我國(guó)預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的歷史與現(xiàn)狀概述

汪 震 李檢保

(同濟(jì)大學(xué)結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)研究所，上海200092)

1 引言

預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)體系在中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)在有著比現(xiàn)澆混凝土更為明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在預(yù)制結(jié)構(gòu)體系中的施工質(zhì)量可控，施工性能得到提升，對(duì)環(huán)境的影響和資源的消耗控制以及適應(yīng)了今后中國(guó)社會(huì)人口結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。從國(guó)家的宏觀層面分析，預(yù)制結(jié)構(gòu)的主流化主要是因?yàn)楝F(xiàn)在的我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)從資源過(guò)度消耗轉(zhuǎn)換成為了現(xiàn)在的可持續(xù)發(fā)展模式。就目前的發(fā)展趨勢(shì)而言，我國(guó)的建筑工業(yè)化進(jìn)程已經(jīng)從之前的以追求數(shù)量和提高勞動(dòng)效率為重點(diǎn)的第一階段進(jìn)入了目前從追求數(shù)量轉(zhuǎn)向追求建筑品質(zhì)的第二階段，即“第二代建筑工業(yè)化”階段;而更符合可持續(xù)發(fā)展理念的第三階段的建筑工業(yè)化特征不僅僅是生產(chǎn)方式上的組織專業(yè)化、構(gòu)件生產(chǎn)社會(huì)化和供應(yīng)商品化，更是把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)能、降低能耗、降低環(huán)境的壓力和資源循環(huán)利用的發(fā)展，即“第三代建筑工業(yè)化”。預(yù)制結(jié)構(gòu)體系充分地符合了建筑發(fā)展第三階段的要求。

2 目前我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)建筑的困境

我國(guó)現(xiàn)在的建筑行業(yè)的發(fā)展，特別是混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展受制于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的影響，使得今后尤其是我國(guó)社會(huì)步入老齡化社會(huì)以后面臨著不小的考驗(yàn)。

2．1 建筑行業(yè)勞動(dòng)力素質(zhì)的影響

傳統(tǒng)的建筑行業(yè)屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)，我國(guó)早期建筑行業(yè)享受人口紅利，但是大量勞動(dòng)力專業(yè)技能缺乏使得生產(chǎn)效率低下。舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)建筑行業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率從1997年的6．8萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2002年的7．5萬(wàn)美元，同期中國(guó)的建筑行業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率只有1．39萬(wàn)人民幣和1．76萬(wàn)美元。而按人均竣工面積，2008年發(fā)達(dá)國(guó)家可以達(dá)到183 m2/人，同期對(duì)比中國(guó)只有48 m2/人，中國(guó)的這個(gè)數(shù)據(jù)只有美國(guó)和日本的1/4不到。與現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)施工不同，混凝土結(jié)構(gòu)工廠預(yù)制化生產(chǎn)后在現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方式能夠極大的改善目前的現(xiàn)狀［1］。

2．2 我國(guó)社會(huì)人口結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的影響

20世紀(jì)90年代大量農(nóng)村剩余勞動(dòng)力涌入市場(chǎng)，給予了早期建筑行業(yè)人力成本優(yōu)勢(shì)。而隨著老齡化社會(huì)的出現(xiàn)，建筑工人越來(lái)越少。而目前需要完成的工程量并沒有相應(yīng)地降低，這使得人力成本越來(lái)越高的同時(shí)管理也越來(lái)越吃力。而專業(yè)化的工業(yè)生產(chǎn)可以最大程度地緩解中國(guó)步入老齡化社會(huì)后帶來(lái)的勞動(dòng)力不足的影響。

2．3 資源消耗嚴(yán)重的影響

中國(guó)的傳統(tǒng)建筑行業(yè)因?yàn)閺臉I(yè)人員的流動(dòng)性和業(yè)余性使得建筑行業(yè)從來(lái)都是資源和能源消耗的大戶。尤其是水資源的過(guò)量消耗和在現(xiàn)在的耕地面積大幅度減少情況下中國(guó)土地資源不足的情況尤為突出。預(yù)制化混凝土結(jié)構(gòu)雖然不能徹底解決這些問(wèn)題，但是在資源和能源節(jié)約上預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)體系已顯示出優(yōu)勢(shì)。

