浅谈预制装配式剪力墙结构及连接

2022-09-11

正文:

预制装配式剪力墙结构包括两种剪力墙结构, 一种为部分预制剪力墙结构, 这种剪力墙结构指的是内墙现浇结构与外墙预制结构, 在北京万科工程中得到应用。因为内墙依然是现浇, 预制化率不高。另一种则是全预制剪力墙结构, 该结构是全部剪力墙, 以预制构件经过拼装与装配组合在一起。具有较高的预制化率, 拼缝连接构造并不简单, 不易开展施工, 与现浇剪力墙结构不完全相同, 现阶段研究与工程实践取得了一定研究成果, 在归纳国内行相关研究成果基础上, 着重分析了预制装配式剪力墙结构及连接, 对其应用与推广问题做出了分析。

一、预制装配式剪力墙结构各结构的优缺点

预制装配式剪力墙结构通常可划分为两种剪力墙结构, 一种是部分预制剪力墙结构, 另一种是全预制剪力墙结构, 两种结构具有各自特点, 具有不同的剪力墙结构优缺点, 现阶段国内剪力墙结构应用在多种领域, 后续全预制剪力墙机构将是发展趋势。针对部分预制剪力墙结构、全预制剪力墙结构, 现分析其中优缺点。

一些预制剪力墙结构是一种“内浇外挂”结构。全预制剪力墙结构, 也就是全部采用预制构件将剪力墙拼接组装起来, 一些预制剪力墙结构在内部墙方面, 需要现浇, 外墙预制需要维护与装修即可, 外墙不看重承重;一些预制剪力墙结构具有较好的优点, 如内部剪力墙整体性较好, 整体连接性优良, 事实上, 内部预制剪力墙结构也有自身不足之处, 内部预制剪力墙不足之处在于, 施工不要求较高的机械化程度, 还有另外一种原因, 非承重墙接缝处多产生渗漏[1]。

全预制剪力墙的结构拼装, 运用了预制构建形式, 剪力墙在内墙与外墙上均体现承重的特征, 全预制剪力墙结构的优点表现在下述几个方面:工程施工现场具有较高的机械化程度, 工程施工迅速, 加速了工程施工进度, 全预制剪力墙结构的缺点则体现在下述几个方面:各部分间的拼接连接复杂化。

二、国内预制装配式墙板结构发展分析

国内预制装配式结构源于上世纪五十年代, 在多种领域应用, 如, 办公楼与工业厂房中。八十年代中后期之后, 预制装配结构因为多方问题, 如, 企业规模小及造型单一等, 这种结构形式未大量应用, 跌入低谷期。当前装配式结构的优点越来越被重视, 随着住宅产业化及建筑节能减排的发展, 为迎合发展需求, 预制装配式结构的研究逐渐被重视起来, 应用于部分试点项目中。部分国家住宅产业化基地, 如, 万科集团, 天津住宅集团等, 构建了许多装配式剪力墙结构, 用作工程试点。其中, 万科集团构建的假日风景项目D1/D8号楼, 就是预制装配式剪力墙结构, 哈尔滨工业大学、清华大学等也参与了相关研究工作中, 和国家住宅产业化基地建立合作关系, 在其中运用了最新的研究成果, 黑龙江宇辉建设集团与万科北京公司合作研发的试点项目也得到了应用[2]。

三、装配式剪力墙分布钢筋连接技术

现阶段工业化住宅使用的剪力墙结构是装配整体式结构。相比上世纪兴起的内浇外挂预制混凝土结构, 装配构件不再是以往外装饰维护结构, 转变为现在的承重剪力墙结构。装配整体式剪力墙结构的体系包括现浇核心筒、现浇内墙等, 预制剪力墙与预制剪力墙、现浇结构、预制剪力墙通过钢筋牢固连接在一起, 从整体上维持建筑结构整体性, 确保抗震性能符合要求。整理许多文献得出, 装配式混凝土结构钢筋包含三种连接方式:机械连接、浆锚连接、钢筋套简灌浆连接。

