CN108360712A - 一种装配式钢筋混凝土剪力墙及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式钢筋混凝土剪力墙及其施工方法，包括整体预制的钢筋混凝土体块，所述钢筋混凝土体块的两侧和下端均伸出连接钢筋，上端设有水平后浇带和预制混凝土凸脚，水平后浇带内插入楼板和上层预制剪力墙下端的纵向钢筋。凸脚的顶标高即为结构楼板面标高，凸脚为上层预制剪力墙的竖向支撑。此剪力墙在工厂预制，由汽车运至现场，利用塔吊就位，把下端的连接钢筋插入下段剪力墙上端的水平后浇带内，就位时利用下段剪力墙上端的凸脚作为竖向支撑，辅以必要的横向支撑固定。最后现场浇筑叠合板上部、下段剪力墙边缘构件和水平后浇带的混凝土，利用水平后浇带把上、下段剪力墙和叠合板连接成一个整体。

Description

一种装配式钢筋混凝土剪力墙及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑工业化的设计和施工技术领域，尤其涉及一种装配式钢筋混凝土剪力墙及其施工方法。

背景技术

建筑工业化是当前我国建筑业发展的趋势，是实现“四节一环保”的绿色建筑的重要步骤。建筑工业化的重要特征就是，建筑构件尽量在工厂预制完成，充分利用工厂的工业化机械和完备的信息化管理，在工厂预制的构件因其施工的标准化和管理的系统化，构件质量往往能够得到保证，能够实现建筑业的误差等级由“厘米级”迈向“毫米级”。但是由于运输能力和吊装设备的限制，作为一个整体的建筑结构，在工厂预制时必须拆分为一个个构件，由汽车运至现场，由塔吊或起重设备就位。预制构件在现场的连接是结构能否充分发挥其构件承载力的关键。

目前装配整体式剪力墙结构或者装配整体式框架-剪力墙结构的预制剪力墙在现场的连接，主要有两种方式：(1)套筒灌浆连接，剪力墙预制至叠合板底面标高，顶部伸出连接钢筋，叠合板混凝土浇筑完毕并满足强度后，吊运上部剪力墙预制段，上部剪力墙预制段的底部预埋连接套筒，下部剪力墙的上部连接钢筋插入上部剪力墙下部的连接套筒中，完全就位后在套筒内灌注水泥基灌浆料，灌浆料具有高强、早强、无收缩和微膨胀等基本特性，以使其能与连接套筒、连接钢筋有效地结合在一起共同工作。(2)浆锚搭接连接，与套筒灌浆连接的工作原理和施工步骤相似，所不同的是在预制剪力墙的下部预留孔道，在孔道内插入连接钢筋，然后在孔道内灌注灌浆料，灌浆料达到强度后实现连接钢筋在孔道内的搭接。另外还有一种叠合板式混凝土剪力墙应用也比较广泛，在某些省份已有地方标准，叠合板式剪力墙是两侧混凝土板和钢筋桁架在工厂制作成内含空腔构件，运至现场后，在空腔内埋设连接钢筋并浇筑混凝土，最终形成预制和现浇混凝土整体受力的剪力墙。

套筒灌浆连接，其优点是连接质量稳定可靠，在美国和日本的应用非常广泛，并有近四十年的应用历史。国内外对钢筋套筒灌浆连接的技术进行了大量的试验研究，采用这项技术的建筑物也经历了多次地震的考验，包括日本一些大地震的考验。其缺点有如下几点：(1)费用比较昂贵，连接套筒价格较高，灌浆料的价格也不菲，因此增加了装配式建筑的建造成本，不利于建筑工业化的推广；(2)施工精度要求高，上部预制剪力墙就位时需要把下部剪力墙的连接钢筋插入套筒内，对连接钢筋和套筒的定位要求特别高，一旦有一根连接钢筋和预埋套筒对位不匹配，整片剪力墙就无法就位；(3)施工步骤比较繁琐复杂，连接钢筋插入套筒后，需要在套筒内灌注灌浆料，灌浆料在使用前需试验检验其流动度、膨胀率、初凝时间和终凝时间等指标，灌浆料必须在特定的时间内施工，对施工组织要求很高。

