我国装配式混凝土剪力墙结构体系发展综述.pdf
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1、引言装配式建筑作为一种新型的结构形式袁是在工厂采用工业化生产方式制作预制混凝土构件袁运输至施工现场通过可靠连接方式装配而成的建筑袁具有施工速度快尧工程质量可控尧绿色环保尧节省劳动力等优点遥 自 2016 年叶国务院办公厅发布大力发展装配式建筑的指导意见曳渊国办发201671 号冤以来袁与装配式建筑相关的政策文件相继出台1遥近年来袁装配式建筑相关的新技术尧新产品尧新工艺不断涌现袁示范项目遍地开花袁已成为建筑业转型升级与高质量发展的重要途径之一遥 因此袁装配式建筑已成为我国建筑业发展的主流方向遥根据连接方式的不同袁装配式建筑结构体系可分为全装配混凝土结构和装配整体式混凝土结构遥全装配混凝土结构一般
2、用于低层或抗震设防要求较低的多层建筑2-3曰装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件通过可靠连接袁并在现场与后浇混凝土形成整体的装配式混凝土结构袁其整体性能等同于现浇混凝土结构袁适用范围广袁是我国装配式混凝土建筑的主要结构形式遥 根据结构形式的不同袁装配整体式混凝土结构还可以分为框架结构和剪力墙结构体系遥 其中袁剪力墙结构体系在国内应用较多袁占整个装配式混凝土结构的 70%80%遥但由于装配式建筑的功能和物理力学性能存在许多局限和不足袁 我国的装配式混凝土建筑设计和施工技术研发水平还跟不上社会需求及建筑技术发展的变化袁现阶段我国装配式混凝土建筑出现多种新型剪力墙结构体系袁但尚缺少对此类体系的综合
3、性研究遥 预制结构抗震的整体性和设计施工管理的专业化研究不够4遥 因此袁本文主要对我国的装配式混凝土剪力墙结构体系进行系统性总结袁以期推动我国装配式建筑的发展和为相关工程的应用提供参考遥1装配式建筑发展现状及存在的问题1.1发展现状1.1.1政策环境我国装配式混凝土剪力墙结构体系发展综述高志杰袁郭振雷袁张佳阳袁王铁柱袁赵炜璇袁段中剑袁王猛渊北京建筑材料科学研究总院有限公司袁北京 100041冤摘 要院概括了我国装配式混凝土剪力墙结构体系的发展现状及目前存在的问题袁归纳总结了不同装配式混凝土剪力墙结构体系的特征和优势袁提出了推动我国装配式混凝土建筑发展的技术路线和思路遥关键词院预制剪力墙曰装配式
4、建筑曰结构体系曰灌浆套筒曰搭接连接曰等同现浇中图分类号院TU528.7文献标识码院Adoi院10.19761/j.1000-4637.2023.09.069.06Overview of the development of prefabricated concrete shear wall structure systemin ChinaGAO Zhijie,GUO Zhenlei,ZHANG Jiayang,WANG Tiezhu,ZHAO Weixuan,DUAN Zhongjian,WANG Meng渊Beijing General Institute of Building Mater
5、ials Science and Technology Co.,Ltd.,Beijing 100041,China冤Abstract:The development status and current existing problems of prefabricated concrete shear wall structural systemsin China is summarized,the characteristics and advantages of different prefabricated concrete shear wall structural systemsar
6、e concluded,and the technology roadmap and ideas to promote the development of prefabricated concrete buildings inChina are put forward.Keywords:Prefabricated shear wall;Prefabricated building;Structural system;Grouting sleeve;Lap connection;Equivalent cast-in-place圆园23 年第 9 期混 凝 土 与 水 泥 制 品圆园23 晕燥.
