裝配式建筑剪力墻豎縫連接形式及其研究現(xiàn)狀

谷中甲 周振通

華北水利水電大學土木與交通學院（450003）

1999年國務(wù)院發(fā)布 《關(guān)于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅質(zhì)量的若干意見》，為裝配式建筑的發(fā)展墊定了基礎(chǔ)。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，2016年我國又陸續(xù)出臺了《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》和《大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》，為裝配式建筑的發(fā)展指明了方向，用10年時間，使裝配式建筑在全國新建建筑中的占比達到30%[1-2]。住建部頒布的《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》，要求裝配式建筑占新建筑的比例，2025年要達到一半以上。大力發(fā)展裝配式建筑，是新時代綠色發(fā)展的必然要求[3]。

在裝配式建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，其具有裝配率高、構(gòu)件質(zhì)量好和施工速度快等優(yōu)點。剪力墻結(jié)構(gòu)豎縫的連接可靠性對裝配式建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有很大的影響[4]。因此，研究裝配式剪力墻豎縫連接形式有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 常見的豎縫連接形式

剪力墻結(jié)構(gòu)連接縫分為水平縫和豎縫，連接上下墻體的是水平縫，連接左右墻體的是豎縫。縫的連接性能影響了整體結(jié)構(gòu)的可靠性。豎縫的連接形式和施工難度在一定程度上影響了裝配式建筑的發(fā)展[5]。豎向縫即為兩片相鄰的墻板拼接在一起而形成的拼接縫，其在預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)具有很好的變形能力同時能夠傳遞剪力。當剪力墻墻體受到外部荷載時可以相對的水平方向和豎直方向的變形，這樣能夠很好的起到耗能作用，對結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形產(chǎn)生較大影響。當相鄰的兩塊或者數(shù)塊墻板受到不同大小的豎向荷載時，豎向縫可以起到傳遞剪力[6]的作用，從受力較大的墻板傳到受力較小的墻板，使其彼此間受力均勻。豎向縫對剪力墻的抗剪承載力的影響主要取決于豎縫的形狀、接縫的長度和寬度、接縫的材料、接縫處的面積及剪切鍵的面積等因素。我國目前的設(shè)計理念是強調(diào)裝配式結(jié)構(gòu)基本等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，接縫連接基本是以剛性連接為主，實質(zhì)上實現(xiàn)的是裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)[7]。

1.1 一字形豎縫

一字形豎縫為兩個墻體之間的豎向拼接縫，其構(gòu)造方法為：在墻體兩側(cè)預(yù)留環(huán)狀U 形筋，通過矩形附加連接鋼筋綁扎豎向鋼筋（附加連接鋼筋起到箍筋的作用）；在附加連接鋼筋內(nèi)綁扎豎向鋼筋，然后支模、澆筑混凝土。U 形鋼筋需要錨固在墻體中，錨固長度≥0.6 倍的豎縫寬度，兩側(cè)墻體的U 形鋼筋在豎縫內(nèi)的邊緣距離≥20 mm，墻體豎縫的長度≥200 mm。U 形鋼筋之間的垂直距離為150～200 mm，并且要滿足設(shè)計要求。

一字形裂縫一般位于墻墻連接處，屬于后澆豎縫連接形式，豎縫構(gòu)造簡單、強度穩(wěn)定，在內(nèi)墻墻體交接處最為常見。

1.2 L 形豎縫

L 形豎縫是兩個墻體垂直相交處的接縫，其構(gòu)造方法為：在墻體兩側(cè)預(yù)留U 形筋，通過矩形附加連接鋼筋綁扎并固定豎向鋼筋； 矩形附加連接鋼筋的大小應(yīng)根據(jù)墻體U 形筋在豎縫內(nèi)的構(gòu)造做相應(yīng)的調(diào)整，以保證豎向鋼筋均在附加連接鋼筋內(nèi)。墻體U形筋錨固長度≥0.6 倍的豎縫寬度，每一側(cè)墻體的豎縫長度≥400 mm，附加連接鋼筋與預(yù)制墻體之間的距離≥10 mm，墻體U 形鋼筋之間的垂直距離為150～200 mm。

L 形豎縫常用在墻體拐角處，屬于后澆豎縫連接形式，其結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足現(xiàn)場結(jié)構(gòu)，并根據(jù)現(xiàn)場墻體豎縫結(jié)構(gòu)的不同做出相應(yīng)的改變[8]。

