裝配式軟索連接剪力墻研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

劉鑫志

摘要：裝配式軟索連接剪力墻結(jié)構(gòu)體系最早起源于歐洲，由于其具有生產(chǎn)效率高，施工速度快，運(yùn)輸方便等有點(diǎn)，被廣泛推廣應(yīng)用，近年來國內(nèi)開始對該連接體系進(jìn)行研究，包括連接拼縫處的抗剪性能，不同連接形式的抗震性能，軟索的錨固性能等。本文對目前研究現(xiàn)在進(jìn)行總結(jié)梳理，并調(diào)研該技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。研究表明：對于連接拼縫處受剪的性能已有明確受力模型及計算公式;采用連接形式的墻體滯回曲線不夠飽滿，墻體耗能能力較差，延性系數(shù)較高;軟索的錨固性能有待加強(qiáng)，可對軟索預(yù)埋措施進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步設(shè)計試驗(yàn)研究。

關(guān)鍵詞：裝配式結(jié)構(gòu);軟索連接;抗剪性能;抗震性能

0引言

近年來，隨著科技發(fā)展，裝配式建筑逐漸成為建筑行業(yè)發(fā)展的主流。我國對于裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)仍采用傳統(tǒng)濕連接形式，墻板側(cè)面預(yù)留鋼筋，通過鋼筋相互連接，施工難度較大。軟索連接是一種新型的墻板之間的連接方式，舍棄了傳統(tǒng)的預(yù)埋鋼筋形式，采用預(yù)埋鎖盒形式，具有生產(chǎn)效率高，施工速度快，運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。本文對軟索連接的研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)梳理，供進(jìn)行軟索連接研究的人員以參考和借鑒。

1 軟索連接研究現(xiàn)狀

1.1軟索連接國外研究現(xiàn)狀

裝配式軟索連接剪力墻體系在北歐應(yīng)用較為廣泛，芬蘭萬塔的垃圾發(fā)電廠、瑞士沙夫豪森的利泊公園足球場、立陶宛的考納斯物流中心等建筑均采用了該連接方式。隨著該技術(shù)的推廣，亞洲也有越來越多的國家采用該連接方式，沙特阿拉伯采用該技術(shù)建造了很多的建筑，應(yīng)用于各個領(lǐng)域;卡塔爾也在用該技術(shù)建造一個面積為30萬平方米安全部隊(duì)的營地，是卡塔爾國內(nèi)最大的安全部隊(duì)的營地。

1.2軟索連接國內(nèi)研究現(xiàn)狀

2013年湖南大學(xué)黃遠(yuǎn)教授[1]共設(shè)計了5個采用軟索連接的全裝配式構(gòu)件，連接形式如圖2所示，包括3個墻與墻之間的豎向拼縫，2個樓板之間的水平拼縫。研究結(jié)果表明：1）連接節(jié)點(diǎn)的受剪承載力隨著節(jié)點(diǎn)灌漿料的強(qiáng)度等級提高而提高，隨著軟索強(qiáng)度等級增強(qiáng)而增強(qiáng)，減小軟索布置間距，截面的抗剪承載力會提高;2）提出軟索連接界面的“三折線”受力模型，如圖3所示。3）提出軟索連接界面的極限抗剪承載力公式：。其中：為截面摩擦因數(shù)，為插筋強(qiáng)度設(shè)計值（N/），為插筋截面面積（），為灌漿料軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值（N/）。為軟索連接拼縫處抗剪承載力計算提供參考。

2016年北京建筑大學(xué)張榮強(qiáng)對軟索連接的裝配式剪力墻進(jìn)行試驗(yàn)研究[2]，設(shè)計四類剪力墻構(gòu)件，分別為一字形，L形和兩種工字形構(gòu)件，每個類型構(gòu)件數(shù)量為兩個，對墻體施加擬靜力荷載，研究軟索連接墻體自身的抗剪承載力、節(jié)點(diǎn)插筋的可靠性以及軟索的錨固能力。研究結(jié)果表明：一字形和L形墻體表現(xiàn)良好，連接完好無損，墻體并未產(chǎn)生水平位移，證明插筋和軟索錨固性能滿足受力需求;兩種工字形墻體連接節(jié)點(diǎn)處均產(chǎn)生裂縫，且又不成程度的軟索拉脫現(xiàn)象，建議采取增強(qiáng)軟索錨固性能的措施。

杜紅凱[3]等設(shè)計兩種工字形的軟索連接墻體，墻體設(shè)有直徑為60mm間距150mm的孔洞，為空心剪力墻，對其施加低周往復(fù)荷載試驗(yàn)，研究不同軸壓作用下墻體的抗震性能。研究結(jié)果表明，未施加軸向壓力的構(gòu)件，在試驗(yàn)過程中墻體出現(xiàn)明顯的滑移;工字1形墻體屈服荷載和峰值荷載較工字2形墻體增大約10%;施加軸向壓力作用時，試件未產(chǎn)生滑移，且兩種形式構(gòu)件屈服荷載均提高約110%。墻體彈性層間位移角能夠滿足規(guī)范對層間位移角對要求。

2 研究總結(jié)

通過梳理前人的研究可以得出一下結(jié)論：1）裝配式軟索連接結(jié)構(gòu)體系的受剪性能計算已有了明確的模型和計算公式，可為拼縫處的抗剪承載力計算提供依據(jù);2）幾個研究中多次提出軟索錨固性能有所欠缺，構(gòu)件破壞階段均有軟索拔出現(xiàn)象;3）節(jié)點(diǎn)處灌漿料和軟索的強(qiáng)度等級越高，界面抗剪承載力越大;增加軟索布置數(shù)量可提高界面抗剪承載力。后續(xù)可針對軟索拔出以及滯回曲線不飽滿等問題，改進(jìn)軟索的錨固形式、錨固深度或采取其他構(gòu)造措施，對軟索連接進(jìn)行試驗(yàn)研究，進(jìn)一步分析改進(jìn)后節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能，完善此體系并予以推廣應(yīng)用。

3 應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來國內(nèi)各地區(qū)積極實(shí)施新型建筑工業(yè)化建造方式的轉(zhuǎn)型。河北省張家口萬全區(qū)某村，建筑面積447.25㎡，建筑層數(shù)，地上三層，層高3m，總建筑高度9.8m。主體結(jié)構(gòu)采用裝配式復(fù)合圓孔大板結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)件包括復(fù)合外墻板、內(nèi)墻板、樓板、女兒墻，各內(nèi)墻板建筑施工周期，從開工到入住用時僅耗時2個月見圖6。

參考文獻(xiàn)

[1].黃遠(yuǎn)，許銘，張銳.全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)界面軟索連接拼縫抗剪性能試驗(yàn)研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，41（06）：22-27.

[2].張榮強(qiáng). 軟索連接的裝配式混凝土墻體試驗(yàn)研究[D].北京建筑大學(xué)，2016.

[3].杜紅凱，蔣金衛(wèi)，韓淼，孫文童.軟索連接裝配式工字形圓孔墻抗震性能試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2019，40（07）：119-127.