一种基于抗剪切拼缝结构的装配式剪力墙及其施工方法与流程

本发明涉及一种剪力墙，具体涉及一种装配式剪力墙。

背景技术：

剪力墙是高层建筑的重要构件，能够有效的承受竖向及水平荷载，具有较高的强度、刚度和抗震性能。近年来，我国建筑工业化和住宅产业化进程加快，装配式剪力墙结构开始逐渐受到关注并广泛应用，而装配式剪力墙由于其承受水平剪力和水平弯矩荷载大的特点，其竖向连接的力学性能受到一定挑战。

目前我国应用较为广泛的装配式剪力墙拼缝连接主要为浆锚湿连接，拼缝界面以一字形平直拼缝界面或密集小齿槽拼缝界面为主。其中一字形平直拼缝界面的装配式剪力墙，主要通过拼缝界面摩擦和钢筋销键剪切作用抵抗剪力墙承受的水平剪力，钢筋的销键剪切作用会对装配式剪力墙的力学性能产生不利影响，因此装配式剪力墙的抗震性能一直较为薄弱。而密集小齿槽拼缝界面虽然设置了较多的榫口齿槽来改善装配式拼缝的抗剪性能，但是过多的密集小齿槽会造成装配式构件的制作难度和工艺要求的提高，因此增加了装配式建筑的制作成本；此外，齿槽尺寸过小无法配置加强钢筋，齿槽的脆性更为明显，在齿槽混凝土材料发生破坏后，容易造成装配式拼缝抗剪能力的降低，不利于装配式剪力墙抗振性能的发挥。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于抗剪切拼缝结构的装配式剪力墙及其施工方法，通过在凹槽空间内设置加强钢筋并后浇混凝土形成抗剪切榫卯区域来提高装配式剪力墙拼缝的抗剪切性能。

技术方案：本发明提供了一种基于抗剪切拼缝结构的装配式剪力墙，包括上下拼接的上层装配式剪力墙和下层装配式剪力墙，在上、下层装配式剪力墙拼缝界面的中部预留相对应的凹槽，拼装后凹槽形成的内部空间为抗剪切榫卯区，所述抗剪切榫卯区内配制有加强钢筋并浇筑混凝土。该抗剪切榫卯区能够有效避免传统一字型装配式拼缝水平相对滑移对纵向连接钢筋性能产生剪切作用的不利影响，提高装配式剪力墙的力学性能。

进一步，所述凹槽的截面为矩形或梯形。

进一步，所述抗剪切榫卯区位于剪力墙边缘约束构件范围之外，避开钢筋设置较多的边缘约束构件区，可以有效避免凹槽对剪力墙力学性能的削弱，另外，有利于有效降低施工难度，提高施工效率。

进一步，所述抗剪切榫卯区为单一的后浇构件，在取得更强抗剪切性能的同时便于施工制作，有效提高制作效率和制作质量。

进一步，所述抗剪切榫卯区的厚度与剪力墙厚度一致，宽度需保证边缘约束构件的完整，高度根据施工方便要求可取100～200毫米。

进一步，所述加强钢筋包括水平加强纵筋和竖直加强箍筋，所述水平加强纵筋和竖直加强箍筋相互垂直形成钢筋笼。

进一步，所述水平加强纵筋为封闭钢筋。

进一步，所述上、下层装配式剪力墙为浆锚连接装配式剪力墙，上层装配式剪力墙的拼缝界面设有预留浆锚孔，下层装配式剪力墙在拼缝界面对应浆锚孔的位置设有穿入浆锚孔的纵向连接钢筋。

进一步，所述浆锚连接装配式剪力墙的连接形式包括浆锚钢套筒连接、金属波纹管成孔钢筋浆锚连接、钻心成孔钢筋浆锚连接。

一种基于抗剪切拼缝结构的装配式剪力墙的施工方法，包括以下步骤：

(1)预制上、下层装配式剪力墙时，在拼缝界面分别设置模具，混凝土浇筑后拆除模具形成凹槽；

(2)现场拼装施工时，上层装配式剪力墙吊装定位后，上部凹槽与下部凹槽对接形成后浇榫卯区预留空间，之后在榫卯区预留空间内放置加强钢筋，并后浇筑混凝土形成后浇抗剪切榫卯区。

有益效果：1、本发明在装配式剪力墙的拼缝处预留槽口，通过后浇混凝土形成抗剪切榫卯加强区域，利用榫卯加强区域与上下层构件的机械咬合作用，减小装配式拼缝的水平剪切滑移和纵向连接钢筋的销键剪切作用，能够有效避免传统一字型装配式拼缝中纵向连接钢筋受拼缝界面相对滑移引起的销键剪切应力的不利影响，将传统一字型装配式剪力墙拼缝中，纵向连接钢筋承受的复杂拉(压)-剪切受力状态简化为纵向钢筋和抗剪切榫卯区域的简单分工受力状态，其中纵向连接钢筋主要承受拉(压)力发挥抗震耗能作用，而抗剪切榫卯区主要承受拼缝剪切应力；此简化分工受力模式能够有效降低剪切应力对纵向连接钢筋轴向受力强度的削弱效果，便于纵向连接钢筋发挥更好的拉(压)屈服耗能的作用，进而提高装配式剪力墙的整体抗震性能；