浆锚搭接连接的优缺点与套筒灌浆连接类似，其省去了连接套筒，改为预埋波纹管，节约了部分施工成本。一般情况下，波纹管的管径比连接套筒的管径大，所以浆锚搭接连接对施工精度的要求也低一些。但是浆锚搭接连接的可靠性没有套筒灌浆连接高，在重要的结构或结构的重要部位优先使用套筒灌浆连接。

叠合板式混凝土剪力墙的优点是，不用预埋连接套筒或波纹管，故对施工精度的要求与普通的现浇混凝土一致，空腔内的现浇混凝土与边缘构件和叠合板上部的混凝土一起浇筑，施工工序简单，与普通的现浇混凝土一致。叠合板式混凝土剪力墙的缺点是，两层预制混凝土板之间的空腔尺寸比较小，混凝土浇筑时无法进行有效振捣，密实度很难保证，常见的解决办法是空腔内浇筑自密实混凝土，但自密实混凝土价格较高，不利于建筑工业化的推广。上、下层叠合板式混凝土剪力墙由空腔内的现浇混凝土和钢筋连接，空腔的尺寸较小，连接处的强度和刚度均比较薄弱，虽有许多理论分析和试验验证此种连接方式“等同现浇”，但这种连接方式的安全性和可靠性尚需经历地震甚至是“大震”的检验。

发明内容

针对以上现有的几种预制剪力墙及其连接方法，充分利用其优点，避开其弱点，提出一种装配式钢筋混凝土剪力墙及其施工方法，其主要思路是在上、下层预制剪力墙间，在结构的楼板位置处，设置现场浇筑的水平后浇带，上、下层预制剪力墙的纵向钢筋在水平后浇带中锚固，水平后浇带的高度需满足墙体纵向钢筋锚固长度的要求，一般为200mm～400mm，水平后浇带的混凝土与叠合楼板的混凝土一起浇筑。施工时在下层水平后浇带混凝土未浇筑之前即吊装就位上层预制剪力墙，把上层预制剪力墙的纵筋插入到下层水平后浇带内。上层预制剪力墙吊装就位时利用凸脚作为竖向支撑，以减少临时支撑用量。

本发明所采用的技术方案如下：一种装配式钢筋混凝土剪力墙，包括整体预制的钢筋混凝土体块，所述钢筋混凝土体块的两侧和下端均伸出连接钢筋，上端设有水平后浇带和预制混凝土凸脚，水平后浇带内钢筋与凸脚浇筑在一起。

进一步的，所述钢筋混凝土体块上端纵向钢筋在水平后浇带内的形状为倒U型、L型或直线型。

进一步的，所述预制混凝土凸脚作为上层装配式钢筋混凝土剪力墙的的竖向支撑和水平后浇带的抗剪键。

进一步的，所述钢筋混凝土体块下端纵向钢筋锚固在下层装配式钢筋混凝土剪力墙的水平后浇带内，其形状为U型、L型或直线型。

本发明还提供一种装配式钢筋混凝土剪力墙的施工方法，包括如下步骤：

步骤1：在工厂制作预制剪力墙模板，绑扎剪力墙钢筋，然后浇筑混凝土，上部水平后浇带部位除凸脚外全部留空，养护至设计强度后运至现场；

步骤2：绑扎下层剪力墙边缘构件的钢筋，吊装并就位下层叠合板底板，绑扎叠合板的上部钢筋；

步骤3：吊装上层装配式钢筋混凝土剪力墙，利用下段剪力墙的凸脚作为竖向支撑，辅以必要的横向支撑加以固定；

步骤4：搭设现场浇筑混凝土的模板，可利用预制剪力墙和叠合板底板固定和支撑模板；

步骤5：浇筑叠合板上部、剪力墙边缘构件和水平后浇带的混凝土，利用水平后浇带把上、下段剪力墙和叠合板连接成一个整体；

步骤6：此层混凝土强度满足要求后，可重复步骤2～5，进行上一层的施工。

一种装配式钢筋混凝土剪力墙，包括整体预制的钢筋混凝土体块，所述钢筋混凝土体块的两侧和上端均伸出连接钢筋，下端设有水平后浇带和预制混凝土凸脚，水平后浇带内钢筋与凸脚浇筑在一起。

