预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构中预制外墙模板的结构设计

预制钢筋混凝土叠合剪力墙是由预制外模板加现浇钢筋混凝土剪力墙组成的。预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构在产业化住宅中占重要的地位。叠合剪力墙预制外模板的设计是预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计的重要组成部分。对于一般的结构设计人员,这是一项新的工作。文章结合具体的设计项目参考日本的相关资料和文献【4】,对于叠合剪力墙预制外模板的设计进行了详细介绍。其中包括预制外模板设计的荷载工况、内力计算方法、预制外模板组合梁的承载力等内容。为叠合剪力墙预制外模板的设计提供了可参考的设计实例。     

预制墙板内现浇自密实混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究

通过5片预制普通混凝土(NC)墙板内现浇自密实混凝土(SCC) 叠合剪力墙试件,2片预制普通混凝土墙板内现浇普通混凝土叠合剪力墙试件的低周反复荷载试验,研究在不同墙体边缘构件约束形式、轴压比以及保温层设置与否等条件下,预制墙板内现浇SCC叠合剪力墙的抗震性能,分析现浇SCC与预制墙板叠合剪力墙受力全过程,以及承载能力、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能能力等,并将现浇SCC与现浇NC两种叠合剪力墙进行对比。分析结果表明：现浇SCC与预制墙板叠合剪力墙具有较好的抗震性能;两侧预制墙板之间的桁架钢筋起着良好连接作用,使预制加现浇的叠合墙体能整体协同受力;预制墙板内现浇SCC叠合剪力墙承载力不低于预制墙板内现浇NC叠合剪力墙;两者的受力性能、破坏形态及裂缝分布基本相同,滞回曲线、耗能能力、刚度退化等指标接近;预制墙板内现浇SCC叠合剪力墙的延性好于预制墙板内现浇NC叠合剪力墙;轴压比从0.1增加到0.2,有利于改善叠合墙体承载力;与不设置边缘构件叠合剪力墙相比,边缘构件采用暗柱形式的叠合剪力墙整体工作性能增强。     

带水平接缝单面叠合剪力墙平面外受力性能试验研究

为研究采用《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231-2016)附录A规定的水平接缝连接方式的单面叠合剪力墙平面外受力性能,完成了1片带水平接缝单面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙试件的平面外受力单调加载试验.结果表明:单面叠合剪力墙试件的裂缝分布形态与现浇剪力墙试件相同,均表现为典型的弯曲破坏特征;单面叠合剪力墙试件在平面外受力时的初始刚度、延性性能、极限承载力均明显高于现浇剪力墙试件,平面外刚度退化速度略大于现浇剪力墙试件;采用该水平接缝连接方式的竖向连接钢筋能有效传递钢筋应力;在平面外荷载作用下,单面叠合剪力墙的整体性保持完好,预制-后浇混凝土界面未发生剪切滑移破坏.在试验研究基础上,采用ABAQUS软件对试件进行有限元建模分析,计算结果与试验结果吻合良好;计算结果表明,随着轴压比增大,单面叠合剪力墙的平面外承载力明显增加,而延性明显降低;竖向连接钢筋搭接长度越短,平面外承载力越低.     

高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计

高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构的设计包含许多新的设计内容。目前尚无配套的设计规范及计算分析软件。通过在研究预制钢筋混凝土叠合剪力墙试验资料的基础上,采用了两种设计方法。方法一是将PC和PCF作为结构的外加荷载进行结构的强度设计,但考虑PC及PCF构件的刚度对结构周期以及主要计算参数的影响。方法二是在进行结构的刚度分析,控制结构位移时,将PC和PCF作为结构的构件,以此计算结果作为控制结构刚度的依据。运用上述两种方法将结构简化后,仍采用现行的计算软件进行结构分析。通过实际工程的计算结果,可以看出,这两种方法在满足现行设计规范的同时也优化了高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙的结构设计。     

