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预制装配式剪力墙结构设计及若干问题杨逢礼

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：杨逢礼

[导读] 摘要：现代建筑大多为高层建筑，而剪力墙结构作为高层建筑的主体结构，其产业发展已成为当前住宅产业的主流，预制剪力墙结构开始兴起。

        机械工业第六设计研究院有限公司河南郑州 450000
        摘要：现代建筑大多为高层建筑，而剪力墙结构作为高层建筑的主体结构，其产业发展已成为当前住宅产业的主流，预制剪力墙结构开始兴起。本文主要阐述预制装配式剪力墙结构的设计方案，提出设计过程中存在的一些问题，并为如何解决这些问题提出了具体的措施。
        关键词：预制装配式剪力墙；结构设计；钢筋
        前言
        对于装配式结构而言，其主要是在工厂中进行加工预制，然后将预制好的构件运送到施工现场进行装配，这不仅符合可持续发展的理念，而且能降低建筑垃圾的产生。对于预制装配式剪力墙结构而言，其相比于传统的建筑形式存在环境影响程度小、资源利用率高、施工质量易于控制、安装方便等优点。因此，相关建筑企业要对预制装配式建筑结构进行不断的研发，从而研究出符合时代发展需求的预制装配式剪力墙结构设计方案，一定程度上提高建筑施工的质量。
        1预制装配式剪力墙概述
        预制装配式剪力墙结构体系是部分或全部由预制混凝土构件（预制墙板、叠合梁、叠合板）组成的装配式混凝土结构，预制剪力墙与现浇剪力墙通过节点连接形成抗侧力体系和竖向承重体系，墙与叠合板、叠合梁通过节点连接后形成整体刚度。该结构体系抗侧刚度大，适合多高层建筑。结构设计计算时，根据JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》第6.3.1条：装配整体式结构可采用与现浇混凝土结构相同的方法进行结构分析，说明装配式剪力墙结构通过适当的构造设计和施工方法，可以满足墙柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固的延性设计要求，故仍应满足现行GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》及JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》等规范。
        2预制装配式剪力墙结构优缺点
        部分预制剪力墙采用内浇外挂结构，整个预制结构采用预制构件，按预先设计顺序拼装而成。剪力墙内部采用现浇施工，外墙采用养护装修。装配式剪力墙结构内墙整体性能比较理想，且具有良好的连通性，同时也存在一些问题，主要体现在两个方面：一是施工机械化程度相对较低；二是非承重墙节点容易渗漏。在全装配式剪力墙结构装配过程中，将采用装配式构件形式完成整体装配施工，剪力墙的外墙和内墙将表现出明显的承载特性。这种结构的优势主要体现在机械化程度相对较高，施工效率相对理想两方面。其次，施工周期相对较短，施工成本相对较低。
        3剪力墙结构连接方式
        3.1浆锚连接
        所谓浆锚连接技术是指间接的锚固技术，在钢铁连接的过程中，需提前留出一定的空间，再将钢筋按一定顺序连接，整个部分在张力的作用下，同时对剩余的混凝土和灌浆材料进行合理利用，完整建设连接。由于其施工相对简单，要求相对较低，连接技术已得到行业的认可，已在该领域的各种项目中得到了广泛的应用。
        3.2螺栓连接
        在这种方法的连接过程中，施工人员会用螺栓连接梁、柱等构件，属于干连接的范畴。在这种连接方式下，梁柱无滑移，梁柱节点处于良好状态。同时，在预制混凝土实施拟动力试验中，发现只有柱底弯曲，滞回曲线仍呈现理想状态，整体抗震性能符合相关标准。
        3.3套筒连接
        在实施该技术的连接过程中，施工人员将钢筋放入凹凸槽高强套筒中，并将高强浆注入其中，使其达到完全硬化状态。硬化步骤完成后，将套筒与钢筋完全结合，利用套筒内凹凸槽内的变形钢筋凹凸纹与注浆材料进行动力传递。该技术已在日本和美国得到广泛应用。经过多年的改进和发展，该技术的连接质量达到了相对理想的效果。最先进的套筒连接技术是将套筒钢筋分为两段，一端在预制厂房内螺纹处连接，一端通过现场灌浆实现连接。该技术能够保证剪力墙竖向配筋应力的传递效果，其现浇试件与形态破坏情况完全一致。
        3.4现浇施工
        （1）节点钢筋绑扎
        首先，施工人员应明确并记录钢筋的尺寸、长度、规格等预留参数，确保所有参数、规格均在规定范围内。其次，有必要采用搭接结构连接钢筋，并根据钢筋搭接长度的需要，实施焊接连接；最后，对复合板上的钢筋和墙板预留钢筋进行标定和绑扎，然后将钢筋固定，便于后续施工的顺利实施。