进一步的，所述钢筋混凝土体块下端纵向钢筋在水平后浇带内的形状为U型、L型或直线型。

进一步的，所述预制混凝土凸脚作为自身的竖向支撑和水平后浇带的抗剪键。

进一步的，所述钢筋混凝土体块上端纵向钢筋锚固在上一层装配式钢筋混凝土剪力墙的水平后浇带内，其形状为倒U型、L型或直线型。

一种装配式钢筋混凝土剪力墙的施工方法，包括如下步骤：

步骤1：在工厂制作预制剪力墙模板，绑扎剪力墙钢筋，然后浇筑混凝土，下部水平后浇带部位除凸脚外全部留空，养护至设计强度后运至现场；

步骤2：绑扎下层剪力墙边缘构件的钢筋，吊装并就位下层叠合板底板，绑扎叠合板的上部钢筋；

步骤3：吊装上层装配式钢筋混凝土剪力墙，利用剪力墙的凸脚作为竖向支撑，辅以必要的横向支撑加以固定；

步骤4：搭设现场浇筑混凝土的模板，可利用预制剪力墙和叠合板底板固定和支撑模板；

步骤5：浇筑叠合板上部、剪力墙边缘构件和水平后浇带的混凝土，利用水平后浇带把上、下段剪力墙和叠合板连接成一个整体；

步骤6：此层混凝土强度满足要求后，可重复步骤2～5，进行上一层的施工。

本发明的有益效果如下：

(1)预制剪力墙的竖向钢筋在现场浇筑的水平后浇带中锚固，受力明确、可靠，其受力模式与现浇结构相同，可归为装配整体式钢筋混凝土剪力墙；

(2)本发明的装配式钢筋混凝土剪力墙，其预制构件制作时不需要预埋连接套筒，简化了施工步骤的同时减少了预制剪力墙构件的出厂价格，有利于建筑工业化的推广；

(3)本发明的装配式钢筋混凝土剪力墙，其节点连接施工时不需要后注浆，节省了灌浆料的费用，简化了现场的施工步骤，有利于建筑工业化的推广；

(4)本发明的预制混凝土凸脚，可作为装配式剪力墙的竖向支撑，减少了临时支撑的用量，凸脚还能兼作抗剪键，提高连接节点的受剪承载力。

附图说明

图1为顶部设置水平后浇带和凸脚的预制混凝土剪力墙示意图；

图2为底部设置水平后浇带和凸脚的预制混凝土剪力墙示意图；

图3为只有一个凸脚的预制混凝土剪力墙示意图；

图4为叠合板底板吊运完毕后结构示意图；

图5为上层预制剪力吊运就位后的结构示意图；

图6为墙体尺寸及预制构件分割图；

图7为预制剪力墙的立面形状及尺寸图；

图8为图7中A-A剖面图；

图9为图7中B-B剖面图。

具体实施方法

为了使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合具体的应用对发明实施方式做进一步的阐述。

一种装配式钢筋混凝土剪力墙，包括整体预制的钢筋混凝土体块，所述钢筋混凝土体块的两侧和下端均伸出连接钢筋，上端设有水平后浇带和预制混凝土凸脚，如图1所示。也可以在所述钢筋混凝土体块的上端伸出连接钢筋，下端设有水平后浇带和预制混凝土凸脚，如图2所示。

作为优选，水平后浇带设置在下层预制剪力墙的顶部，如图1所示，剪力墙的竖向纵筋在水平后浇带处可做成倒U字型，既能提高下层预制剪力墙在水平后浇带内的锚固性能，又能增强水平后浇带的抗剪性能。上层预制剪力墙的底部竖向连接钢筋在下层水平后浇带混凝土浇筑前插入下层预制剪力墙的水平后浇带中，连接钢筋可为直线型、U型或L型，当为直线型时，连接钢筋与水平后浇带钢筋、楼板钢筋的避让最为简单，但直线段的锚固效率较低，往往需要加高水平后浇带以满足锚固需要。连接钢筋在水平后浇带中的锚固长度不满足要求时，也可采取其他机械锚固的形式。