钢筋混凝土水平拼接叠合剪力墙抗震性能试验研究

通过对3片钢筋混凝土水平拼接叠合剪力墙、1片钢筋混凝土整体叠合剪力墙和1片钢筋混凝土全现浇剪力墙进行抗震性能试验研究,对比研究了试件的裂缝发展情况及破坏形态,分析了试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能性能等。研究结果表明：水平拼接叠合剪力墙与整体叠合剪力墙以及全现浇剪力墙的受力过程、破坏模式基本相同,抗震性能指标相近,具有较好的抗震性能;水平拼接节点构造合理,水平拼接叠合剪力墙的承载能力不低于整体叠合剪力墙;剪式支架能使钢筋混凝土叠合剪力墙的预制部分与现浇混凝土形成整体,协同工作承受外部荷载。     

预制带肋叠合整体式剪力墙拟静力试验研究

通过对1片普通钢筋混凝土现浇剪力墙和1片预制带肋叠合整体式剪力墙的拟静力试验,对两片剪力墙的破坏形态、承载力、变形能力、滞回特性、刚度退化、耗能能力等进行研究分析。结果表明:两片剪力墙均发生弯曲破坏;叠合剪力墙整体性好,其破坏形态、裂缝分布、滞回特性、刚度退化趋势与现浇剪力墙近似;叠合剪力墙的整体刚度大于现浇剪力墙,位移延性及耗能性能与现浇剪力墙相近。     

双面叠合剪力墙平面外受力性能

为研究带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙的平面外受力性能,完成了1片双面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙足尺试件的平面外静力加载试验和有限元参数分析,对比分析了各试件的破坏形态、荷载-位移曲线、刚度退化特征和水平接缝处竖向连接钢筋的传力性能,提出了双面叠合剪力墙平面外受弯承载力和水平接缝截面受剪承载力的计算方法。结果表明:双面叠合剪力墙与现浇剪力墙试件的破坏形态基本相同,均为平面外弯曲破坏,与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙试件的初始裂缝出现在底部水平接缝处,随后在墙面出现并逐级向上发展,表现出良好的延性破坏特征; 双面叠合剪力墙试件具有较高的平面外受弯承载力和变形能力,其初始刚度、极限承载力、平面外位移延性系数均大于现浇剪力墙试件; 双面叠合剪力墙试件的有限元计算结果与试验结果吻合良好; 随着轴压比增加,叠合剪力墙平面外承载力明显增加,但延性明显降低; 高厚比越小,叠合剪力墙平面外承载力越高,而对延性则影响不大; 提出的受弯承载力计算结果与试验结果吻合较好,可用于指导工程实践。     

钢筋混凝土开洞叠合剪力墙抗震性能试验研究

通过对4片钢筋混凝土开洞叠合剪力墙和2片普通钢筋混凝土开洞剪力墙进行抗震性能试验研究,对比研究了试件的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能能力等。研究结果表明：钢筋混凝土开洞叠合剪力墙的受力性能基本和普通钢筋混凝土开洞剪力墙相同,具有较好的抗震性能;保温层外侧的预制钢筋混凝土板能够协同参与受力,与普通钢筋混凝土开洞剪力墙相比,其承载力可提高约7%,并可有效降低其刚度退化;剪式支架能使钢筋混凝土开洞叠合剪力墙的预制部分与现浇混凝土形成整体,共同参与工作。     

PCa内浇外挂技术在住宅工业化体系中的应用与研究

PCa内浇外挂体系是预制拼装与现浇钢筋混凝土相结合的一种结构施工形式,横、纵剪力墙均用钢筋混凝土现浇,外部非承重墙采用预制的钢筋混凝土墙板。预制复合梁的外墙通过梁的预留纵筋与现浇剪力墙的钢筋绑扎连接再和混凝土现浇与主体结构形成整体;叠合梁的荷载直接传递给现浇剪力墙或暗柱,而预制外墙不承重,且外墙底部与楼板之间不连接。基于实际项目,介绍内浇外挂体系的非承重构件的外挂、承重构件的现浇连接和接缝防水3大关键技术;并通过统计和计算标准层施工所需的人工费,对比分析内浇外挂式施工方式与传统现浇施工方式的技术经济效果。     

