疊合剪力墻結構在我國的研究應用與發展

陳智星

（江西理工大學建筑與測繪工程學院， 江西 贛州 341000）

0 引言

預制結構體系經過歐洲學者多年的研究與發展，其生產工藝技術與建筑安裝模式的方面都已經相對的完善，這種技術體系廣泛應用于預制的墻板、樓板以及屋頂構件中，占據了很大的市場份額，然而預制結構體系在我國才剛起步不久。為了將可持續發展作為我國工業化發展的核心，必須盡快的確立建筑住宅工業化建設的整個框架，進一步改善我國建筑行業的發展。

疊合結構體系作為一種預制結構體系，已經在國外得到了非常廣泛的使用，這種結構體系的設計簡單，同時施工快捷便利，同時對周圍環境的傷害小，是一種工業化程度非常高的建筑結構體系。為了提高建筑行業的綠色工業化，我國將該種結構體系進行引進，并結合我國的國情對其進行研究與發展。

1 結構體系

疊合結構體系是將預制的疊合構件（如疊合墻板、疊合樓板等）與全現澆的構件（如暗柱、連梁、樓梯、雨棚、陽臺等）融合為一體，從而組成的一種新的結構體系。疊合的預制構件將在工廠按照標準制作而成，而后在運輸至施工現場進行安裝，安裝好的疊合預制構件將會作為模板，在預制構件的空腔內澆筑混凝土疊合層，使預制層與現澆層連接在一起，組合成一個整體，共同受力。在疊合剪力墻結構中，工廠預制的墻板一般有兩層，兩層中間存在空腔，而這兩層預制墻板將通過格構鋼筋向連接，組成一個整體。運送至施工現場后，將會在兩層預制墻板中的空腔內澆筑混凝土，形成一片整體的剪力墻，共同承受荷載的作用。在這種結構體系中，可使用現澆混凝土于一些受力復雜，或者施工工藝操作困難的部位，保證結構的整體性與便捷性。

該種結構體系的整個設計生產過程可實現全自動化計算機控制，即從輸入結構的建筑圖紙到結構承載計算設計，再到預制構件在工廠中的流水線生產全程皆自動化。同時，建筑的樓墻板、樓梯、陽臺屋頂板等皆可采用工廠的預制構件。將這些預制構件運送至施工現場后，進行快速的拼接吊裝。具體的施工流程是，首先在施工現場的地基上安裝整體建筑的地下室部分，而后將工廠預制而成的樓板進行鋪設，鋪設完成后開始在空腔內澆筑混凝土，隨后開始對每一層進行樓板的安裝，之后是已經安裝好的窗戶框以及預留好門洞的外墻板以及室內的隔墻，在最后對建筑的屋面進行安裝，至此，整個的預制疊合住宅就完成了。對于這整個多層的住宅建筑來說，一般在幾周內即可完成上述的整個主體結構的安裝過程，十分具有效率。在完成了主體結構的安裝，即可開始地下室的防水施工、墻體的保溫抹灰以及屋頂的保溫防水等收尾工作。

2 技術優勢

這種疊合的結構體系相比于我國采用的現澆結構體系來說，擁有許多其自身的特點與優勢：

（1）這種疊合結構體系是一種從圖紙輸入到設計安裝生產全流程計算機控制，完全自動化的結構體系。而且預制構件生產完成后，幾周內就可以完成對主體結構的安裝，高效率帶來的經濟優勢明顯。

（2）這種結構體系大多為預制構件，工業化程度高，誤差就相對要小，使得結構整體的質量也高。由于是預制構件，其在混凝土配合比、密實度、養護條件以及鋼筋的定位等方面均比現澆的構件要好，提升了結構的質量，加強了結構的耐久性。

（3）由于這種結構體系建造的速度快，施工的周期短，有效地降低了施工現場的各類費用，同時，由于預制的墻板構件可以作為現澆混凝土的模板，因此，施工方使用該結構可節約大量購買模板的資金。

3 已有研究成果

這種疊合結構體系在歐美等工業發達的國家得到廣泛應用，有一套成熟的設計安裝工藝流程。但對于歐洲大多數國家來說，他們所在的地理位置鮮有地震發生，因此在對該結構體系的研究方面很少有涉及抗震的研究，而我國卻與之完全相反，在我國大多數的地區，均要考慮地震帶來的影響。為了該結構體系能在我國得到推廣，我國許多學者開始研究該結構在地震作用下的受力性能表現。

連星等首先對兩種不同邊緣構造方式的疊合剪力墻進行研究，結果表明邊緣構造方式的不同對該結構抗震性能的影響不大[1]。隨后南京工業大學對疊合的樓蓋、墻板以及節點進行研究，并將保溫層加入該結構體系中，結果表明帶有保溫層的疊合剪力墻結構抗震性能更加優異[2]。南京工業大學則是針對疊合剪力墻底部連接處薄弱的缺點，對其進行改進設計，提供了一種獨特的思路，改進節點的連接以及結構的施工，其中有部分想法還已經獲得了專利。安徽建筑工業大學則是對“T”、“L”、“一”等形式的疊合剪力墻進行研究，分析不同形式對結構性能帶來的差異性[3]。

4 應用現狀

目前來說，該結構在我國還處于初步引進階段，因而我國對該結構的使用相對較少。

在2009 年，東海花園五代德樣板房開始采用了這種疊合剪力墻技術，其建筑面積達到155.8m2。同年，該結構體系也開始應用在一些地下車庫中。2011 年，滁州凱斯特工業廠房作為第一個使用疊合剪力墻的工業廠房，其建筑面積達到462m2，是該結構在我國應用中的一個大突破。同年，西偉德公司也使用疊合技術建造了一棟5 層的疊合板式住宅樓作為推廣。

5 研究不足

由于引進時間較短，我國對于疊合結構體系的研究與應用依舊處于起步的階段，還有許多問題需要解決。

（1）該結構體系的理論研究需要深入。由于引進時間不長，我國對該結構體系的研究還有許多不完善的地方，如現澆與預制連接處節點在荷載作用下的力學特性等，缺乏系統的理論研究。因此，進一步加深其理論分析研究才能夠更好的推廣該結構在我國的應用。

（2）運送問題。由于該結構大多數的部件都是在工廠預制，進而運送到施工現場的，其中必須對運送的問題進行考慮，如運送過程中鋼筋與保溫板外露的問題如何解決。

6 結語

我國建筑產業發展的方向必然是綠色建筑產業，因而需要大力的推廣一些節能環保、高效低耗的綠色結構體系。新型疊合剪力墻結構體系就是這樣一種環保低耗、綠色節能的建筑結構體系，它依靠高程度的工業化，提升建筑效率，提高建筑質量，同時對環境影響不大，對進一步推動我國綠色建筑的發展，實現建筑工業化具有重要意義。