2．4 建筑環(huán)境污染的影響

經(jīng)過(guò)推算，我國(guó)每1萬(wàn)平方米的建筑工程中產(chǎn)生500～600噸垃圾，每年共計(jì)約有4 000萬(wàn)噸建筑垃圾，嚴(yán)重威脅著人們的身體健康。同時(shí)，在傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土等施工現(xiàn)場(chǎng)，揚(yáng)塵等問(wèn)題也十分突出而且十分難以治理。相反，在工廠進(jìn)行構(gòu)件制作然后在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接可以有效地控制建筑生產(chǎn)對(duì)于環(huán)境的影響。

2．5 建筑質(zhì)量的影響

據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑設(shè)計(jì)使用年限只在2000年以后我國(guó)建筑設(shè)計(jì)提出了設(shè)計(jì)使用年限的概念以后才得以重視。相比于發(fā)達(dá)國(guó)家大量的超過(guò)百年的存量房，我國(guó)的“短命”住宅屢見不鮮。只有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，先進(jìn)的生產(chǎn)方式與專業(yè)人員進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件拼裝的配合，我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)才能夠保證預(yù)期的質(zhì)量要求。

3 預(yù)制混凝土技術(shù)在國(guó)外的發(fā)展

上文中提到的我國(guó)傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)體系的困境表明，目前我國(guó)建筑行業(yè)已經(jīng)到達(dá)了要改變的時(shí)候。而預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的諸多優(yōu)點(diǎn):施工速度快、建造質(zhì)量高、項(xiàng)目成本較低以及適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)等，使得預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在1989年的國(guó)際建筑研究與文獻(xiàn)委員會(huì)第11屆大會(huì)上被列為當(dāng)前世界建筑技術(shù)的八大發(fā)展趨勢(shì)之一，被認(rèn)為是各國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展的一個(gè)共同趨勢(shì)［2］。

發(fā)達(dá)國(guó)家的預(yù)制化進(jìn)程大概從二戰(zhàn)之后便開始了迅猛的發(fā)展。預(yù)制結(jié)構(gòu)在低地震的歐洲區(qū)域的應(yīng)用十分廣泛，在工程技術(shù)上積累了大量經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)、材料和施工工藝的完美結(jié)合。

美國(guó)和加拿大等從20世紀(jì)20年代才開始進(jìn)行預(yù)制混凝土探索，直到20世紀(jì)六七十年代預(yù)制混凝土技術(shù)才得到大面積應(yīng)用。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在例如停車庫(kù)，單層工業(yè)廠房等建筑中都得到大量的應(yīng)用。在工程實(shí)踐中，由于大量使用大型預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土構(gòu)件技術(shù)，使預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)更充分地發(fā)揮了其優(yōu)越性，體現(xiàn)了施工速度快、工程質(zhì)量好、工作效率高、經(jīng)濟(jì)耐久等優(yōu)勢(shì)。

日本和我國(guó)國(guó)情有些類似，屬于地震頻繁的國(guó)家，因此預(yù)制混凝土也要經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)抗震性能的檢驗(yàn)。日本在國(guó)內(nèi)政府的大力支持下，經(jīng)過(guò)自己國(guó)內(nèi)的研究和與美國(guó)的合作，已經(jīng)研發(fā)出了比較完善的結(jié)構(gòu)技術(shù)體系，其中的 W-PC、WR-PC、RPC、SR-PC結(jié)構(gòu)技術(shù)體系是目前應(yīng)用最廣泛。日本的預(yù)制結(jié)構(gòu)技術(shù)理論和經(jīng)驗(yàn)是值得我們學(xué)習(xí)的［3］。

4 我國(guó)早期預(yù)制大板結(jié)構(gòu)的發(fā)展

4．1 我國(guó)預(yù)制大板結(jié)構(gòu)早期應(yīng)用

我國(guó)的建筑工業(yè)化進(jìn)程始于上世紀(jì)50年代，工業(yè)建筑和民用建筑同時(shí)發(fā)展。其間發(fā)布的一整套以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為技術(shù)引導(dǎo)的全裝配單層工業(yè)廠房圖集沿用至今。而早期的民用建筑體系則來(lái)自1959年引入的蘇聯(lián)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在20世紀(jì)70年代和80年代間迅速發(fā)展，出現(xiàn)了裝配式建筑的第二次發(fā)展高峰。第二次發(fā)展的高峰是以全裝配的大板裝配體系為代表，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)開始配套。當(dāng)時(shí)主要的結(jié)構(gòu)類型包括高層的鋼筋混凝土大板建筑，少筋的大板混凝土建筑等主要的類型。