预制混凝土空心模剪力墙受力性能试验研究

通过1个钢筋混凝土剪力墙试件和5个横向孔洞为矩形的预制混凝土空心模剪力墙试件的拟静力试验,研究了采用纵向孔洞为圆形、横向孔洞为矩形的空心模构造的预制混凝土空心模剪力墙试件的受力性能。结果表明：该预制混凝土空心模剪力墙沿竖向分布钢筋位置出现竖向裂缝,避免了脆性破坏发生,位移延性系数为3.87~6.47,变形性能良好;现浇与预制混凝土结合面是墙体受力的薄弱部位,降低了墙体的受剪承载力,对高轴压比试件尤为显著;空心模剪力墙在正常使用阶段的刚度与现浇混凝土剪力墙相似,在设计计算时无需对刚度进行折减;提高轴压比和减小剪跨比能够增加墙体的初始刚度,但加快了后期刚度退化速率;降低水平钢筋配筋量对墙体的受剪承载力和变形能力影响较小,但降低了开裂荷载,增加了裂缝宽度。     

冷挤压套筒连接RC装配式剪力墙抗震性能试验研究

为解决RC装配式剪力墙钢筋连接施工和质量检验困难的问题,提出了一种采用冷挤压套筒钢筋连接方式的装配式剪力墙构造形式。为探明此连接方式装配式剪力墙的可行性及其抗震性能,完成7个装配式剪力墙试件和2个现浇剪力墙对比试件的拟静力试验。对试件的水平荷载-侧移曲线及其特征点、钢筋应变进行了分析。结果表明：装配式剪力墙试件和现浇剪力墙试件均为压弯破坏。在简化构造的情况下,冷挤压套筒连接能有效传递钢筋拉压力。采用该连接的装配式剪力墙具有良好的抗震性能,耗能能力、延性均与现浇剪力墙试件接近。在轴压比为0.25~0.6范围内,轴压比增大,承载力增大,极限位移角减小;在剪跨比为0.9~1.35范围内,剪跨比增大,承载力减小,极限位移角增大,刚度退化更为平缓。     

复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙抗震性能试验研究

复合齿槽U型筋搭接连接装配式混凝土剪力墙由预留复合齿槽区预制墙体、暗柱及上下层墙体U型筋连接节点组成。为研究该装配式剪力墙的抗震性能,通过1个现浇和3个预制剪力墙试件的低周反复加载试验,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度退化和钢筋应变。结果表明：所有剪力墙破坏形态均为暗柱纵筋压屈、墙体两侧底部混凝土压碎剥落的压弯破坏;采用双填料口能够保证复合齿槽后浇区混凝土的密实度,复合齿槽区形成的暗梁对墙体底部具有强化作用;剪力墙竖向分布钢筋采用U型筋在复合齿槽区搭接连接能够有效传递钢筋应力;相同轴压比条件下,预制剪力墙承载力约为现浇剪力墙的90%;预制剪力墙的极限位移角为1/72~1/51,平均位移延性系数均大于5;同一位移下,预制剪力墙的累积耗能略大于现浇剪力墙。可采用GB 50010—2010中建议公式计算复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙的压弯承载力,计算结果偏于安全。     

预制混凝土剪力墙结构体系研究进展

预制混凝土剪力墙结构具有抗侧刚度大、承载力高、室内空间规整等优势，是我国预制混凝土高层住宅最常用的结构型式之一。按照墙体构造的不同，预制混凝土剪力墙结构体系主要包括实心剪力墙体系、叠合剪力墙体系和夹心保温剪力墙体系三大类。通过对国内外相关研究成果的系统分析与总结，明确不同类型预制混凝土剪力墙结构的构造特点、受力性能及其设计方法。在此基础上，介绍了目前国内外有关预制混凝土剪力墙结构体系的技术标准情况，并对预制混凝土剪力墙结构体系今后的研究方向进行了展望。     

点连接自保温节能剪力墙抗震性能试验研究

提出一种集承重与节能为一体的新型剪力墙结构体系——点连接自保温节能剪力墙结构。通过三片点连接自保温剪力墙体在水平低周反复荷载作用下的试验,考察了结构的裂缝开展、受力全过程和破坏形态,分析了节能剪力墙体的变形性能、延性、耗能能力等抗震性能,探讨了螺栓点连接的可靠性和受力机理。研究结果表明,点连接自保温剪力墙结构体系结构安全可靠、受力性能良好,在水平低周反复荷载作用下,外侧预制混凝土模板不会发生脱落、分离、倒塌破坏,证明螺栓点连接是一种有效的连接方式,可以保证现浇主体混凝土剪力墙与外侧预制混凝土板形成整体,共同工作。为点连接自保温节能剪力墙结构体系的工程应用提供依据。     