7、99 月悦匀陨晕粤 悦韵晕悦砸耘栽耘 粤晕阅 悦耘酝耘晕栽 孕砸韵阅哉悦栽杂September69-图 1灌浆套筒剪力墙体系连接构造渊单位院mm冤Figure 1Connection structure of grouting sleeve shearwall system自 2016 年以来袁 各省市纷纷出台装配式建筑和绿色建筑推广政策和目标袁鼓励企业推动装配式建筑的发展遥 值得一提的是袁2016 年南京国土部门出让的 10 幅地块有 6 幅标注特殊出让条件袁野装配式建筑冶首次强制写进该市的土地出让合同遥 同时袁一系列国家政策的出台显示装配式建筑的发展已是必然趋势遥 相关政策的推动为装配式混
8、凝土结构提供了良好的政策环境遥1.1.2技术环境在标准尧技术规范方面袁为了积极配合国家政策方针的实施和快速适应装配式建筑的发展需求袁 相继 出 台 的 相 关 标 准 和 技 术 规 范 主 要 有 院GB/T40399要2021叶装配式混凝土建筑用预制部品通用技术条件曳尧GB/T 51231要2016 叶装配式混凝土建筑技术标准曳尧JGJ 1要2014叶装配 式 混 凝 土 结 构 技 术规 程 曳 尧JGJ 335要2015 叶钢筋套筒灌浆连接应用技术规程曳尧DB 11/T 1831要2021 叶装配式建筑评价标准曳等遥在设计和生产方面院 设计端 PKPM尧Bee PC 等国产装配式 BI
9、M 设计软件的出现袁实现了构件设计过程的可视化曰PC 构件智能生产线尧 生产线控制系统等应用实现了构件生产效率及质量的 野双效冶提升曰 灌浆套筒连接技术的发展为装配式建筑实现野等同现浇冶提供了可能遥1.1.3产业链环境近几年袁我国装配式建筑相关产业链也在逐步完善袁至 2022 年底袁全国现有 48 个国家级装配式建筑示范城市袁328 个国家级装配式建筑产业基地袁908 个省级产业基地遥 装配式建筑专业技术从业人员约300 万人袁 装配式建筑其他上下游相关企业约1.35 万家1遥1.2目前存在的问题1.2.1市场接受度装配式建筑较传统现浇建造成本依较高袁在市场推广和接受度方面仍存在挑战遥 一些用
10、户和开发商对新技术持保守态度袁缺乏充分了解和信任遥1.2.2建筑设计和定制性传统建筑常常基于现场施工的需求进行设计袁而装配式建筑提前在工厂预制袁然后再运至现场组装遥 因此袁如何在满足客户个性化需求的同时袁野少规格尧多组合冶地设计出便于生产尧高效装配的集标准与个性为一体的建筑构件袁仍然是一个挑战4遥1.2.3施工质量与安全确保构件连接的牢固性是保证装配式建筑成功的关键遥 现阶段我国装配式建筑施工人员主要是流动性大的农民工袁 缺乏专业的装配式技能知识袁构件安装依靠技能水平尧 责任心等多因素影响袁是需要重点关注和解决的问题遥2我国装配式剪力墙结构体系分类目前袁我国装配式建筑研究热点主要集中在湿法连接
11、预制装配剪力墙体系,包括采用灌浆套筒连接尧浆锚连接等不同连接方法的预制剪力墙结构,下文就国内主流装配式剪力墙体系进行介绍5遥2.1灌浆套筒剪力墙体系灌浆套筒剪力墙体系通过在预制剪力墙底部预埋套筒袁上部伸出钢筋袁安装时下层墙板钢筋插入上层套筒内袁在套筒缝隙中灌入高强灌浆料实现墙体的连接袁其连接构造见图 1遥 该体系最初由日本传入我国袁国内在原有基础上优化创新袁颁布了多项标准引导其发展袁目前已成为国内装配式建筑的主流体系之一遥灌浆套筒剪力墙体系虽然受力明确尧 连接合理袁但安装精度要求高袁在施工时需要将钢筋逐根插入套筒袁难度较大袁往往需要反复调整袁安装难度大袁易出现切筋现象袁对安装人员的责任心要求较