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        （2）节点模板设计
        通常在节点模板设计中，设计师会使用覆膜板和竹橡胶板进行相应的施工。接缝模板在浇筑施工中的应用可以保证现浇接缝的视觉效果，使其与清水混凝土的效果相近。为了确保施工质量能满足相应的标准，在实施支撑浇筑时，施工人员可以在预制构件连接节点与模板间使用海绵条粘贴单胶，确保结构内部浆液稳定性，减少泥浆向外流动的问题。此外，施工人员应清洁魔术板表面，并通过涂刷隔离剂，保护节点模板的整洁。其次，在选择隔离器的过程中，相关人员需要仔细选择试剂，以确保它不会影响装修工程的施工和系统的结构性能。
        3.5机械连接
        据不完全统计，国内外刚性连接有60多种，其中大部分为机械连接。我国从20世纪开始研究钢筋连接技术，通过使用金属连接，如锥螺纹接头填充。不同的钢筋机械连接不同方式，将连接模式和参数调节配套，整体建设实现标准化和规范化。
        4预制装配式剪力墙结构设计若干问题的探讨
        虽然现代装配式剪力墙结构的施工已达到一定水平，但仍有一些问题需要研究和解决，主要体现在以下四个方面：
        4.1抗震性能
        由于预制剪力墙的优点较多，该结构的应用范围在不断扩大，包括抗震设防区或地震易发区。这需要较高的建筑抗震性能，这意味着人们对传统的抗震水平已不能得到满足。因此，业内人士需要加大对剪力墙抗震性能的整体研究，以确保结构能够推广到更大范围。
        4.2干连接
        该结构通常需要采用大量的预制连接技术进行连接，在连接的过程中，将实现框架结构节点和水平节点紧密结合，这就要求施工人员必须选择正确的连接模式，确保整个施工过程的可靠性，同时确保剪力墙的结构安全。但目前国内外学者对湿法连接的研究较多，对干法连接的研究相对较少，这将直接影响连接技术的均衡发展。
        4.3受力性能与抗震性能研究
        目前，我国对剪力墙框架组合试验的研究越来越深入，其中钢筋混凝土柱框架和型钢框架是主要的研究对象。然而，与框架的研究相比，国内对整个结构试件、节点和节点的抗震力学性能的研究相对较少，应引起相关人员对其重视。
        4.4行业规范标准
        目前我国已经发布了大量的预制剪力墙施工标准，但由于建筑行业的快速发展，剪力墙相关施工技术也在不断改进和发展，因此，相关标准也需要进行调整。因此，国家有关部门应该加强相关标准，及时更新行业规范，应当保证相关结构能够符合国家有关建设标准。建筑行业同时也应该按照需求实现节能和环保，向绿化建设的方向发展。
        5结束语
        对于预制装配式剪力墙结构，其存在环保、施工简洁等方面的优点。因此，建筑企业要重视预制装配式剪力墙结构的技术开发，施工人员在剪力墙结构设计过程中要总结经验，这样才能对剪力墙安装过程中存在的问题采取针对性的措施，从而在施工过程当中完全发挥预制装配式剪力墙结构的优势，不仅能够提高建筑施工的质量和效率，而且能提高建筑物内部结构的稳定性，为建筑企业带来良好的经济收益。
        现阶段而言，国家出台的一系列相关刺激政策都有利于装配式建筑的发展，行业发展的热点都集中在预制装配式混凝土剪力墙住宅，对于框架结构以及大型公建项目涉及很少，这无法支撑整个装配式建筑行业的有效发展；另外，国内装配式剪力墙住宅预制构件大多采用竖向钢筋套筒灌浆连接，边缘构件现浇处理技术，对于其它技术体系的研究甚少，应进一步加强研究。
        参考文献：
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