一种装配式剪力墙竖向机械连接的方法与流程

技术领域：

本发明属于建筑结构连接构造领域，特别是涉及一种装配式混凝土剪力墙的竖向干法连接构造及施工工法。

背景技术：
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近年来，装配式混凝土剪力墙结构在房屋建筑领域的应用比较广泛，由于其有效提高了建筑质量，施工效率；并且节约材料，节能减排环保，节省劳动力并改善劳动条件；缩短工期，方便冬季施工等的效果，因此在我国建筑工业化当中扮演主要角色。

在装配式混凝土剪力墙构件中，剪力墙的竖向连接是关键技术之一。国内现阶段对装配式剪力墙常用的竖向连接方式为套筒灌浆连接和浆锚搭接连接等。上述连接方式在实践中应用广泛，抗震性能也能满足规范的要求。但对于剪力墙结构，竖向分布筋较多，过多的连接接头造成施工难度加大，造价提高，同时对剪力墙的抗震性能也有不利的影响，且现有连接方法均存在缺点:一、剪力墙竖向连接部位存在冷热桥降低建筑的保温性能；二、剪力墙竖向钢筋连接难度较大，钢筋套筒灌浆连接的套筒及灌浆料成本高，施工质量验收不方便进行；三、抽芯成孔箍筋约束钢筋浆锚搭接连接和金属波纹管成孔钢筋浆锚搭接连接为竖向钢筋逐根连接，存在开孔数量多，安装难度大，灌浆料使用量大，开孔处保护层易开裂等缺点；四、预制墙体竖向钢筋一般为双面筋，其根数较多搭接长度较长，上端均有较长钢筋伸出墙外，不便于运输和施工。

鉴于目前装配式混凝土剪力墙竖向连接以套筒灌浆连接和浆锚搭接连接居多，本发明拟结合装配式混凝土剪力墙实际施工需要，通过利用机械套筒连接和埋置刚性预埋件的方法寻求设计提供一种更为方便快捷且可靠的剪力墙竖向连接方式，实现可拆卸连接。

技术实现要素：
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本发明目的是为了克服现有装配式混凝土剪力墙竖向连接的不足与缺陷，根据机械套筒连接和埋置刚性预埋件的方法，提出一种装配式剪力墙竖向机械连接的方法，该方法通过在剪力墙浇筑时交叉预埋带穿筋孔的刚性金属盒，上层剪力墙构件甩出有底部竖向甩筋(长度不小于套筒长度)，下层剪力墙构件甩出有顶部竖向甩筋，竖向甩筋均穿过相应的位置伸入刚性金属盒中，并通过在刚性金属盒中利用套筒螺纹连接。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种装配式剪力墙竖向机械连接的方法的具体步骤按照如下方式进行：

s1、剪力墙构件的设计和拆分

根据结构荷载和《装配式混凝土结构设计规程》对上层剪力墙和下层剪力墙的构件进行设计和拆分，确定出上层剪力墙和下层剪力墙竖向连接构造的构件的位置，确定上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋的直径、间距和位置；

s2、刚性金属盒预埋件相关规格属性的确定

(1)刚性金属盒预埋件的定位

刚性金属盒预埋件预埋于上层剪力墙的下端或者下层剪力墙的上端，其上下端分别开有安装上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋的上部穿筋孔和底部穿筋孔，其中预埋位置根据s1确定的上层剪力墙和下层剪力墙竖向连接构造的构件位置和上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋的信息，在上层剪力墙的底部位置对刚性金属盒预埋件进行定位；

