一种装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的制作方法

本发明涉及一种装配整体式剪力墙结构，尤其涉及一种装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构。

背景技术：

对于目前国内正在兴起“装配整体式混凝土剪力墙结构”，其墙体钢筋竖向连接多采用“套筒连接”或“约束浆锚连接”方法。该些连接方法均需要进行大量钢筋的连接，不但增加了结构造价，安装过程中由于钢筋定位困难也会对施工人员造成了极大的困扰。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术中存在或潜在的不足之处，本发明提供了一种无需套筒连接的装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构，能够避免在剪力墙装配施工中采用大量套筒连接，减轻施工负担和降低建造成本。

为实现上述目的，本发明的提供了一种装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构，其包括预制墙体和结合于所述预制墙体的竖向两侧的现浇墙体，所述预制墙体的底部设有灌浆盲孔。本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述预制墙体的内部设有至少由第一竖向筋和第一水平筋连接形成的第一钢筋结构，且部分或全部所述第一水平筋的端部延伸出所述预制墙体的竖向侧部。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述现浇墙体包括至少由第二竖向筋和第二水平筋连接形成的第二钢筋结构及浇筑于所述第二钢筋结构的混凝土结构，所述第二竖向筋的两端延伸出所述混凝土结构。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述第二竖向筋的直径大于所述第一竖向筋的直径。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述第一水平筋的端部连接于所述第二钢筋结构。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述预制墙体中设有斜向加强筋，所述斜向加强筋的两端分别延伸出所述预制墙体的竖向两侧并连接于对应侧的所述现浇墙体。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述斜向加强筋的下端延伸出所述预制墙体的竖向侧部的下端，所述斜向加强筋的上端延伸出所述预制墙体的竖向侧部的上端。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述斜向加强筋的下端弯折形成锚入所述现浇墙体的水平锚接段，所述斜向加强筋的上端弯折形成穿过所述现浇墙体的顶部的竖直锚接段。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述斜向加强筋至少包括沿两个不同方向交叉设置的第一斜向筋和第二斜向筋。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的实施例中，所述预制墙体的底部标高高于所述现浇墙体的底部标高，于所述预制墙体的底部形成待浇筑座浆料的座浆层预留缝隙，且所述灌浆盲孔连通于所述座浆层预留缝隙。

本发明由于采用以上技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)将剪力墙预制墙体部分的竖向钢筋断开，按最小配筋率配置，以此减少竖向钢筋接头和灌浆套筒的数量，以及竖向分布筋的用量，加强措施是按抗弯等强原则加大预制墙体两侧现浇边缘构件墙体的配筋量，可以弥补竖向分布钢筋断开造成抗弯承载能力的损失，从而节约材料及预制构件工厂制作费用；

(2)由于竖向钢筋连接接头的数量的减少，可以极大地减少实际施工过程中工人劳动量，提高施工效率，降低施工成本；

(3)在剪力墙墙体内部布置斜向加强筋，按斜截面受剪承载力理论可减小水平分布筋的用量，并可以很好的改善剪力墙墙体受力和抗裂性能，增强墙体耗能能力和位移延性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构的结构示意图。

图2为大偏心受力情况剪力墙体正截面抗弯计算模型。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

首先，参阅图1所示，本发明的实施例中提供了一种装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构，其主要由预制墙体11和现浇墙体12两部分组成，其中，预制墙体11的数量为一，现浇墙体12的数量为二，且两个现浇墙体12分别结合于预制墙体11的竖向两侧。在预制墙体11的底部预留有灌浆盲孔13，灌浆盲孔13为预留在预制构件表面、用于注浆的孔洞，该灌浆盲孔13包括竖向开设在预制墙体11的底部的竖向孔洞及贯穿竖向孔洞处的预制墙体的两个小孔，两个小孔上下平行设置，位于下方的小孔作为注浆孔，位于上方的小孔作为出浆孔，使用时，向注浆孔中注入浆液，浆液流经竖向孔洞达到预制墙体的底部，预制墙体的底部在浆液凝固后被固定，当出浆孔中有浆液流出时，代表注浆完成，此时可停止注浆，如此，利用预制墙体底部的灌浆盲孔便可利用浆液对预制墙体的底部进行固定，无需采用大量钢筋连接。灌浆盲孔在不使用时，一般在其内塞入金属塞子，以防外物进入后封堵洞口。