大板結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，在北京地區(qū)尤為突出。當(dāng)時(shí)在北京的建設(shè)平臺(tái)上，從20世紀(jì)50年代末開始的鋼筋混凝土薄腹大板住宅和振動(dòng)磚板住宅發(fā)展到后來(lái)的粉煤灰礦渣大板住宅和20世紀(jì)70年代的加氣混凝土大板住宅，據(jù)統(tǒng)計(jì)截至1985年底共建成了200多萬(wàn)平方米的多高層住宅以及單層住宅。在成片建設(shè)的居住小區(qū)中，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)大概有1 000多萬(wàn)平方米。僅北京市年設(shè)計(jì)任務(wù)量達(dá)到30萬(wàn)～50萬(wàn)平方米，占北京市住宅總?cè)蝿?wù)量的8% ～10%，最高的建筑層數(shù)達(dá)到18層。東北地區(qū)因?yàn)闅夂蛟驈V泛地應(yīng)用裝配大板結(jié)構(gòu)，在20世紀(jì)70年代這10年左右沈陽(yáng)市已經(jīng)建成裝配大板住宅20多萬(wàn)平方米，黑龍江大慶地區(qū)、齊齊哈爾和哈爾濱三地在1979年一年內(nèi)建成住宅約10萬(wàn)平方米［4］。在當(dāng)時(shí)的南方使用了很多的預(yù)制空心大板構(gòu)件等。以上都表明了裝配大板結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用。

4．2 我國(guó)預(yù)制大板結(jié)構(gòu)早期的研究

4．2．1 我國(guó)預(yù)制大板結(jié)構(gòu)早期的技術(shù)研究

早期的科研工作者做出了大量研究，主要是圍繞設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化，外墻板的防水，維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱功能，大板結(jié)構(gòu)接縫處的受力性能等方面。并且在當(dāng)時(shí)比較艱苦的條件下，相關(guān)的學(xué)者和研究生產(chǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一些整體裝配大板結(jié)構(gòu)在地震作用下的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的研究。

對(duì)于裝配大板結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)的首要研究工作應(yīng)該是對(duì)其力學(xué)性能的研究。特別因?yàn)閰^(qū)別于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的裝配結(jié)構(gòu)連接處應(yīng)變跳躍和連接應(yīng)力不明確的問(wèn)題，一直以來(lái)是研究裝配大板結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)。

我國(guó)20世紀(jì)90年代以及之前，各地裝配式大板結(jié)構(gòu)的接縫處有規(guī)定的豎向接縫和水平接縫的構(gòu)造方式。豎向接縫，一般按照房間的開間和進(jìn)深設(shè)置，除采用現(xiàn)澆混凝土的銷鍵外，還要將承重橫墻板插入縱墻內(nèi)20 mm，否則要在地震區(qū)考慮設(shè)置板側(cè)連接鋼筋。北京、廣東、湖南等地已經(jīng)建成的住宅中，墻板的連接構(gòu)造中均在板上部伸出鋼筋焊接，下部伸出鋼筋綁扎，然后澆灌混凝土連成整體。四川則取消下部鋼筋選擇預(yù)留缺口現(xiàn)澆混凝土。至于水平接縫構(gòu)造，墻板與樓板(包括屋面板)之間的水平接縫除了要有水泥砂漿座漿外，各墻板的水平接縫內(nèi)應(yīng)該有抗剪剛性節(jié)點(diǎn)。其做法可以利用上下墻板、樓板的吊鉤或者預(yù)埋鋼筋相互焊接并且澆灌混凝土。樓板和樓板之間則可以利用樓板的四角的連接鋼筋或吊環(huán)焊接，并且與豎向插筋錨拉。同時(shí)，樓板的四邊預(yù)留缺口以及連接鋼筋與墻板的預(yù)留鋼筋互相焊接，使之沿著樓板四周形成封閉的圈梁［5］。

對(duì)于這種構(gòu)造下的裝配大板結(jié)構(gòu)，曾經(jīng)也進(jìn)行過(guò)一些振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，尹之潛等的高層裝配式大板結(jié)構(gòu)地震模擬試驗(yàn)從振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的角度說(shuō)明了結(jié)構(gòu)的破壞發(fā)生在接縫的連接處，而且剪力起了主要作用。但是在這種并沒有完善的結(jié)構(gòu)構(gòu)造中，在8度地震時(shí)候的破壞情況是當(dāng)時(shí)現(xiàn)行規(guī)范允許的，說(shuō)明了裝配式大板結(jié)構(gòu)的可行性［6］。那向謙等清華大學(xué)的研究人員從14層裝配大板結(jié)構(gòu)模型的地震模擬結(jié)果說(shuō)明了裝配大板結(jié)構(gòu)在抗震時(shí)候的可行性:即持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的地震作用下，裝配式大板結(jié)構(gòu)在底部開裂的水平裂縫上形成一個(gè)整體質(zhì)量塊沿水平縫搖擺形成新的抗震耗能機(jī)制［7］。