(一) 机械连接技术

机械连接技术, 发挥钢筋、连接件的机械咬合功能, 传输相同根钢筋受力, 至另一根钢筋中, 机械钢筋连接技术的研究产生于上世纪八十年代, 其中常用的机械连接技术包括下述几种:套筒挤压接头、锥螺纹接头等[3]。美国ERICO公司是一家世界一流的钢筋连接设计与生产公司, 运用的钢筋连接方法, 普遍应用与建筑结构中。

(二) 浆锚连接技术

浆锚连接技术, 也被称之为间接锚固, 在搭接钢筋间, 预留一定距离, 将钢筋搭接起来, 进而将各部分连接起来, 紧接着借助钢筋拉力传至灌浆料, 再利用混领土, 传至灌浆料、其余混凝土的中间间面。该连接技术并不复杂, 要求不太高的连接控制技术, 普遍应用于建筑行业。钱稼茹等开展了4片预制剪力墙的抗震性能试验, 将留洞浆锚、间接搭接的连接方式应用于竖向钢筋。这种该搭接方式可较好地传输钢筋应力, 从试验结果可知, 受拉后, 钢筋屈服, 受压后, 混凝土破坏, 滞回曲线呈现饱满态。

(三) 钢筋套筒灌浆连接技术

钢筋套筒灌浆连接, 在工厂加工预制墙板过程中, 顶部与底部各预埋插筋、套简, 将强度较高的微膨胀结构性砂浆填入钢筋与套管中间, 至此, 钢筋续接动作便完成了。对水泥基灌浆填充钢筋, 要想确保装配整体式剪力墙具有合理的结构, 不可忽视套筒钢筋连接接头, 为将灌浆质量影响降至较小, 通过控制调整预制墙板顶部预埋插筋, 将底部预埋套简置于正确位置, 确保现场吊装到位, 顺利推进后续施工[4]。将预埋插筋正确定位在基础结构中, 保证连接垂直度符合要求。当控制偏差过大, 将很大程度上影响灌浆接头连接质量。钢筋连接接头在结构中不能凸显自身作用, 对结构受力产生消极影响。北京市在工业化住宅方面, 使用了装配整体式剪力墙结构, 北京万科假目风景项目也在工程中得到见证。

四、预制装配式剪力墙结构与连接技术需深入研究

国内预制装配式剪力墙结构在我国发展较快, 事实上, 预制装配式剪力墙结构与连接技术面临问题困境, 针对存在的问题, 还有许多地方需要完善, 相关研究还需进一步开展。国内预制装配式剪力墙与连接结构还需要深入探究。节点稳定性加固技术需深入研究;预制装配式剪力墙在抗震方面的使用能力需不断研究;目前我国的干连接技术的研究还需进行, 我国湿连接逐步趋于完善, 而干连接技术还处在空白领域。

结束语

尽管现阶段预制装配式剪力墙结构与连接技术取得了一定成果, 后续研究与应用仍需开展, 值得提出一点, 该方面还有一些问题需要解决, 这表现在下述几个方面:预制装配式剪力墙结构与传统装配式框架结构比较, 凸显部分问题, 这些问题表现在边框节点、竖向接缝等的连接上, 连接方式倾向于“湿连接”, 而“干连接”研究不多。预制装配式混凝土剪力墙结构应用在更多的领域, 投入部分抗震设防区域应用中, 对预制装配式混凝土剪力墙, 在抗震能力与级别的研究上, 尚需深入, 无法为实际工作的开展提供依据。此外, 在剪力墙装配规范上仍需严谨, 质量标准规定并不严格。有关预制装配式剪力墙结构及连接的研究还要从多个层面开展, 以促使研究生更加完善, 优化预制装配式剪力墙结构, 指导预制装配式剪力墙连接工作的开展。

摘要：建筑企业对节能减排提出要求, 住宅产业化规模越来越大, 有关预制装配式剪力墙结构的深入研究成为热点问题。先比较了预制装配式剪力墙结构不同形式结构的优点和缺点, 紧接着描述国内外预制装配式墙板结构的发展情况, 然后重点分析装配式剪力墙分布钢筋连接技术, 最后, 预制装配式剪力墙结构与连接技术是探究研发方向。以期预制装配式剪力墙结构及连接的研究更加成熟, 为预制装配式剪力墙结构与连接的研究提供参考。

关键词：预制装配式,剪力墙结构,连接