预制墙体11为钢筋混凝土预制构件，可在工厂制作、现场安装，预制墙体11的内部设有至少由第一竖向筋111和第一水平筋112连接形成的第一钢筋结构，且部分或全部第一水平筋112的端部延伸出预制墙体11的竖向两侧，用于与两侧的现浇墙体12相连结。当预制墙体的顶部需要设置上层板结构，如现浇楼板时，可将第一钢筋结构的部分或全部第一竖向筋111的端部延伸出预制墙体11的顶部，将该些延伸钢筋直接浇筑在上层板结构中，以提高预制墙体与上层板结构的结合强度，此处的连结无需钢筋对接，因此也就不需要设置套筒连接，只需将上层板结构的混凝土直接浇筑在延伸钢筋上，无需预留用于搭接上层预制墙体的钢筋接头，操作简便，不会增加任何施工负担。而在预制墙体11的底部，由于无需与下层预制墙体的钢筋接头搭接，便无需在预制墙体11的底部预埋大量的钢筋连接用预埋套筒，只需留置少量，如两个灌浆盲孔即可，操作简便，无需大量钢筋对接施工，节省施工成本，提高施工效率。

现浇墙体12包括至少由第二竖向筋121和第二水平筋122连接形成的第二钢筋结构及浇筑于第二钢筋结构的混凝土结构，其中，第二竖向筋121的两端延伸出所述混凝土结构，用于与上下层结构搭接。该现浇墙体12采用传统的现浇钢筋混凝土墙体的施工方式，施工时，首先将第二钢筋结构的第二竖向筋与下层现浇结构顶部预留的竖向钢筋搭接，然后安装模板结构，再浇筑混凝土。现浇墙体的第二竖向筋的底部可直接搭接在下层结构的预留竖向钢筋上，操作方便，无需设置套筒连接。现浇墙体12底部预留的第二竖向筋用于连接下层结构顶部预留的竖向钢筋，其顶部预留的第二竖向筋则用于连接上层结构的竖向钢筋，因此，采用现浇墙体12可与上下层结构之间建立良好、巩固的连结体系，整体性强，抗剪承载优越。

较佳地，预制墙体11中向外延伸的第一水平筋112的端部可进一步连接于现浇墙体12的第二钢筋结构，以增强预制墙体11与现浇墙体12的结合强度，通过在预制墙体11的两侧各设置现浇墙体12，利用现浇墙体12良好的整体连结性和抗剪承载能力，可提高预制墙体与上下层结构在水平接缝处的抗剪承载能力，弥补因预制墙体在水平接缝处无钢筋连接而导致的结构薄弱和抗剪承载能力差的问题，确保结构的安全性。

另外，可通过改善预制墙体和现浇墙体中的钢筋结构的配筋和构造等，进一步加强本发明复合剪力墙结构的结构强度和抗剪承载能力。在预制墙体中竖向分布的第一竖向筋采用最小配筋率进行配置并在上下层水平接缝处断开连接，水平接缝处留设20mm座浆层131，通过使预制墙体的底部标高比现浇墙体的底部标高高20mm，于预制墙体的底部形成待浇筑座浆料的座浆层预留缝隙，且灌浆盲孔连通于座浆层预留缝隙，在完成向灌浆盲孔中的注浆施工后，便可在预制墙体的底部形成该20mm座浆层131。在预制墙体的第一竖向筋采用最小配筋率进行配置并断开连接的前提下，两侧的现浇墙体的第二竖向筋采用大直径钢筋，如16mm～18mm，优选为16mm，并采用与现浇剪力墙正截面抗弯等效的原则进行配置，第一竖向筋的钢筋直径可小于第二竖向筋的钢筋直径，采用一般直径的钢筋即可。其中，正截面抗弯等效的原则如下：

由《高层混凝土结构技术规程》第7.2.8条规定地震设计情况下，对于矩形偏心受压墙肢正截面受压承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定，按照平截面假定，不考虑混凝土受压作用，受压区混凝土按矩形应力图块计，大偏心受压时受压及受拉端部钢筋都达到屈服，在1.5倍受压区范围之外，假定受拉区分布钢筋全部达到屈服，如图2所示。小偏心受压时端部受压钢筋屈服，而受拉分布钢筋及端部钢筋均未屈服，且忽略部分钢筋的作用。

由此得到剪力墙正截面受压承载力计算公式：

N≤As'fy'-Asσs-Nsw+α1fcbwx

当x≤ξbhw0时，

σs＝fy

Nsw＝(hw0-1.5x)bwfywρw

当x>ξbhw0时，

Nsw＝0

Msw＝0

根据《装配式混凝土结构技术规程》第8.3.5条规定，预制剪力墙构件承载力设计和分布钢筋配筋率计算中不得计入不连接的分布钢筋。因此初步假定在分析大偏心受压正截面抗弯承载力时忽略竖向分布钢筋的作用(小偏心受压正截面抗弯承载力《高规》中并未考虑竖向分布钢筋作用)，同时根据斜撑剪力墙构造措施可知，斜向钢筋(斜向加强筋)水平弯折锚入边缘构件(现浇墙体)中，上下墙体斜向钢筋并不进行连接，因此在进行框撑复合剪力墙正截面抗弯承载力设计时不再考虑斜向钢筋贡献。

