CN108374504B - 预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构及其施工方法。剪力墙结构包括上、下剪力墙，上、下剪力墙之间施工有叠合水平构件。上剪力墙包括上预制墙体及其两侧的上现浇墙体，上预制墙体与上现浇墙体之间通过上预制墙体内伸出至上现浇墙体内的横筋相固连。下剪力墙包括下预制墙体及其两侧的下现浇墙体，下预制墙体与下现浇墙体之间通过下预制墙体内伸出至下现浇墙体内的横筋相固连。上、下预制墙体之间连接有抗剪键而上、下预制墙体内的竖筋不互相连接。上下相对的上、下现浇墙体内的竖筋互相连接。本发明结构设计合理，抗剪承载力好，施工便捷，成本低，可充分发挥装配式建筑施工速度快的优点。

Description

预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构及其施工方法，属于剪力墙技术领域。

背景技术

各预制剪力墙之间的墙体连接技术是预制装配式钢筋混凝土剪力墙体系的关键，如何设计出受力性能良好、构造措施合理、施工安装简便的连接方式，一直是剪力墙设计的难点。

目前，预制装配式钢筋混凝土剪力墙在进行竖向安装施工过程中，其节点和接缝处的竖向钢筋通常采用套筒灌浆、机械、焊接、间接锚固等方式连接，这些连接方式对现场作业及施工精度要求较高，施工难度大，现场施工量大，施工速度慢，施工质量不易控制，直接导致了装配式剪力墙造价的增加和施工工期的延长。另外，目前装配式剪力墙还是以现场浇筑为主，因此未能充分发挥出装配式剪力墙结构的自身优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构及其施工方法，剪力墙结构设计合理，抗剪承载力等受力性能良好，材料和施工成本低，施工便捷性高，可充分发挥装配式建筑施工速度快的优点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构，其特征在于：它包括上、下剪力墙，上、下剪力墙之间施工有叠合水平构件；上剪力墙包括上预制墙体和位于上预制墙体两侧的上现浇墙体，上预制墙体与上现浇墙体之间通过上预制墙体内伸出至上现浇墙体内的横筋相固连；下剪力墙包括下预制墙体和位于下预制墙体两侧的下现浇墙体，下预制墙体与下现浇墙体之间通过下预制墙体内伸出至下现浇墙体内的横筋相固连；上、下预制墙体之间连接有抗剪键而上、下预制墙体内的竖筋不互相连接；上下相对的上、下现浇墙体内的竖筋互相连接。

一种所述的预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)预制好所述上、下预制墙体，其中：所述上预制墙体底部预埋好所述抗剪键，所述下预制墙体顶部预留好抗剪键凹槽；

2)预制好所述叠合水平构件的预制结构，包括步骤：预制好即将置于所述上、下剪力墙之间的钢筋网格，浇筑混凝土包裹部分钢筋网格形成预制层；

3)在所述下预制墙体两侧施工所述下现浇墙体的钢筋网格；

4)所述下现浇墙体通过浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成，所述下预制墙体和其两侧的所述下现浇墙体形成所述下剪力墙；

5)将所述叠合水平构件的预制结构置于所述下剪力墙上面；

6)将所述上预制墙体置于所述下预制墙体上方，其中：所述上预制墙体下露的所述抗剪键伸入所述下预制墙体的抗剪键凹槽内；

7)在所述上预制墙体两侧施工所述上现浇墙体的钢筋网格；

8)令所述上现浇墙体的钢筋网格中的竖筋与所述下现浇墙体的钢筋网格中的竖筋相固连；

9)对于所述叠合水平构件，继续浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成现浇层，其中：现浇层与预制层一起构成所述叠合水平构件，并且现浇层填充满抗剪键凹槽及填充即将施工完成的所述上、下剪力墙间的空隙；

10)所述上现浇墙体通过浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成，所述上预制墙体和其两侧的所述上现浇墙体形成所述上剪力墙；

11)所述预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构施工完成。

在实际实施中，所述步骤9)与所述步骤10)之间还包括步骤：在所述上预制墙体与其下方建筑结构之间施工接缝灌浆层。

本发明的优点是：

1、本发明结构设计合理，受力可靠，抗震效果好，一方面，在竖向荷载作用下的受力性能等同于普通钢筋混凝土剪力墙结构，另一方面，在侧向荷载作用下，拉力仅由边缘构件承担，压力可由边缘构件和非边缘构件共同承担，呈现一种新型的侧向受力结构。