在經(jīng)過(guò)一系列的研究以后，我國(guó)研究機(jī)構(gòu)在原《裝配式大板居住建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工暫行規(guī)定》(J78－1)的基礎(chǔ)上修編而成了《裝配式大板居住建筑設(shè)計(jì)施工規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)?！兑?guī)程》基本上對(duì)裝配式大板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了系統(tǒng)的說(shuō)明。其中對(duì)比于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的規(guī)范，受限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)水平與相應(yīng)的工程技術(shù)水平，《規(guī)程》強(qiáng)調(diào)了裝配式大板結(jié)構(gòu)的混凝土抗剪強(qiáng)度，少筋結(jié)構(gòu)的確立與取值，墻板豎向接縫的剛度折減與水平接縫處的節(jié)點(diǎn)承載力的安全系數(shù)取值，并且對(duì)裝配大板結(jié)構(gòu)的最高層數(shù)限定以及大板結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌問(wèn)題的進(jìn)行了說(shuō)明［8］。

4．2．2 我國(guó)預(yù)制大板結(jié)構(gòu)早期的問(wèn)題

唐山和豐南的強(qiáng)烈地震讓裝配式大板結(jié)構(gòu)受到了第一次實(shí)際的考驗(yàn)。在此次地震中，大板結(jié)構(gòu)僅僅受到了6度到7度地震烈度的考驗(yàn)，在調(diào)查結(jié)果中，7度地震情況下現(xiàn)有裝配大板結(jié)構(gòu)受到的損傷一般是比較小的，基本在接縫處有裂縫展開但是同期同地區(qū)的磚混結(jié)構(gòu)損失慘重。裝配式大板結(jié)構(gòu)的各種裝配拼縫的性能是影響這類結(jié)構(gòu)整體性和總體強(qiáng)度的主要因素，除開干縮影響導(dǎo)致出現(xiàn)的裂縫外，另外一個(gè)重要原因在于當(dāng)前的墻板和墻板、墻板和樓板之間連接構(gòu)造做法使得接縫的強(qiáng)度要比墻體本身弱，地震時(shí)候會(huì)首先形成裂縫。而結(jié)構(gòu)方案的設(shè)置不當(dāng)以及平面布置也對(duì)房屋的損傷有重要影響。通過(guò)調(diào)查以及總結(jié)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的裝配大板結(jié)構(gòu)即使墻體材料稍差，強(qiáng)度較低，在7度地震下也不致倒塌，并且在當(dāng)時(shí)展望了精心設(shè)計(jì)裝配的大板結(jié)構(gòu)能夠較好的抗震，而關(guān)鍵的問(wèn)題在于如何提高接頭以及接縫的性能從而能夠使裝配大板結(jié)構(gòu)整體性能更優(yōu)秀［9］。

除開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外，制約裝配式大板結(jié)構(gòu)發(fā)展的還有接縫處的防水問(wèn)題以及隔熱防火問(wèn)題等等。但是，中國(guó)裝配式建筑，包括了裝配式大板結(jié)構(gòu)在1990年到2000年前后基本處于停滯狀態(tài)，幾乎在全中國(guó)可以說(shuō)是預(yù)制結(jié)構(gòu)數(shù)量為零的狀態(tài)。之所以出現(xiàn)這樣的情況，原因在于當(dāng)時(shí)裝配式大板結(jié)構(gòu)，甚至于所有的裝配式建筑結(jié)構(gòu)考慮到當(dāng)時(shí)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)力量和技術(shù)條件，最終成型的住宅結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是不滿足要求的或者支出成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的成本。出現(xiàn)問(wèn)題的原因在于受制于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件約束機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸以及吊裝能力不足，限制了大板結(jié)構(gòu)的高度、建筑形式和工藝等。而且，當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平以及研究能力還不足以滿足裝配大板結(jié)構(gòu)接頭等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的要求。同時(shí)預(yù)制大板結(jié)構(gòu)在接縫處的滲水問(wèn)題也十分突出，使得人們的居住環(huán)境受到了極大的影響。還有更重要的一點(diǎn)，雖然預(yù)制大板結(jié)構(gòu)在唐山、豐南等地的地震中表現(xiàn)不錯(cuò)，但是因?yàn)楫?dāng)時(shí)中國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)預(yù)制化主要體現(xiàn)在了磚混結(jié)構(gòu)和預(yù)制多孔樓板的組合中，而抗震性能不佳，磚混結(jié)構(gòu)和施工質(zhì)量控制不嚴(yán)的多孔預(yù)制樓板使得在唐山、豐南地震中損毀嚴(yán)重。因?yàn)檫@些預(yù)制結(jié)構(gòu)損失慘重的印象牢牢地印在了人們腦中，加深了人們對(duì)于預(yù)制構(gòu)件不好的印象。尤其在改革開放以后，大量的剩余勞動(dòng)力涌入了建筑行業(yè)，使得起步階段規(guī)模較小，成本較大的預(yù)制產(chǎn)業(yè)在不高的經(jīng)濟(jì)效益和更新緩慢的技術(shù)這兩個(gè)方面上敗給了因?yàn)閯趧?dòng)力眾多而使手工勞動(dòng)成本低廉的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)模式［10］。

