疊合剪力墻結(jié)構(gòu)在我國的研究應(yīng)用與發(fā)展

陳智星

（江西理工大學(xué)建筑與測繪工程學(xué)院， 江西 贛州 341000）

0 引言

預(yù)制結(jié)構(gòu)體系經(jīng)過歐洲學(xué)者多年的研究與發(fā)展，其生產(chǎn)工藝技術(shù)與建筑安裝模式的方面都已經(jīng)相對的完善，這種技術(shù)體系廣泛應(yīng)用于預(yù)制的墻板、樓板以及屋頂構(gòu)件中，占據(jù)了很大的市場份額，然而預(yù)制結(jié)構(gòu)體系在我國才剛起步不久。為了將可持續(xù)發(fā)展作為我國工業(yè)化發(fā)展的核心，必須盡快的確立建筑住宅工業(yè)化建設(shè)的整個框架，進(jìn)一步改善我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

疊合結(jié)構(gòu)體系作為一種預(yù)制結(jié)構(gòu)體系，已經(jīng)在國外得到了非常廣泛的使用，這種結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計簡單，同時施工快捷便利，同時對周圍環(huán)境的傷害小，是一種工業(yè)化程度非常高的建筑結(jié)構(gòu)體系。為了提高建筑行業(yè)的綠色工業(yè)化，我國將該種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行引進(jìn)，并結(jié)合我國的國情對其進(jìn)行研究與發(fā)展。

1 結(jié)構(gòu)體系

疊合結(jié)構(gòu)體系是將預(yù)制的疊合構(gòu)件（如疊合墻板、疊合樓板等）與全現(xiàn)澆的構(gòu)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(jié)構(gòu)體系。疊合的預(yù)制構(gòu)件將在工廠按照標(biāo)準(zhǔn)制作而成，而后在運輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝，安裝好的疊合預(yù)制構(gòu)件將會作為模板，在預(yù)制構(gòu)件的空腔內(nèi)澆筑混凝土疊合層，使預(yù)制層與現(xiàn)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(jié)構(gòu)中，工廠預(yù)制的墻板一般有兩層，兩層中間存在空腔，而這兩層預(yù)制墻板將通過格構(gòu)鋼筋向連接，組成一個整體。運送至施工現(xiàn)場后，將會在兩層預(yù)制墻板中的空腔內(nèi)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(jié)構(gòu)體系中，可使用現(xiàn)澆混凝土于一些受力復(fù)雜，或者施工工藝操作困難的部位，保證結(jié)構(gòu)的整體性與便捷性。

該種結(jié)構(gòu)體系的整個設(shè)計生產(chǎn)過程可實現(xiàn)全自動化計算機(jī)控制，即從輸入結(jié)構(gòu)的建筑圖紙到結(jié)構(gòu)承載計算設(shè)計，再到預(yù)制構(gòu)件在工廠中的流水線生產(chǎn)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(yù)制構(gòu)件。將這些預(yù)制構(gòu)件運送至施工現(xiàn)場后，進(jìn)行快速的拼接吊裝。具體的施工流程是，首先在施工現(xiàn)場的地基上安裝整體建筑的地下室部分，而后將工廠預(yù)制而成的樓板進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)完成后開始在空腔內(nèi)澆筑混凝土，隨后開始對每一層進(jìn)行樓板的安裝，之后是已經(jīng)安裝好的窗戶框以及預(yù)留好門洞的外墻板以及室內(nèi)的隔墻，在最后對建筑的屋面進(jìn)行安裝，至此，整個的預(yù)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(nèi)即可完成上述的整個主體結(jié)構(gòu)的安裝過程，十分具有效率。在完成了主體結(jié)構(gòu)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?shù)谋胤浪仁瘴补ぷ鳌?/p>

2 技術(shù)優(yōu)勢

這種疊合的結(jié)構(gòu)體系相比于我國采用的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系來說，擁有許多其自身的特點與優(yōu)勢：

（1）這種疊合結(jié)構(gòu)體系是一種從圖紙輸入到設(shè)計安裝生產(chǎn)全流程計算機(jī)控制，完全自動化的結(jié)構(gòu)體系。而且預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)完成后，幾周內(nèi)就可以完成對主體結(jié)構(gòu)的安裝，高效率帶來的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯。

（2）這種結(jié)構(gòu)體系大多為預(yù)制構(gòu)件，工業(yè)化程度高，誤差就相對要小，使得結(jié)構(gòu)整體的質(zhì)量也高。由于是預(yù)制構(gòu)件，其在混凝土配合比、密實度、養(yǎng)護(hù)條件以及鋼筋的定位等方面均比現(xiàn)澆的構(gòu)件要好，提升了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耐久性。

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

3 已有研究成果

這種疊合結(jié)構(gòu)體系在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)的國家得到廣泛應(yīng)用，有一套成熟的設(shè)計安裝工藝流程。但對于歐洲大多數(shù)國家來說，他們所在的地理位置鮮有地震發(fā)生，因此在對該結(jié)構(gòu)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(shù)的地區(qū)，均要考慮地震帶來的影響。為了該結(jié)構(gòu)體系能在我國得到推廣，我國許多學(xué)者開始研究該結(jié)構(gòu)在地震作用下的受力性能表現(xiàn)。

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

4 應(yīng)用現(xiàn)狀

目前來說，該結(jié)構(gòu)在我國還處于初步引進(jìn)階段，因而我國對該結(jié)構(gòu)的使用相對較少。

在2009 年，東?；▓@五代德樣板房開始采用了這種疊合剪力墻技術(shù)，其建筑面積達(dá)到155.8m2。同年，該結(jié)構(gòu)體系也開始應(yīng)用在一些地下車庫中。2011 年，滁州凱斯特工業(yè)廠房作為第一個使用疊合剪力墻的工業(yè)廠房，其建筑面積達(dá)到462m2，是該結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用中的一個大突破。同年，西偉德公司也使用疊合技術(shù)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(jìn)時間較短，我國對于疊合結(jié)構(gòu)體系的研究與應(yīng)用依舊處于起步的階段，還有許多問題需要解決。

（1）該結(jié)構(gòu)體系的理論研究需要深入。由于引進(jìn)時間不長，我國對該結(jié)構(gòu)體系的研究還有許多不完善的地方，如現(xiàn)澆與預(yù)制連接處節(jié)點在荷載作用下的力學(xué)特性等，缺乏系統(tǒng)的理論研究。因此，進(jìn)一步加深其理論分析研究才能夠更好的推廣該結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用。

（2）運送問題。由于該結(jié)構(gòu)大多數(shù)的部件都是在工廠預(yù)制，進(jìn)而運送到施工現(xiàn)場的，其中必須對運送的問題進(jìn)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(jié)語

我國建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向必然是綠色建筑產(chǎn)業(yè)，因而需要大力的推廣一些節(jié)能環(huán)保、高效低耗的綠色結(jié)構(gòu)體系。新型疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系就是這樣一種環(huán)保低耗、綠色節(jié)能的建筑結(jié)構(gòu)體系，它依靠高程度的工業(yè)化，提升建筑效率，提高建筑質(zhì)量，同時對環(huán)境影響不大，對進(jìn)一步推動我國綠色建筑的發(fā)展，實現(xiàn)建筑工業(yè)化具有重要意義。