2、在上、下预制墙体的接缝处设置有抗剪键，保证了本发明剪力墙结构在水平接缝位置具有良好的抗剪承载力。

3、在本发明剪力墙结构的非边缘区域，叠合水平构件(叠合板/梁)可直接搁置在下剪力墙上面，无需考虑对竖筋的影响，施工便利性被大大提高。

4、本发明剪力墙结构的上、下预制墙体在工厂事先预制好，而后在现场进行竖向连接，上、下现浇墙体在现场进行浇筑，从而与上、下预制墙体连接，解决了剪力墙结构以现场浇筑为主，未能充分发挥装配式剪力墙结构自身优势的问题。

5、在本发明中，上、下预制墙体的竖筋上下不连接，大大降低了材料和施工成本，提高了施工便捷性，充分发挥了装配式建筑施工速度快的优点。

附图说明

图1是本发明预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的示意图。

图2是图1的A-A向剖视放大局部示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构包括上、下剪力墙20、10，上、下剪力墙20、10之间施工有叠合水平构件70，叠合水平构件70沿剪力墙结构宽度方向贯穿整个剪力墙结构并延伸；上剪力墙20包括浇筑混凝土预先形成好的上预制墙体21和位于上预制墙体21两侧的现场浇筑混凝土形成的上现浇墙体22，上预制墙体21与上现浇墙体22之间通过上预制墙体21内伸出至上现浇墙体22内的横筋30相固连；下剪力墙10包括浇筑混凝土预先形成好的下预制墙体11和位于下预制墙体11两侧的现场浇筑混凝土形成的下现浇墙体12，下预制墙体11与下现浇墙体12之间通过下预制墙体11内伸出至下现浇墙体12内的横筋30相固连，并且上、下剪力墙20、10中的各墙体一一上下对应，即上预制墙体21与下预制墙体11上下相对，各上现浇墙体22与相应下现浇墙体12上下相对；上、下预制墙体21、11之间连接有抗剪键60而上、下预制墙体21、11内的竖筋40不互相连接；上下相对的上、下现浇墙体22、12内的竖筋(图中未示出)互相连接。

在本发明中，本发明剪力墙结构的长度方向见图1所示，宽度方向见图2所示。

在实际设计中，上预制墙体21借助模板在工厂内通过预先浇筑(此处的预先浇筑是指在到达现场之前执行浇筑作业，从而现场施工时不用再进行浇筑，下同)混凝土包裹钢筋网格形成，并且上预制墙体21底部预埋有抗剪键60，抗剪键60向下露出上预制墙体21。

在实际设计中，下预制墙体11借助模板在工厂内通过预先浇筑混凝土包裹钢筋网格形成，且下预制墙体11顶部预留有使上预制墙体21底部伸出的抗剪键60底部伸入的抗剪键凹槽13。

在本发明中，抗剪键60在施工完叠合水平构件70后实现了上、下预制墙体21、11之间的剪力传递。

在本发明中，上、下预制墙体21、11浇筑用到的钢筋网格由横筋30、竖筋40以及拉接横筋30和竖筋40的拉筋50构成。

在本发明中，上下相对的上、下现浇墙体22、12之间的竖筋连接方式为本领域的已有技术，故图1中没有示出上下相对的上、下现浇墙体22、12之间连接的竖筋。

上、下现浇墙体22、12同样通过竖筋、横筋(包含从上、下预制墙体21、11伸出的部分横筋)以及拉筋构成的钢筋网格，并借助模板浇筑成形。横筋、拉筋的设置可提高抗弯承载力和抗剪承载力。

如图1，从本发明剪力墙结构的长度方向来看，抗剪键60可设置一个或多个，抗剪键60的长度远小于上、下预制墙体21、11的长度，且较佳地，抗剪键60位于上预制墙体21或说下预制墙体11的中部，而从本发明剪力墙结构的宽度方向来看，抗剪键60的宽度远小于上、下预制墙体21、11的宽度。

在实际设计中，叠合水平构件70包括施工于下剪力墙10上的预制层71，以及当预埋有抗剪键60的上预制墙体21置于下预制墙体11上方就位后施工的现浇层72，现浇层72和预制层71一起构成介于上、下剪力墙20、10之间的叠合水平构件70。