5 我國(guó)現(xiàn)階段預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展

5．1 現(xiàn)階段預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)主要研究的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，超高層裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系，例如常用的框筒結(jié)構(gòu)體系及新的結(jié)構(gòu)體系的水平構(gòu)件與豎向構(gòu)件尚未納入現(xiàn)在預(yù)備的規(guī)程。大板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)即混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，按照國(guó)外現(xiàn)行的技術(shù)要求，在日本和美國(guó)均可以完成預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的建設(shè)。而在我們國(guó)家大規(guī)范的框架下，出于我國(guó)建造的大量高層住宅考慮，剪力墻結(jié)構(gòu)是很重要的一種結(jié)構(gòu)體系，也是目前預(yù)制結(jié)構(gòu)的研究重點(diǎn)。

現(xiàn)階段的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)同我國(guó)20世紀(jì)的預(yù)制大板結(jié)構(gòu)體系在技術(shù)上的進(jìn)步主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:其一是設(shè)計(jì)理論的逐步完善;其二是滿足并且支撐新的設(shè)計(jì)理念的技術(shù)條件的實(shí)現(xiàn)與完善。

關(guān)于設(shè)計(jì)理論的進(jìn)步，主要是完善了體系。其關(guān)鍵點(diǎn)在于將預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)能夠做到整體性能等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的性能。目前的設(shè)計(jì)步驟除原有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟，還有各拼接處節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

如此可知，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)能否做到等同現(xiàn)澆是關(guān)鍵之處。從JGJ 1—1991《裝配式大板居住建筑設(shè)計(jì)和施工規(guī)程》［11］來(lái)看，早期預(yù)制裝配大板結(jié)構(gòu)，認(rèn)為其整體性因?yàn)樗浇涌p和豎向接縫的存在，其剛度有較大損失，體現(xiàn)出來(lái)的就是在對(duì)接縫處的受力計(jì)算時(shí)進(jìn)行了較為明顯的強(qiáng)度折減。而現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)理念與以前不同的地方在于，在借鑒了國(guó)外的預(yù)制剪力墻技術(shù)與工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，我國(guó)預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)要求接合部即接縫處滿足包括強(qiáng)度、剛度、回復(fù)力特性、耐火性的要求，要求能夠做到等同現(xiàn)澆的性能，即經(jīng)過(guò)力學(xué)分析連接處的受力可以不進(jìn)行折減而直接來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)［12］。

現(xiàn)階段預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)在更加注重裝配式結(jié)構(gòu)的整體性，結(jié)構(gòu)形式多樣化，較早期我國(guó)預(yù)制裝配大板結(jié)構(gòu)形式單一有了新的發(fā)展。

建筑用材料與相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備的發(fā)展更新也推動(dòng)了預(yù)制結(jié)構(gòu)的發(fā)展?，F(xiàn)在保溫隔熱方面有新型而高效的夾心墻板保溫材料。因外墻板之間采用新型密封材料，改進(jìn)防水構(gòu)造，同時(shí)在接縫處使用了無(wú)收縮的高強(qiáng)度水泥基砂漿，使得目前的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)避免漏水滲水，較之以前的封漿有了極大的改善。早期的吊裝施工受限于機(jī)械設(shè)備的承載能力限制，預(yù)制大板結(jié)構(gòu)的拆分單元尺寸有非常嚴(yán)格的控制。而現(xiàn)代的運(yùn)輸和吊裝機(jī)日漸多樣化地同時(shí)保證了預(yù)制結(jié)構(gòu)的制備流程，提升了預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的擴(kuò)展能力。