叠合整体式混凝土剪力墙轴心受压性能研究

通过对1个现浇和7个叠合整体式混凝土剪力墙足尺试件的轴心受压试验,考察了其在轴心荷载作用下的受力性能、破坏模态和承载力,分析高厚比、预制部分截面面积占全截面面积比例（预制率）和预制薄板板肋方向等因素对剪力墙试件轴心受压性能的影响。结果表明,叠合整体式混凝土剪力墙破坏模态分为叠合面开裂破坏和轴心受压破坏两种：叠合面开裂破坏前,有明显的开裂现象,破坏过程平缓,试件承载力较低;轴心受压破坏前,试件表面无明显的裂缝产生,破坏过程突然,承载力较高。墙体高厚比对试件的承载力影响不明显;预制率越高,压缩刚度越大,墙体竖向变形越小;预制薄板板肋对叠合墙受压性能影响较小。针对叠合整体式混凝土剪力墙轴心受压破坏模态,总结中、美两国规范及已有研究中的轴心受压构件承载力计算公式,给出了叠合整体式混凝土剪力墙的轴心受压承载力简化计算式,其计算值与试验值吻合较好。     

气泡膜成型的预制混凝土构件结合面受剪性能

“等同现浇”装配式混凝土结构通过后浇混凝土将预制混凝土构件连接形成整体,预制构件与后浇混凝土之间的结合面往往需要通过各种工艺形成粗糙面,以保证新、老混凝土的黏结性能。提出一种采用气泡膜成型的预制构件结合面做法,并通过试验研究其受剪性能。试件按双剪试验设计,考虑混凝土强度等级、结合面连接钢筋配置等参数的变化,主要从承载力及延性方面与整体浇筑试件进行对比。试验及分析结果表明,气泡膜成型试件受剪承载力满足设计要求,为整体浇筑试件受剪承载力的71%～93%,延性两者则基本相当;混凝土强度等级的提高可增强试件受剪承载力,连接钢筋可有效改善试件受剪承载力并显著提高延性,由于整浇试件偏弯剪受力状态,导致连接钢筋对整浇试件受剪性能的改善作用较气泡膜成型试件更为明显;在连接钢筋配筋率基本相当的前提下,建议采用直径较小、间距较密的钢筋配置方案。     

Experimental study on seismic performance of L‐shaped partly precast reinforced concrete shear wall with cast‐in‐situ boundary elements

In order to promote industrial production of reinforced concrete shear wall, a typical partly precast reinforced concrete shear wall with both end boundary elements cast‐in‐situ and the other part precast is experimentally studied. In this paper, three L‐shaped specimens of this kind and one completely cast‐in‐situ specimen as a control group are tested under low‐frequency cyclic loading to investigate their safety, applicability, and different characteristics. For the partly precast specimen, the vertical distributed reinforcements of precast part are equivalently spliced by grouting sleeves arranged along the center line of the wall whereas the horizontal reinforcements are directly anchored into the cast‐in‐situ boundary elements. During the test, the axial compression ratio of these specimens is fixed at 0.2, 0.3, and 0.5, respectively. Such test phenomena and test data including failure modes, yielding load and displacement, the skeleton curve, energy dissipation, stiffness degradation, ductility, and so on are observed, analyzed, and compared. Chinese code and American Concrete Institute code are adopted to estimate the bearing capacity. Results show that the partly precast specimens have good integrity. With the increase of axial compression ratio, the bearing capacity of these partly precast specimens increases whereas the ductility decreases. It is also found that the partly precast specimens have slightly lower bearing capacity compared with the cast‐in‐situ specimen as well as excellent deformation capacity and ductility, which indicates the tested partly precast shear wall has good and reliable seismic performance and can be used as a structural element in building construction.