1.3 T 形豎縫

T 形豎縫是三面墻體垂直相交形成的豎縫，其構(gòu)造方法為：在三面墻體上均預(yù)留U 形鋼筋，其中豎向墻體伸出的U 形鋼筋要與水平墻體齊平；通過矩形附加連接鋼筋固定并綁扎豎向鋼筋，豎向鋼筋全部綁扎在矩形連接鋼筋內(nèi)；水平墻體的U 形鋼筋錨固長度≥0.6 倍的水平豎縫寬度，豎向墻體預(yù)留的U形鋼筋錨固長度≥0.6 倍的豎向豎縫寬度，豎向墻體預(yù)留的U 形鋼筋應(yīng)與水平墻體的U 形鋼筋齊平，通過矩形附加連接鋼筋連接；附加連接鋼筋和預(yù)制墻體之間的距離≥10 mm，豎向墻體的縫長度≥400 mm；然后在豎縫處支設(shè)模板，進行混凝土澆筑施工。

T 形豎縫常用在水平墻體與豎向墻體的交接處，以內(nèi)墻與外墻的交接處居多。T 形豎縫的模板支設(shè)較為復(fù)雜，屬于后澆豎縫形式。在實際施工過程中，豎縫形式應(yīng)根據(jù)實體結(jié)構(gòu)形式做出相應(yīng)的改變，以滿足實際施工要求[9-12]。

1.4 十字形豎縫

十字形豎縫是四面墻體交叉形成的豎縫，其構(gòu)造方法為：在四面的墻體上均預(yù)留U 形鋼筋，其中垂直墻體預(yù)留的鋼筋貫穿，兩面墻體的U 形鋼筋上下交叉并且采用不同的錯位；水平U 形鋼筋預(yù)留至豎向鋼筋處；通過貫通的矩形附加連接鋼筋綁扎并固定豎向鋼筋；水平預(yù)留鋼筋錨固長度≥0.8 倍的豎縫寬度，預(yù)留鋼筋和預(yù)制構(gòu)件之間的距離≥10 mm；U 形鋼筋之間的垂直距離應(yīng)在150～200 mm； 在豎向鋼筋綁扎完成之后，支設(shè)模板、澆筑混凝土。矩形附加連接鋼筋起到箍筋作用，用來綁扎水平四面墻體的豎向鋼筋。

十字形豎縫構(gòu)造復(fù)雜，模板支設(shè)難度較其他豎縫形式大，通常都用在內(nèi)墻和外墻的交接處。十字形豎縫的施工難度較大，一般在施工現(xiàn)場都采用其他豎縫形式加以替代。

2 新型豎縫連接形式

新型豎縫以一字形豎縫為模板，由兩側(cè)墻體拼接而成。其構(gòu)造方法為：在墻體豎縫處伸出50 mm厚的懸挑板，預(yù)留U 形鋼筋的一端錨固在墻體中，另一端錨固在懸挑板中并伸出50 mm，鋼筋的保護層為20 mm；另一側(cè)墻體對稱布置，兩側(cè)的U 形鋼筋交叉重疊，上下位置交錯拼接；最后封閉模板澆筑混凝土。U 形鋼筋起到了附加連接鋼筋的作用，用來綁扎豎縫區(qū)的豎向鋼筋；懸挑板起到了部分模板的作用。豎縫區(qū)澆筑高標號的混凝土，使豎縫連接更加可靠和穩(wěn)定。

此新型豎縫的優(yōu)點在于：用預(yù)留的U 形鋼筋替代附加連接鋼筋，用懸挑板替代模板，在滿足抗震設(shè)防要求的前提下，簡化了施工工藝；后澆帶的混凝土澆筑量小，提高了施工效率[13-15]。

3 總結(jié)

1）裝配式建筑剪力墻豎縫的連接形式在一定程度上決定了整體結(jié)構(gòu)的可靠度。目前，剪力墻豎縫連接大多采用回型鋼筋交叉嵌入、后澆混凝土的連接方式，新型剪力墻豎縫連接形式的提出為今后的研究提供了新的思路。

2）裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件運輸和吊裝的難度較大，結(jié)構(gòu)節(jié)點處施工工藝復(fù)雜、質(zhì)檢難度大，這些都變相增加了裝配式建筑的成本。通過優(yōu)化豎縫設(shè)計，可以提高施工效率、降低施工成本，從而促進裝配式建筑的發(fā)展。