、绿色节能的建筑结构体系，它依靠高程度的工业化，提升建筑效率，提高建筑质量，同时对环境影响不大，对进一步推动我国绿色建筑的发展，实现建筑工业化具有重要意义。