(2)刚性金属盒预埋件材料和尺寸的确定

根据上层剪力墙和下层剪力墙的结构荷载和受力形式选择符合承载力要求的刚性金属盒预埋件的材料和壁厚度，以保证刚性金属盒预埋件的承载力不小于上层剪力墙和下层剪力墙构件的承载力，并设计出与上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋相配合使用的套筒，其中套筒套在上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋上以对其进行固定；

s3、将刚性金属盒预埋件与上层剪力墙内部钢筋利用拉结筋焊接或螺栓进行有效固定，使刚性金属盒预埋件与上层剪力墙成为一个有效整体，然后采用平模法组装预制混凝土的剪力墙构件的模具，浇筑剪力墙构件的混凝土，并对上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋进行清理以及对上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋的甩出端套丝外螺纹；

s4、上层剪力墙和下层剪力墙构件的养护和脱模检查

采用蒸汽养护法对浇筑完成的上层剪力墙和下层剪力墙构件进行养护，并对上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋进行防锈漆的防腐蚀处理；养护完成后拆除上层剪力墙和下层剪力墙构件的模具，并对上层剪力墙和下层剪力墙构件的表面、尺寸、预埋件的位置进行检查、调整改进，然后将所有的上层剪力墙和下层剪力墙构件按照运输方案依次运至安装使用处；

s5、吊装施工安装

对下层剪力墙构件的下层剪力墙顶部竖向甩筋进行校正，确保下层剪力墙顶部竖向甩筋穿过刚性金属盒预埋件底板的底部穿筋孔，按照吊装方案，吊装上层剪力墙构件至下层剪力墙构件的预定位置对齐，将下层剪力墙构件的下层剪力墙顶部竖向甩筋穿过下层剪力墙中刚性金属盒预埋件底板的底部穿筋孔，并且通过套筒与上层剪力墙构件的上层剪力墙底部竖向甩筋进行紧固机械连接。

进一步的，本发明中钢筋机械连接用的套筒具体设计方式按照如下方式进行，套筒选用直螺纹套筒，用以对上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋进行机械连接，直螺纹套筒的类型，型号和尺寸(外径d和长度l)参照《钢筋机械连接用套筒》(jg/t163-2013)中的附录a进行设计。

进一步的，本发明中刚性金属盒预埋件为前后侧敞口结构，敞口面与上层剪力墙和下层剪力墙内外墙面平行，且一侧紧贴墙面，并在墙底部墙面形成方形洞口。

进一步的，本发明中刚性金属盒预埋件的最佳长l为100mm，宽为c/2，其中c为剪力墙厚，高度根据下式确定：

h＝l+2×a+2×b(1)

式中：h为刚性金属盒预埋件的高度；l为套筒长度；a为套筒端部与邻近刚性金属盒预埋件内壁的间距；b为刚性金属盒预埋件的壁厚。

本发明与现有技术相比，取得的有益效果如下：

通过刚性金属盒预埋件来作为机械安装和连接中介，不仅保证了连接强度，同时能够使上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋对接和安装方便，提高了安装和施工效率，有效提高施工进度，减少现场的湿作业，提高了建筑结构的装配化水平，同时采用套筒套在上层剪力墙底部竖向甩筋和下层剪力墙顶部竖向甩筋的结构，能够有效增加连接的稳固性和连接强度，刚性金属盒预埋件采用前后侧敞口结构，能够便于观察连接情况，也便于后续施工，综述，其主体结构简单，设计构思巧妙，使用安全方便，能够实现上层剪力墙和下层剪力墙的快速连接，有效提高了施工速度，应用环境友好，市场前景广阔。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程示意框图。

图2为本发明涉及的上、下层剪力墙构件竖向连接的结构拆原理分示意图。

图3为本发明涉及的图2中的a-a剖面结构原理示意图。

图4为本发明涉及的图2中的b-b剖面结构原理示意图。

图5为本发明涉及的图2中的c-c剖面结构原理示意图。

图6、上、下层剪力墙构件竖向连接的结构组合原理示意图。

附图标记说明：上层剪力墙1、上部穿筋孔2、上层剪力墙底部竖向甩筋3、套筒4、刚性金属盒预埋件5、底部穿筋孔6、下层剪力墙顶部竖向甩筋7、下层剪力墙8。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的一种装配式剪力墙竖向机械连接的方法的具体步骤按照如下方式进行：