进一步来说，预制层71借助模板在工厂内通过预先浇筑混凝土包裹部分钢筋网格75(即钢筋网格75下部分)形成，其中：预制层71的高度大致为整个叠合水平构件70高度的一半；如图2，沿本发明剪力墙结构的宽度方向来看，下剪力墙10两边的预制层71在下预制墙体11顶部的抗剪键凹槽位置不连结，以使抗剪键60可以插入抗剪键凹槽13；沿本发明剪力墙结构的长度方向来看，预制层71介于两个下现浇墙体12内的竖筋之间。

当上预制墙体21下露的抗剪键60置于下预制墙体11上的抗剪键凹槽13内就位后，现浇层72借助模板通过继续浇筑混凝土包裹钢筋网格75形成，钢筋网格75由横筋、竖筋以及拉筋构成，现浇层72与预制层71一起构成叠合水平构件70而介于上、下剪力墙20、10之间，并且现浇层72进一步填充了抗剪键凹槽13及上、下剪力墙20、10之间的空隙。

在本发明中，横筋30为横向钢筋，竖筋40为竖向钢筋，拉筋50为用于将横筋30与竖筋40拉接在一起形成钢筋网格的诸如U型钢筋等。

在实际施工中，叠合水平构件70可为叠合板或叠合梁。

若叠合水平构件70为叠合板，则沿本发明剪力墙结构的长度方向，叠合板为通长的，因此，下剪力墙10上除了抗剪键凹槽13形成的凹槽结构之外，其顶面为平齐的，或说大致平齐的。若叠合水平构件70为叠合梁，则若干叠合梁沿本发明剪力墙结构的长度方向间隔设置，叠合梁的长度方向与本发明剪力墙结构的长度方向相垂直，因此，下剪力墙10上除了抗剪键凹槽13形成的凹槽结构之外，其顶面沿本发明剪力墙结构的长度方向，根据叠合梁的纵截面和叠合梁数量呈现为矩形齿状，相邻两个矩形齿之间的凹槽内设有一个叠合梁，叠合梁和矩形齿共同将上、下剪力墙20、10之间的空隙填满。

进一步来说，若叠合水平构件70为叠合板，则抗剪键60在施工完叠合水平构件70后贯穿叠合水平构件70并与叠合水平构件70相连接为一体。若叠合水平构件70为叠合梁，则抗剪键60在施工完叠合水平构件70后不一定贯穿叠合水平构件70，抗剪键60可能贯穿并与叠合水平构件70相连接为一体(此种做法因加大施工难度而不推荐)，也可能贯穿下剪力墙10并与下剪力墙10相连接为一体。

在实际实施时，叠合板、叠合梁的结构和施工工艺为本领域的熟知技术，图1和图2示出的是叠合板的结构，叠合梁的结构请参考图1和图2来理解。

在本发明中，上预制墙体21与其下方建筑结构之间施工有接缝灌浆层80，其中：当叠合水平构件70为叠合板时，建筑结构是指叠合板，即上预制墙体21的底面与其下方叠合板的顶面之间施工有接缝灌浆层80；当叠合水平构件70为叠合梁时，建筑结构是指叠合梁和下预制墙体，即上预制墙体21的底面与其下方叠合梁和下预制墙体的顶面之间施工有接缝灌浆层80。

在本发明中，上、下预制墙体21、11、叠合水平构件70、上、下现浇墙体22、12浇筑用到的钢筋网格的结构及施工属于本领域的熟知技术。

在本发明中，模板可根据浇筑需要而合理设计其形状、尺寸、使用方式等，模板属于本领域的熟知浇筑用具，故在这里不加以描述。

在本发明中，如图1，图中示出了边缘区域92与非边缘区域91的分界线90，也就是说，上预制墙体21与各上现浇墙体22之间、下预制墙体11与各下现浇墙体12之间形成了边缘区域92与非边缘区域91的分界线90，上、下预制墙体21、11所处区域被认为是非边缘区域91，上、下现浇墙体22、12所处区域被认为是边缘区域92。进一步来说，位于非边缘区域91内的横筋部分、竖筋40、拉筋50被认为是非边缘构件，位于边缘区域92内的横筋、竖筋、拉筋以及从非边缘区域91伸出的横筋部分被认为是边缘构件。

从上述描述可以看出，在非边缘区域91内，在上下方向上，非边缘构件竖筋40在叠合水平构件所在水平位置是不连续的而混凝土是保持连续的，即上面的非边缘区域91的混凝土、叠合水平构件70的混凝土与下面的非边缘区域91的混凝土是上下连续的且上述三部分混凝土的连续可靠性通过抗剪键60进一步实现，抗剪键60保证了三部分混凝土两两之间水平接缝的抗剪承载力。在边缘区域92内，在上下方向上，边缘构件竖筋在叠合水平构件所在水平位置是连续的且混凝土是保持连续的，具有良好的水平方向抗剪承载力。