總結(jié)新時(shí)期的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)就是使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有跟現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)完全等同的整體性、穩(wěn)定性和延性。跟現(xiàn)澆等同的設(shè)計(jì)理念，在許多強(qiáng)地震的國(guó)家都得到了設(shè)計(jì)實(shí)踐。日本曾經(jīng)在阪神大地震中做過(guò)相關(guān)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看出，遵守等同現(xiàn)澆的設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)建造的房屋可以經(jīng)歷大地震的考驗(yàn)，有其實(shí)用性［13］。

5．2 現(xiàn)階段預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)比我國(guó)早期的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系，新時(shí)期的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念要求做到同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的性能。支撐這個(gè)理念的主要有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù):第一個(gè)最關(guān)鍵的技術(shù)是對(duì)預(yù)制剪力墻接縫處的研究從而保證接縫強(qiáng)度的技術(shù)手段;第二個(gè)就是不強(qiáng)求全預(yù)制結(jié)構(gòu)拼裝而轉(zhuǎn)為預(yù)制結(jié)構(gòu)與適量現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式。借鑒日本較為成熟的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，接縫處，特別是水平接縫處的連接構(gòu)造應(yīng)該采用混凝土濕作業(yè)的方式。濕作業(yè)方法要求在現(xiàn)場(chǎng)填充混凝土或者砂漿，同時(shí)為了增強(qiáng)其水平的抗剪能力應(yīng)該設(shè)置抗剪鍵等。剪力墻水平接縫處要求用砂漿將剪力墻和樓板或者剪力墻之間覆蓋，同時(shí)使用能夠確保鋼筋接頭性能的方式進(jìn)行連接。如果水平接縫處受力情況有足夠的考慮并且通過(guò)計(jì)算可以使用干接(鋼筋或者內(nèi)埋鋼板焊接)的方式［14］。

對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的連接方式，近年來(lái)國(guó)外學(xué)者、國(guó)內(nèi)工作人員對(duì)不同的預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)拼接部位進(jìn)行了大量的研究。國(guó)內(nèi)的研究人員對(duì)國(guó)內(nèi)外近年的研究情況進(jìn)行了一些歸納與總結(jié)。王敦的《預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究進(jìn)展》［2］以及李愛群等《預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究II》［15］總結(jié)了國(guó)外和國(guó)內(nèi)已進(jìn)行過(guò)相應(yīng)研究的剪力墻結(jié)構(gòu)，例如普通預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)和預(yù)制疊合墻結(jié)構(gòu)等，提出了對(duì)于預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能相關(guān)的建議;李愛群等《預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究進(jìn)展I:接縫性能研究》［16］在結(jié)構(gòu)體系大構(gòu)架下進(jìn)一步總結(jié)了預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)接縫性能的研究進(jìn)展，表明了水平接縫處豎向鋼筋的有效連接能夠極大地提高水平接縫的受力性能進(jìn)行提高墻體的整體性能;而墻身與墻身之間的豎向接縫主要影響結(jié)構(gòu)變形與耗能，從受力特點(diǎn)來(lái)看比較符合剪力墻中連梁的作用。日本和美國(guó)的一些預(yù)制剪力墻規(guī)程和規(guī)范對(duì)預(yù)制剪力墻的設(shè)計(jì)方法、構(gòu)造形式等都提出了較為明確的要求，值得現(xiàn)在的國(guó)內(nèi)從業(yè)人員深入地研究與學(xué)習(xí)。從近年來(lái)對(duì)預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的研究總結(jié)表明在預(yù)制剪力墻接縫的影響中，水平接縫傳遞豎向荷載、承受水平剪力，而豎向接縫主要傳遞墻身之間的剪力。豎向接縫處可以通過(guò)現(xiàn)澆混凝土邊緣構(gòu)件或者采用內(nèi)埋鋼板等連接構(gòu)造。而影響水平接縫受力性能同時(shí)要求保證預(yù)制剪力墻墻體的整體性能的豎向受力鋼筋的接頭連接問(wèn)題則影響預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。之前的接頭通過(guò)機(jī)械連接(彎折等)或者焊接或者預(yù)留孔洞插入連接，其性能不能與鋼筋整體連接媲美。