s1、剪力墙构件的设计和拆分

根据结构荷载和《装配式混凝土结构设计规程》对上层剪力墙1和下层剪力墙8的构件进行设计和拆分，确定出上层剪力墙1和下层剪力墙8竖向连接构造的构件的位置，确定上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7的直径、间距和位置；

s2、刚性金属盒预埋件5相关属性的确定

(1)刚性金属盒预埋件5的定位

刚性金属盒预埋件5预埋于上层剪力墙1的下端或者下层剪力墙8的上端，其上下端分别开有安装上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7的上部穿筋孔2和底部穿筋孔6，其中预埋位置根据s1确定的上层剪力墙1和下层剪力墙8竖向连接构造的构件位置和上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7的信息，在上层剪力墙1的底部位置对刚性金属盒预埋件5进行定位；

(2)刚性金属盒预埋件5材料和尺寸的确定

根据上层剪力墙1和下层剪力墙8的结构荷载和受力形式选择符合承载力要求的刚性金属盒预埋件5的材料和壁厚度，以保证刚性金属盒预埋件5的承载力不小于上层剪力墙1和下层剪力墙8构件的承载力，并设计出与上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7相配合使用的套筒4，其中套筒4套在上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7上以对其进行固定；

s3、将刚性金属盒预埋件5与上层剪力墙1的内部钢筋利用拉结筋焊接或螺栓进行有效固定，使刚性金属盒预埋件5与上层剪力墙1成为一个有效整体，然后采用平模法组装预制混凝土的剪力墙构件的模具，浇筑剪力墙构件的混凝土，并对上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7进行清理以及对上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7的甩出端套丝外螺纹；

s4、上层剪力墙1和下层剪力墙8构件的养护和脱模检查

采用蒸汽养护法对浇筑完成的上层剪力墙1和下层剪力墙8构件进行养护，并对上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7进行防锈漆的防腐蚀处理；养护完成后拆除上层剪力墙1和下层剪力墙8构件的模具，并对上层剪力墙1和下层剪力墙8构件的表面、尺寸、预埋件的位置进行检查、调整改进，然后将所有的上层剪力墙1和下层剪力墙8构件按照运输方案依次运至安装使用处；

s5、吊装施工安装

对下层剪力墙8构件的下层剪力墙顶部竖向甩筋7进行校正，确保下层剪力墙顶部竖向甩筋7穿过刚性金属盒预埋件5底板的底部穿筋孔6，按照吊装方案，吊装上层剪力墙1构件至下层剪力墙8构件的预定位置对齐，将下层剪力墙8构件的下层剪力墙顶部竖向甩筋7穿过下层剪力墙8中刚性金属盒预埋件5底板的底部穿筋孔6，并且通过套筒4与上层剪力墙1构件的上层剪力墙底部竖向甩筋3进行紧固机械连接。

进一步的，本实施例中钢筋机械连接用的套筒4具体设计方式按照如下方式进行，套筒4选用直螺纹套筒，用以对上层剪力墙底部竖向甩筋3和下层剪力墙顶部竖向甩筋7进行机械连接，直螺纹套筒的类型，型号和尺寸(外径d和长度l)参照《钢筋机械连接用套筒》(jg/t163-2013)中的附录a进行设计。

进一步的，本实施例中刚性金属盒预埋件5为前后侧敞口结构，敞口面与上层剪力墙1和下层剪力墙8内外墙面平行，且一侧紧贴墙面，并在墙底部墙面形成方形洞口。

进一步的，本实施例中刚性金属盒预埋件5的最佳长l为100mm，宽为c/2，其中c为剪力墙厚，高度根据下式确定：

h＝l+2×a+2×b(1)

式中：h为刚性金属盒预埋件5的高度；l为套筒4长度；a为套筒4端部与邻近刚性金属盒预埋件5内壁的间距；b为刚性金属盒预埋件5的壁厚。