另外，本发明还提出了一种预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的施工方法，它包括步骤：

1)预制好上、下预制墙体21、11，其中：上预制墙体21底部预埋好抗剪键60，下预制墙体11顶部预留好抗剪键凹槽13；

2)预制好叠合水平构件70的预制结构，包括步骤：预制好即将置于上、下剪力墙20、10之间的钢筋网格75，借助模板浇筑混凝土包裹部分钢筋网格75形成预制层71，也就是说，预制结构包括即将置于上、下剪力墙20、10之间的钢筋网格75和包裹部分钢筋网格75浇筑形成的预制层71；

3)在下预制墙体11两侧施工下现浇墙体12的钢筋网格；

4)下现浇墙体12通过浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成，下预制墙体11和其两侧的下现浇墙体12形成下剪力墙10；

5)将叠合水平构件70的预制结构置于下剪力墙10(此处的下剪力墙可理解为下预制墙体11和其两侧的下现浇墙体12，或者下预制墙体11和其两侧的下现浇墙体12的钢筋网格)上面，其中：对于叠合板而言，叠合水平构件70的预制结构沿本发明剪力墙结构的长度方向向两侧伸展但预制层71介于两个下现浇墙体12的竖筋之间；对于叠合梁而言，叠合水平构件70的预制结构沿本发明剪力墙结构的长度方向向两侧设置且预制层71介于两个下现浇墙体12的竖筋之间；

6)将上预制墙体21置于下预制墙体11上方，其中：上预制墙体21下露的抗剪键60伸入下预制墙体11的抗剪键凹槽13内；

7)在上预制墙体21两侧施工上现浇墙体22的钢筋网格；

8)令上现浇墙体22的钢筋网格中的竖筋与下现浇墙体12的钢筋网格中的竖筋相固连；

9)对于叠合水平构件70，借助模板继续浇筑混凝土包裹钢筋网格75形成现浇层72，其中：现浇层72与预制层71一起构成叠合水平构件70而介于即将施工完成的上、下剪力墙20、10之间，并且现浇层72填充满抗剪键凹槽13及填充即将施工完成的上、下剪力墙20、10之间的空隙；

10)上现浇墙体22通过浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成，上预制墙体21和其两侧的上现浇墙体22形成上剪力墙20；

11)预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构施工完成，其中：上、下预制墙体21、11通过抗剪键60互相连接而上、下预制墙体21、11内的竖筋40不互相连接，上下相对的上、下现浇墙体22、12内的竖筋互相连接。

在实际实施时，步骤9)与步骤10)之间还可包括步骤：在上预制墙体21与其下方建筑结构之间施工接缝灌浆层80。

在本发明中，上、下预制墙体21、11，以及叠合水平构件70的预制结构都是在到达现场之前，在工厂内预先制作好的，从而施工时不用再现场浇筑，它们都是预制构件。另外，上、下预制墙体21、11除了浇筑混凝土包裹钢筋网格之外，混凝土外侧还可设有保护层。

在本发明中，上、下现浇墙体22、12如何借助模板浇筑成形，上、下预制墙体21、11如何借助模板浇筑成形，以及叠合水平构件70的预制层71、现浇层72如何借助模板浇筑成形，这些均属于本领域的熟知技术，故不在这里详述。

本发明的优点是：

本发明剪力墙结构设计合理，抗剪承载力等受力性能良好，材料和施工成本低，施工便捷性高，可充分发挥装配式建筑施工速度快的优点。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构，其特征在于：它包括上剪力墙、下剪力墙，上剪力墙、下剪力墙之间施工有叠合水平构件；上剪力墙包括上预制墙体和位于上预制墙体两侧的上现浇墙体，上预制墙体与上现浇墙体之间通过上预制墙体内伸出至上现浇墙体内的横筋相固连；下剪力墙包括下预制墙体和位于下预制墙体两侧的下现浇墙体，下预制墙体与下现浇墙体之间通过下预制墙体内伸出至下现浇墙体内的横筋相固连；上预制墙体、下预制墙体之间连接有抗剪键而上预制墙体、下预制墙体内的竖筋不互相连接；上下相对的上现浇墙体、下现浇墙体内的竖筋互相连接；叠合水平构件包括施工于下剪力墙上的预制层，以及当预埋有抗剪键的上预制墙体置于下预制墙体上方后施工的现浇层，现浇层和预制层一起构成介于上剪力墙、下剪力墙之间的叠合水平构件；叠合水平构件为叠合板或叠合梁，其中：