現(xiàn)階段預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)中的鋼筋連接技術(shù)主要有三類:套筒連接、漿錨連接與機(jī)械連接［17］。其中最關(guān)鍵的就是套筒連接技術(shù)的出現(xiàn)，因?yàn)樘淄策B接可以使得鋼筋接頭達(dá)到I級(jí)鋼筋接頭標(biāo)準(zhǔn)［18］，滿足了連續(xù)鋼筋的要求同時(shí)符合預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)施工方便性的要求。套筒灌漿連接技術(shù)源于美國(guó)工程師Yee，成熟于日本。這類套筒連接鋼筋也在日本和美國(guó)得到了大量的實(shí)踐，包括套筒應(yīng)力－應(yīng)變曲線、循環(huán)張拉疲勞試驗(yàn)等。套筒連接技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)了地震考驗(yàn)，美日兩國(guó)學(xué)界都認(rèn)為它可以在高層建筑中安全使用。目前我國(guó)也對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行了部分的工程應(yīng)用。

其次，預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不再?gòu)?qiáng)制要求全預(yù)制結(jié)構(gòu)的裝配，轉(zhuǎn)向了預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的方向。因?yàn)榭紤]了預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性能要求，并且從上世紀(jì)的早期的預(yù)制大板結(jié)構(gòu)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在充分利用預(yù)制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在適當(dāng)?shù)牟课贿M(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)增加現(xiàn)澆混凝土，這樣使整個(gè)裝配式混凝土具有很好的延性。在日本的W-PC結(jié)構(gòu)體系中，在墻－墻、墻－板等節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中，雖然日本的剪力墻結(jié)構(gòu)不能蓋得太高，但是也廣泛地使用了與預(yù)制剪力墻和現(xiàn)澆混凝土結(jié)合使用的節(jié)點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)早期的發(fā)展同現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)體系的對(duì)比表明了現(xiàn)階段的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論與相應(yīng)的技術(shù)條件等在基于20世紀(jì)的預(yù)制大板結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。雖然相較于我國(guó)20世紀(jì)的預(yù)制大板結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)階段的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系有了長(zhǎng)足的飛躍，但是還有很多工作要做:①預(yù)制剪力墻的體系要得到完善。既要有適用于超高層的公共建筑結(jié)構(gòu)體系也要有符合中小城市的多高層建筑結(jié)構(gòu)體系。②連接方式還要補(bǔ)充研究，現(xiàn)有套筒灌漿連接技術(shù)還需要做深化研究與改革，連接技術(shù)的多樣化同樣也要研究。③雙向疊合板的研究。④外掛墻板的研究。⑤標(biāo)準(zhǔn)體系的完善。⑥預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)?；詼p少工程造價(jià)提高可用性。⑦在預(yù)制同現(xiàn)澆結(jié)合的基礎(chǔ)上，嘗試能夠設(shè)計(jì)全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)以便能夠真正的達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)化生產(chǎn)?；跇?biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、通用化、可置換性的發(fā)展，對(duì)比于20世紀(jì)的預(yù)制大板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)階段預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)不僅在建筑美觀上更符合人們的需求，而且在建筑實(shí)現(xiàn)和成本造價(jià)上更符合現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系也將成為今后我國(guó)建筑體系中不可或缺的一環(huán)。

［1］ 紀(jì)穎波．我國(guó)住宅新型建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式研究［J］．住宅產(chǎn)業(yè)，2011，(6):7-12．Ji Yingbo．Study on new type of Chineses housing industrialization［J］．Housing Industry，2011，(6):7-12．(in Chinese)

［2］ 王敦，呂西林．預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究進(jìn)展［J］．結(jié)構(gòu)工程師，2010，26(6):128-135．Wang Dun，Lu Xilin．Progress of study on seismic performance of precast concrete shear wall systems．Structural Engineers，2010，26(6):128-135．(in Chinese)

［3］ 李峰．日本預(yù)制住宅結(jié)構(gòu)技術(shù)體系概述［J］．中外建筑，2012，(8):108-110．Li Feng．Summary of Japanese precast residential structure techology systems［J］．Chinese and Overseas Architecture，2012，(8):108-110．(in Chinese)

［4］ 高競(jìng)，陳黎丹．東北地區(qū)裝配式大板住宅建筑［J］．低溫建筑技術(shù)，1981，(1):9-12．Gao Jing，Chen Lidan．Precast wall panel housing structure in Northeast China［J］．Construction Technology Under Low Temperature，1981，(1):9-12．(in Chinese)

［5］ 曹成磊．預(yù)制裝配式大板結(jié)構(gòu)建筑概況［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1979，(6):42-48．Cao Chenglei．Overview of precast wall panel structure［J］．Railway Standard Design，1979，(6):42-48．(in Chinese)