作为优选，预制剪力墙的顶端应设置预制混凝土凸脚，凸脚的作用有：(1)凸脚可作为装配式剪力墙的竖向支撑，传统的装配式剪力墙吊装就位时，其下端的剪力墙在楼板处的混凝土已浇筑成型并达到了施工要求的强度，但本发明的预制剪力墙吊装就位时，其下端的楼板处混凝土尚未浇筑，预制剪力墙需悬空就位，施工技术要求高，措施费也高，下段剪力墙顶部水平后浇带处设置凸脚即可解决此问题；(2)水平后浇带中的预制凸脚把水平后浇带纵筋与预制剪力墙连接在一起，使得水平后浇带的钢筋骨架在运输和吊装的过程中不易变形；(3)预制凸脚还可作为上、下层剪力墙连接节点的抗剪键，提高连接节点的受剪承载力。

预制混凝土凸脚的厚度一般同墙厚，高度同水平后浇带高度，长度不宜过大，其应与楼板的钢筋相互避让，例如楼板的钢筋间距为200mm时，凸脚长度推荐为180mm，楼板的钢筋间距为150mm时，凸脚长度推荐为130mm，凸脚的定位和个数与预制剪力墙的长度有关，预制剪力墙长度小于1400mm时，凸脚个数为1个，居中定位，如图3所示；预制剪力墙长度1400mm～2500mm时，凸脚个数为2个，凸脚距端部350mm；预制剪力墙长度2500mm～4000mm时，凸脚个数为2个，凸脚距端部500mm，如图1和2所示；预制剪力墙的长度一般不宜超过4000mm，超过时应设置后浇段分割成两个预制剪力墙，原因是预制段太长时不利于汽车运输，预制段太长时预制构件重量大，对施工现场的起吊设备要求也高。预制凸脚的多种形式是本发明变化和改进的一个方向，除混凝土形式外，预制凸脚也可采取钢结构形式，其可与预制剪力墙浇筑在一起，也可与预制剪力墙相互脱离。如果有其他施工措施能解决上层剪力墙的悬空就位问题，也可以取消预制凸脚，此时水平后浇带内的钢筋可在施工现场布置。

作为优选，装配式钢筋混凝土剪力墙其两侧伸出的与边缘构件连接的连接钢筋为U型，U型钢筋的锚固和连接可靠性高，但U型钢筋对边缘构件内纵筋的施工布置是个挑战，钢筋穿插施工比较复杂。连接钢筋也可以为直线型或L型，此时施工比较方便，连接钢筋的锚固长度往往也能满足要求。