若叠合水平构件为叠合板，则沿预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的长度方向，叠合板为通长的，下剪力墙上除抗剪键凹槽形成的凹槽结构之外，顶面为平齐的；若叠合水平构件为叠合梁，则若干叠合梁沿预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的长度方向间隔设置，叠合梁的长度方向与预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的长度方向相垂直，下剪力墙上除抗剪键凹槽形成的凹槽结构之外，顶面沿预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的长度方向呈现为矩形齿状，相邻两个矩形齿之间的凹槽内设有一个叠合梁，叠合梁和矩形齿共同将上剪力墙、下剪力墙之间的空隙填满。

2.如权利要求1所述的预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构，其特征在于：

所述上预制墙体通过预先浇筑混凝土包裹钢筋网格形成，并且所述上预制墙体底部预埋有所述抗剪键，所述抗剪键向下露出；

所述下预制墙体通过预先浇筑混凝土包裹钢筋网格形成，且所述下预制墙体顶部预留有使所述上预制墙体底部伸出的所述抗剪键伸入的抗剪键凹槽；

所述抗剪键在施工完所述叠合水平构件后实现所述上预制墙体、下预制墙体之间的剪力传递。

3.如权利要求2所述的预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构，其特征在于：

所述上预制墙体、所述下预制墙体浇筑用到的所述钢筋网格由横筋、竖筋以及拉接横筋和竖筋的拉筋构成。

4.如权利要求1所述的预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构，其特征在于：

所述预制层通过预先浇筑混凝土包裹部分钢筋网格形成，其中：所述预制层在所述下预制墙体顶部的抗剪键凹槽位置不连结，以使抗剪键可插入抗剪键凹槽；所述预制层在水平方向上介于两个所述下现浇墙体内的所述竖筋之间；

当所述上预制墙体下露的所述抗剪键置于所述下预制墙体上的抗剪键凹槽内后，所述现浇层通过继续浇筑混凝土包裹钢筋网格形成，所述现浇层与所述预制层一起构成所述叠合水平构件，并填充抗剪键凹槽及所述上剪力墙、所述下剪力墙之间的空隙。

5.如权利要求1所述的预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构，其特征在于：

所述上预制墙体与其下方建筑结构之间施工有接缝灌浆层。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的施工方法，其特征在于，它包括步骤：

1)预制好所述上预制墙体、所述下预制墙体，其中：所述上预制墙体底部预埋好所述抗剪键，所述下预制墙体顶部预留好抗剪键凹槽；

2)预制好所述叠合水平构件的预制结构，包括步骤：预制好即将置于所述上剪力墙、所述下剪力墙之间的钢筋网格，浇筑混凝土包裹部分钢筋网格形成预制层；

3)在所述下预制墙体两侧施工所述下现浇墙体的钢筋网格；

4)所述下现浇墙体通过浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成，所述下预制墙体和其两侧的所述下现浇墙体形成所述下剪力墙；

5)将所述叠合水平构件的预制结构置于所述下剪力墙上面；

6)将所述上预制墙体置于所述下预制墙体上方，其中：所述上预制墙体下露的所述抗剪键伸入所述下预制墙体的抗剪键凹槽内；

7)在所述上预制墙体两侧施工所述上现浇墙体的钢筋网格；

8)令所述上现浇墙体的钢筋网格中的竖筋与所述下现浇墙体的钢筋网格中的竖筋相固连；

9)对于所述叠合水平构件，继续浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成现浇层，其中：现浇层与预制层一起构成所述叠合水平构件，并且现浇层填充满抗剪键凹槽及填充即将施工完成的所述上剪力墙、所述下剪力墙间的空隙；

10)所述上现浇墙体通过浇筑混凝土包裹自身钢筋网格形成，所述上预制墙体和其两侧的所述上现浇墙体形成所述上剪力墙；

11)所述预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构施工完成。

7.如权利要求6所述的预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构的施工方法，其特征在于：

所述步骤9)与所述步骤10)之间还包括步骤：在所述上预制墙体与其下方建筑结构之间施工接缝灌浆层。

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