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(xué)土木與交通學(xué)院（450003）

1999年國務(wù)院發(fā)布 《關(guān)于推進(jìn)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(jì)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(jìn)一步加強(qiáng)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(dǎo)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(dá)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(dá)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(diǎn)。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(shí)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?？p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(dāng)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(dāng)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(qiáng)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(shí)質(zhì)上實(shí)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(qiáng)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(jìn)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(shí)際施工過程中，豎縫形式應(yīng)根據(jù)實(shí)體結(jié)構(gòu)形式做出相應(yīng)的改變，以滿足實(shí)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(hù)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(biāo)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(diǎn)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(yùn)輸和吊裝的難度較大，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)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(jìn)裝配式建筑的發(fā)展。