采用本发明的一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其安装施工步骤如下(以叠合楼板为例)：

步骤1：在工厂制作预制剪力墙模板，绑扎剪力墙钢筋，然后浇筑混凝土，上部水平后浇带部位除凸脚外全部留空，养护至设计强度后运至现场，如图1所示；

步骤2：绑扎下层剪力墙边缘构件的钢筋，吊装并就位下层叠合板底板，绑扎叠合板的上部钢筋，如图4所示；

步骤3：吊装上层装配式钢筋混凝土剪力墙，利用下段剪力墙的凸脚作为竖向支撑，辅以必要的横向支撑加以固定，如图5所示；

步骤4：搭设现场浇筑混凝土的模板，可利用预制剪力墙和叠合板底板固定和支撑模板；

步骤5：浇筑叠合板上部、剪力墙边缘构件和水平后浇带的混凝土，利用水平后浇带把上、下段剪力墙和叠合板连接成一个整体；

步骤6：此层混凝土强度满足要求后，可重复步骤2～5，进行上一层的施工。

实施例1：

装配整体式钢筋混凝土剪力墙结构，剪力墙厚200mm，剪力墙抗震等级为三级，混凝土强度等级为C35，层高2.9m，某墙长为4000mm，墙体尺寸及预制构件分割如图6所示，图中1为预制剪力墙段，2为边缘构件，边缘构件混凝土需现场浇筑；预制剪力墙的立面形状及尺寸如图7所示，图中，1为预制剪力墙段，3为凸脚；预制剪力墙与边缘构件连接详A-A剖面，如图8所示，图中1为预制剪力墙段，2为边缘构件，4为U型连接钢筋；预制剪力墙顶的钢筋穿插详B-B剖面，如图9所示，图中5为上段预制剪力墙，6为叠合楼板面负筋，7为叠合楼板底板，8为下段预制剪力墙。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，包括整体预制的钢筋混凝土体块，所述钢筋混凝土体块的两侧和下端均伸出连接钢筋，上端设有水平后浇带和预制混凝土凸脚，水平后浇带内钢筋与凸脚浇筑在一起。

2.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述钢筋混凝土体块上端纵向钢筋在水平后浇带内的形状为倒U型、L型或直线型。

3.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述预制混凝土凸脚作为上层装配式钢筋混凝土剪力墙的的竖向支撑和水平后浇带的抗剪键。

4.根据权利要求1所述的一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述钢筋混凝土体块下端纵向钢筋锚固在下层装配式钢筋混凝土剪力墙的水平后浇带内，其形状为U型、L型或直线型。

5.一种权利要求1所述的装配式钢筋混凝土剪力墙的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在工厂制作预制剪力墙模板，绑扎剪力墙钢筋，然后浇筑混凝土，上部水平后浇带部位除凸脚外全部留空，养护至设计强度后运至现场；

步骤2：绑扎下层剪力墙边缘构件的钢筋，吊装并就位下层叠合板底板，绑扎叠合板的上部钢筋；

步骤3：吊装上层装配式钢筋混凝土剪力墙，利用下段剪力墙的凸脚作为竖向支撑，辅以必要的横向支撑加以固定；

步骤4：搭设现场浇筑混凝土的模板，可利用预制剪力墙和叠合板底板固定和支撑模板；

步骤5：浇筑叠合板上部、剪力墙边缘构件和水平后浇带的混凝土，利用水平后浇带把上、下段剪力墙和叠合板连接成一个整体；

步骤6：此层混凝土强度满足要求后，可重复步骤2～5，进行上一层的施工。

6.一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，包括整体预制的钢筋混凝土体块，所述钢筋混凝土体块的两侧和上端均伸出连接钢筋，下端设有水平后浇带和预制混凝土凸脚，水平后浇带内钢筋与凸脚浇筑在一起。

7.根据权利要求6所述的一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述钢筋混凝土体块下端纵向钢筋在水平后浇带内的形状为U型、L型或直线型。

8.根据权利要求6所述的一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述预制混凝土凸脚作为自身的竖向支撑和水平后浇带的抗剪键。

9.根据权利要求6所述的一种装配式钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述钢筋混凝土体块上端纵向钢筋锚固在上一层装配式钢筋混凝土剪力墙的水平后浇带内，其形状为倒U型、L型或直线型。

10.一种权利要求6所述的装配式钢筋混凝土剪力墙的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在工厂制作预制剪力墙模板，绑扎剪力墙钢筋，然后浇筑混凝土，下部水平后浇带部位除凸脚外全部留空，养护至设计强度后运至现场；

步骤2：绑扎下层剪力墙边缘构件的钢筋，吊装并就位下层叠合板底板，绑扎叠合板的上部钢筋；

步骤3：吊装上层装配式钢筋混凝土剪力墙，利用剪力墙的凸脚作为竖向支撑，辅以必要的横向支撑加以固定；

步骤4：搭设现场浇筑混凝土的模板，可利用预制剪力墙和叠合板底板固定和支撑模板；

步骤5：浇筑叠合板上部、剪力墙边缘构件和水平后浇带的混凝土，利用水平后浇带把上、下段剪力墙和叠合板连接成一个整体；

步骤6：此层混凝土强度满足要求后，可重复步骤2～5，进行上一层的施工。