［6］ 尹之潛，朱玉蓮，楊淑文，等．高層裝配式大板結(jié)構(gòu)模擬地震試驗(yàn)［J］．土木工程學(xué)報(bào)，1996，29(3):57-64．Yin Zhiqian，Zhu Yulian，Yang Shuwen，et al．Simulation test on precast tall building［J］．Journal of Civil Engineering，1996，29(3):57-64．(in Chinese)

［7］ 那向謙，張良鐸，王連啟．高層裝配式大板結(jié)構(gòu)模型的地震反應(yīng)研究［J］．建筑技術(shù)，1987，(7):23-26．Na Xiangqian，Zhang Liangduo，Wang Lianqi．Seismic study of precast tall building model［J］．Architecture Technology，1987，(7):23-26．(in Chinese)

［8］ 萬(wàn)墨林．關(guān)于《裝配式大板居住建筑設(shè)計(jì)施工規(guī)程》中若干問(wèn)題的說(shuō)明［J］．建筑科學(xué)，1990，(4):57-60．Wan Molin．Specification about“technical specification for precasst concrete structures”［J］．Builaing Science，1990，(4):57-60．(in Chinese)

［9］ 《裝配式大型墻板居住建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工暫行規(guī)程》編制組．京津地區(qū)裝配式大型墻板建筑抗震調(diào)查［J］．建筑科學(xué)，1977(1):12-17．“Precast Wall Panel Structure Design and Construction Specification”Work Group．Seismic investigation of precast wall panel structure in Beijing＆Tianjin district．［J］．Building Science，1977，(1):12 － 17．(in Chinese)

［10］ 李本悅，徐成，樊啟廣．建筑工業(yè)化的發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策［J］．山西建筑，2014，40(08):27-28．Li Benyue，Xu Cheng，F(xiàn)an Qiguang．The development status and countermeasures of building industrialization［J］．Shanxi Archetecutre，2014，40(08):27-28．

［11］ 中華人民共和國(guó)建設(shè)部．JGJ 1—91裝配式大板居住建筑設(shè)計(jì)和施工規(guī)程［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1991．Ministry of Construction of the People’s Republic of China．JGJ 1—91 Technical specification for prescast concrete structures［S］．Beijing:China Architecture and Building Press，1991．(in Chinese)

［12］ 李峰，胡偉．日本預(yù)制住宅結(jié)構(gòu)接合部全部設(shè)計(jì)概述［J］．中外建筑，2012，12:110-111．Li Feng，Hu Wei．Summary of Japanese precast residential structure joint design［J］．Chinese and Overseas Architecture，2012，12:110-111．

［13］ 李曉明．裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)［C］．第十四屆中國(guó)國(guó)際住宅產(chǎn)業(yè)暨建筑工業(yè)化產(chǎn)品與設(shè)備博覽會(huì)，2015．Li Xiaoming．The Status and Key Technology of Precast Concrete Structure［C］．The Fourteenth Chinese International Housing Industry＆Architecture Products Exhibition，2015．(in Chinese)

［14］ ［日］社團(tuán)法人預(yù)制建筑協(xié)會(huì)．預(yù)制建筑技術(shù)集成第二冊(cè):W-PC的設(shè)計(jì)［M］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012．［Japanese］Corporate Precast Construction Association．Precast Concrete Collection the Second:W-PC design［M］．Beijing:China Architecture and Building Press，2012．(in Chinese)

［15］ 李愛群，王維，賈洪，等．預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究進(jìn)展(Ⅱ):結(jié)構(gòu)性能研究［J］．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2013，33(6):736-742．Li Aiqun，Wang Wei，Jia Hong，et al．Progress of investigation on seismic behavior of precast concrete shear wall structures(Ⅱ):structure property study［J］．Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering，2013，33(6):736-742．(in Chinese)

［16］ 李愛群，王維，賈洪，等．預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究進(jìn)展(Ⅰ):接縫性能研究［J］．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2013，33(5):600-605．Li Aiqun，Wang Wei，Jia Hong，et al．Progress of investigation on seismic behavior of precast concrete shear wall structures(Ⅰ):joint property study［J］．Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering，2013，33(5):600-605．(in Chinese)

［17］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．JGJ 1—2014裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014．Ministry of Construction of the People’s Republic of China．JGJ 1—2014 Technical specification for prescast concrete structures［S］．Beijing:China Architecture and Building Press，2014．(in Chinese)

［18］ 余宗明．日本的套筒灌漿式鋼筋接頭［J］．建筑技術(shù)，1991，(2):50-53．Yu Zongming．Japanese cout-filled coupling sleeve［J］．Architecture Techonology，1991，(2):50-53．