12、高遥 同时,套筒灌浆饱满度缺乏有效的检测办法袁安全隐患大遥2.2预制双面叠合剪力墙体系预制双面叠合剪力墙由两侧两片混凝土板通过桁架筋连接成一体袁现场安装后在空腔内插入连接钢筋浇筑混凝土形成整体袁共同承担受力袁其竖向连接节点见图2遥 2005 年德国预制混凝土公司渊西伟德公司冤于合肥投建了国内第一条预制双面叠合剪力墙生产流水线袁 自此该体系慢慢进入我国市场袁并逐步发展成熟6-7遥自预制双面叠合剪力墙结构体系引入国内后袁各大高校尧科研机构等结合我国工程实际袁针对其结构体系的性能进行了一系列的试验研究袁证明了该结构体系的抗震性能与现浇结构基本一致遥 相较灌浆料填实灌浆套筒楼层标高水平后浇带或后浇圈梁
13、灌浆套筒逐根连接圆园23 年第 9 期混凝土与水泥制品总第 329 期70-laE要受拉钢筋抗震锚固长度遥图 2预制双面叠合剪力墙连接节点7渊单位院mm冤Figure 2Connection nodes of double sided composite shear wall套筒灌浆体系袁墙体质量减轻 1/2袁可减少 50%安装时间袁施工效率较高遥2.3纵肋叠合剪力墙体系纵肋叠合剪力墙体系是由北京住宅产业化集团研发的专利产品体系袁核心是竖向构件采用纵肋空心墙板与传统水平构件通过钢筋连接尧浇筑混凝土等可靠连接方式袁实现一种野等同现浇冶的装配整体式剪力墙结构遥 可应用于公共建筑尧住宅等遥 该体系的
14、构件类型包括纵肋空心墙板和夹心保温纵肋空心墙板袁见图 3遥 该体系竖向钢筋搭接示意图见图4遥 纵肋空心墙板是由两侧混凝土板及连接二者的纵肋组成的带有空腔的预制构件袁空腔类型可根据建筑主体拆分类型进行设计袁以满足不同部位的功能要求曰空腔内部采用水洗粗糙面工艺袁可增强新旧混凝土结合密实度遥 墙板重量轻尧尺寸大尧吊装速度快袁有利于提升施工效率8-10遥图 3纵肋空心墙板9Figure 3Longitudinal ribbed hollow wall panels图 4预制纵肋叠合剪力墙水平接缝竖向钢筋搭接构造8Figure 4Overlap structures of prefabricated l
15、ongitudinal rib composite shear wall horizontal joint vertical reinforcement竖向钢筋在墙板空腔底部外露袁并与下层墙板插入空腔的竖向钢筋搭接连接袁在空腔后浇混凝土形成整体叠合墙体结构袁避免了套筒灌浆连接的安全隐患袁试验证明袁纵肋叠合剪力墙体系抗震性能野等同现浇冶10遥 相关标准 T/CECS 793要2020叶纵肋叠合混凝土剪力墙结构技术规程曳 已于 2021 年 5月 1 日起实施遥 该体系目前已经在河北承德金隅小区尧北京通州区丁各庄公租房尧顺义新城第 18 街区公租房等多个住宅项目推广应用袁并取得了良好的经济和社会效
16、益遥2.4SPCS 装配整体式叠合混凝土结构体系SPCS 装配整体式叠合混凝土结构体系渊以下简称 SPCS 结构体系冤 是由三一筑工联合中国建筑科学研究院共同开发的专利产品袁采用野空腔+搭接+现浇冶核心思想袁竖向构件采用空腔构件叠合剪力墙尧叠合柱与水平构件进行可靠连接袁共同组成装配整体式叠合混凝土结构技术体系袁可应用于公共建筑尧住宅及地下外墙尧市政管廊等遥SPCS 构件是成型钢筋骨架与包裹钢筋骨架两侧或四周的混凝土膜壳组成的中间为空腔结构的预制构件袁包括叠合剪力墙尧叠合柱袁见图 5遥 SPCS 构件重量约为普通构件的 50%袁在实际工程中可以实现 8 m 长墙体的一次性生产袁 减少运输以及吊装
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