预制装配式剪力墙结构及其连接技术_杨涛.pdf
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1、 70 2023 年第 2 期 总第 322 期收稿日期:2021-9-26作者简介:杨 涛(1985-),男,大专,助理工程师,主要从事建筑施工工作。建筑与预算CONSTRUCTION AND BUDGET2023 年第 2 期DOI:10.13993/ki.jzyys.2023.02.024预制装配式剪力墙结构及其连接技术 杨 涛(北京城建十六建筑工程有限责任公司,北京 10083)摘要:针对当前预制装配式剪力墙结构在连接后存在刚度过低,无法满足后续施工要求的问题,开展对其结构与连接技术的设计研究。通过预制装配式剪力墙连接构造与构件布置;安装缝、墙板底部加密区设计;竖向连接方式设计;水平连
2、接方式设计,实现对剪力墙结构连接。通过对连接后的剪力墙刚度进行测定,其参数变化符合施工要求,能够进一步促进剪力墙后续施工质量的提升。关键词:预制;剪力墙;连接;结构;装配式中图分类号:TU375 文献标志码:B 文章编号:1673-0402(2023)02-0070-03为满足现代化建筑工程项目的设计需求,施工方提出一种预制拼装剪力墙结构,此种结构是一种新型建筑结构。相比传统的建筑结构而言,此种结构采用组装的方式设计,具有较高的能源利用率,而且在实际使用中不会产生固体废物,更不会对大气和环境造成污染,因此预制装配式剪力墙结构在市场中的价值更高1。随着社会对可持续发展的重视,在建筑业中,对这种新
3、型混凝土结构及其连接技术的研究与应用也日益深入,并在阶段性的工作已取得了一定的成绩,为规范此类结构的施工,下述将对此结构的连接施工展开设计。1预制装配式剪力墙结构及其连接技术1.1 预制装配式剪力墙连接构造与构件布置针对预制装配式剪力墙连接结构的设计,首先需要明确预制装配式剪力墙的截面形式,通常包含图 1 所示的四种类型。(a)(b)(c)(d)图1 预制装配式剪力墙截面形式图 1 中(a)代表“一”字型剪力墙截面;(b)代表“L”型剪力墙截面;(c)代表“T”型剪力墙截面;(d)代表“U”型剪力墙截面。在进行剪力墙结构设计时,接缝连接效果主要受到受力影响。要达到一个强有力的连接,就必须确保结
4、构具有一个不会损坏连接的区域。在连接剪力墙结构的基础上,接缝的承载力要大于连接构件的实际受力2。为了达到“强接缝、弱构件”的设计目的,要求接缝纵向连接的钢筋面积不宜小于实际配筋面积。在地震中,各预制件的连接处是比较脆弱的,而预制件的连接处是整个结构的安全性和稳定性的重要因素,同时预制件自身的质量和施工工艺也是影响其安全性的重要因素3。应将牢固、可靠的联接作为工程保证,设计中,按照要求进行内力传递,明确结构受力4。在布置上要简单、整齐,最好是对称布置、双向布置,不要造成结构的无规则扭曲;垂直方向的设置必须是连续的,并且不能造成结构的横向刚度变化不规则,也不能改变层间的承载力;预制板的横断面形状要
5、规整,预制板的长度不能太长,墙体的高程和墙腿的长度之比应大于 35。1.2 安装缝、墙板底部加密区设计在剪力墙结构当中,上下两个墙片之间结合面上会存在一个接缝结构,这一结构称之为安装缝,具体位置如图 2 所示。上部预制剪力墙安装缝下部预制剪力墙图 2 装配式剪力墙安装缝位置示意图 71 2023 年第 2 期 总第 322 期在对装配式剪力墙结构设计时,应保证安装缝是密封性的,并且在上下混凝土结合面上具有粘结效果。安装缝可采用增压喷浆、座浆等方法进行填充,安装缝的高度应不大于 20 mm。节点材料的受压强度应大于剪力墙混凝土立方体 10 MPa 以上6。图 3 为墙板底部加密区示意图。竖向钢筋
6、连接区域图 3 墙板底部加密区示意图加密区域的高度不得小于 300mm。同时,根据抗震等级要求,加密间距设置参数不同。当抗震等级为一级时,加密间距不得超过120mm,钢筋直径不得小于 8mm;当抗震等级为二级、三级或四级时,加密间距不得超过为 160mm,钢筋直径不得小于 6mm。1.3 竖向连接方式设计对于预制拼装剪力墙的垂直连接,可以通过套管进行灌浆。钢筋套筒接头中包含三个基本组成构件,分别为钢筋、套筒连接器和灌浆料7。常见的套筒为全灌浆套筒形式,如图 4所示。abcdefg图 4 竖向连接全灌浆套筒接头示意图图 4 中,a 代表灌浆孔;b 代表预留插入端钢筋;c 代表排浆孔;d 代表橡胶
7、环;e 代表键槽;f 代表钢筋限位挡板;g 代表预制端钢筋。采用一种由金属制成的具有一定厚度的中空圆柱套管,将钢筋从两端的开口处插入到套管中,两根钢筋在同一条轴上,两端不会发生接触,也不需要进行捆绑和搭接8。然后,在套管上预留的灌浆孔中,向套管内填充膨胀剂的高强度水泥,以填充套管内的空隙,从而将两段钢筋连接在一起。其结合机制是将高强度的复合砂浆灌注到套管中,然后在套管中添加膨胀剂,在套管的约束下,使钢管与套管的内壁间的摩擦、粘结强度得到增强,同时,钢筋的应力也可以通过钢筋表面的波纹与复合灰浆的摩擦力进行传递。该方法具有良好的抗拉、压强度。在连接的过程中,可通过下述公式,确定钢筋搭接的具体长度:
8、allz=(1)上述计算公式(1)中:l代表竖向连接的全灌浆套筒接头钢筋连接长度,z代表钢筋长度修正系数,al代表钢筋锚固长度。1.4 水平连接方式设计针对预制装配式剪力墙结构的水平连接,采用键槽连接方式。键槽连接可以用来连接水平接缝和垂直接缝,并结合生产技术和施工,目前键槽多为垂直接缝,水平接缝大多采用粗加工,形成粗糙表面。预制装配式剪力墙水平的竖向结合面可做成键槽,利用键槽的咬合力达到提升墙体整体承载力的效果。图 5 为预制装配式剪力墙竖向结合面构造图。水平方向主剪力主剪力粗糙水平接合面键槽竖向接合面图 5 预制装配式剪力墙竖向结合面构造图键槽连接需要结合现浇带连接,以此形成统一连接结构。
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