2、本发明采用单一的大尺寸预留凹槽，能够有效减小密集小齿槽拼缝的施工制作繁琐的不足，凹槽内可方便的设置水平纵筋和约束箍筋进行加强，纵筋和箍筋能够有效提高榫卯区域的力学性能，榫卯区域的抗剪切承载力明显大于仅有混凝土和砂浆参与受力的密集小齿槽拼缝，更为有效的保证拼缝抗剪切性能的稳定。

附图说明

图1为本发明上、下层装配式剪力墙的整体结构示意图；

图2～5为图1中剖面A-A、B-B、C-C、D-D的剖面示意图；

图6为上层装配式剪力墙的结构示意图；

图7～10为图6中剖面A-A、B-B、C-C、D-D的剖面示意图；

图11为下层装配式剪力墙的结构示意图；

图12～13为图11中剖面A-A、B-B的剖面示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种基于抗剪切拼缝结构的装配式剪力墙，如图1～13所示，包括上下拼接的上层装配式剪力墙1和下层装配式剪力墙3，在上、下层装配式剪力墙的拼缝界面中间部位分别预留一个凹槽，凹槽位于非边缘约束构件位置，拼装后凹槽对应形成的内部空间为抗剪切榫卯区7，该区域的截面如图中所示为矩形，厚度与剪力墙厚度一致，宽度能够保证边缘约束构件的完整，高度取150毫米。抗剪切榫卯区7内配制有加强钢筋并浇筑混凝土，加强钢筋包括水平加强纵筋5和竖直加强箍筋6，水平加强纵筋5为封闭钢筋，和竖直加强箍筋6相互垂直形成钢筋笼。作为浆锚连接装配式剪力墙，上层装配式剪力墙1的拼缝界面预留有浆锚孔4，下层装配式剪力墙3在拼缝界面对应浆锚孔4的位置设有可穿入浆锚孔4的纵向连接钢筋2。本实施例基于抗剪切拼缝结构的装配式剪力墙具有广泛的应用空间，可以应用于浆锚钢套筒连接、金属波纹管成孔钢筋浆锚连接、钻心成孔钢筋浆锚连接等浆锚连接装配式剪力墙构件中，对浆锚连接的设计和施工无特殊要求。

设置了加强钢筋的抗剪切榫卯区能够对装配式剪力墙拼缝的水平相对滑移起到约束作用，从而避免纵向连接钢筋承受过大的滑移-销键剪切应力而强度降低。装配式构件对后浇榫卯区的反作用能够对榫卯区产生挤压和剪切，其中水平加强纵筋5能够有效分担混凝土承受的挤压应力，提高榫卯区域的抗压性能；而竖直加强箍筋6的设置可以提高榫卯区的抗剪切性能，避免发生榫卯区的剪切破坏；此外，竖直加强箍筋6能够提高混凝土的轴心抗压强度，对于榫卯区的抗压性能具有提高作用。

另外，本实施例抗剪切拼缝结构设置在剪力墙非边缘约束构件位置，可以替代抗剪切榫卯区的部分浆锚连接钢套筒，能够有效降低装配式剪力墙的建造成本，同时抗剪切榫卯区域替代部分浆锚连接件后，剪力墙的整体力学性能并无削弱。其原因在于剪力墙承受弯矩作用时，边缘构件内的纵向钢筋承受较大的拉(压)应力，而构件中间的非边缘约束构件的钢筋承受的拉(压)应力相对较小，并且抗剪切榫卯区对于剪切作用的提高使得纵向连接钢筋强度受销键剪切应力的削弱明显降低，其作用大于浆锚连接件数量减少对剪力墙力学性能的削弱。

上述基于抗剪切拼缝结构的装配式剪力墙的施工方法具体操作如下：

(1)预制上、下层装配式剪力墙时，在拼缝界面设置相应模具，后浇混凝土后拆除模具形成凹槽；

(2)现场拼装施工时，纵向连接钢筋2穿入上层装配式剪力墙1的预留浆锚孔4内完成吊装定位后，上部凹槽与下部凹槽对接形成后浇榫卯区域，并在该区域内放置并绑扎水平加强纵筋5和竖直加强箍筋6后构成钢筋笼，浇筑混凝土最后形成抗剪切榫卯区域7，并在浆锚孔4内灌注砂浆。