由此得到等效后的框撑复合剪力墙正截面受压承载力计算公式：

N≤As'fy'-Asσs+α1fcbwx

当x≤ξbhw0时

σs＝fy

当x>ξbhw0时

式中：a's——剪力墙偏心受压区端部钢筋合力点到受压区边缘的距离；

e0——偏心距，e0＝M/N；

fy fy'——分别为剪力墙端部受拉及受压钢筋强度设计值；

fc——混凝土轴心抗压强度设计值；

hw0——剪力墙截面有效高度，hw0＝hw-a's；

ρw——剪力墙竖向分布钢筋配筋率；

βc——混凝土强度影响系数；

ξb——界限相对受压区高度；

bw——剪力墙厚度；

x——等效受压区高度；

As——受拉区边缘构件纵向钢筋面积之和；

As'——受压区边缘构件纵向钢筋面积之和；

N——剪力墙正截面轴力设计值；

M——剪力墙正截面弯矩设计值；

Nsw——剪力墙1.5倍受压区范围之外受拉区分布钢筋轴向拉力；

Msw——剪力墙1.5倍受压区范围之外受拉区分布钢筋轴向拉力对受拉区边缘构件纵向钢筋合力点弯矩；

Es——钢筋弹性模量；

σs——剪力墙端部受拉钢筋应力；

fyw——为剪力墙竖向分布钢筋强度设计值；

α1——受压区混凝土矩形应力图的应力与混凝土轴心抗压强度计值的比值，凝土强度等级不超过C50时取1.0，混凝土强度等级为C80时取0.94，混凝土强度等级在C50和C80间时可按线性内插法取值；

εcu——混凝土极限压应变，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定采用。

由公式可知，为保证竖向分布钢筋断开连接后墙体承载力(N、M)不变，需加大边缘构件纵向钢筋(现浇墙体的第二竖向筋)直径进行等效配筋，从而弥补由于分布钢筋断开连接后所导致墙体正截面抗弯承载力的降低。

作为本发明的较佳实施方式，在预制墙体11中还设有斜向加强筋14，斜向加强筋14的两端分别延伸出预制墙体11的竖向两侧并连接于对应侧的现浇墙体12。如图1所示，斜向加强筋14的下端延伸出预制墙体11的竖向侧部的下端，斜向加强筋14的上端延伸出预制墙体11的竖向侧部的上端。并且，该斜向加强筋14的下端弯折形成水平锚接段141，水平锚接段141水平锚入对应侧的现浇墙体12中，较佳地，将该水平锚接端连接于对应侧的现浇墙体的第二钢筋结构，斜向加强筋14的上端弯折形成穿过对应侧的现浇墙体12的顶部的竖直锚接段142，该竖向锚接段142竖直穿过上下层水平接缝处的现浇层15锚入上层剪力墙结构的现浇墙体中，其中上下层水平接缝处的现浇层15可为上层板结构的一部分，也可为用于加强预制墙体与上层板结构之间的结合的现浇混凝土层，作用与预制墙体底部的座浆层类似。

进一步地，斜向加强筋14至少包括沿两个不同方向交叉设置的第一斜向筋和第二斜向筋，斜向加强筋14按与现浇剪力墙水平接缝抗剪等强理论进行配置。由于斜向加强筋14对剪力墙结构的墙体斜截面抗剪承载力的贡献，可适当降低墙体水平和竖向分布钢筋的配筋率，节省成本。本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构中斜向加强筋的设置还可约束预制墙体和现浇墙体之间以及剪力墙结构与上下层结构之间的裂缝的开展，本发明剪力墙结构的连接方式节省了连接套筒数量，节约了成本，降低了施工强度，提高了施工效率。其中，水平接缝抗剪等强的原则如下：

根据《装配式混凝土结构技术规程》第8.3.7条规定，在地震设计状况下，剪力墙水平接缝的受剪承载力设计值应按下式计算：

VuE＝0.6fyAsd+0.8N

式中：fy——垂直穿过结合面的钢筋抗拉强度设计值；

N——与剪力设计值V相应的垂直结合面的轴力设计值，压力为正，拉力为负；

Asd——垂直穿过结合面的抗剪钢筋面积。

如图1所示，竖向分布钢筋断开连接后导致穿过墙体水平接合面钢筋面积减小，剪力墙水平接缝的受剪承载力设计值降低，为弥补水平接缝受剪承载力的降低，可将斜向构件(斜向加强筋)上端的竖直锚接段142向上弯折穿过水平结合面伸入边缘构件(现浇墙体)中，同时可根据配置的斜向钢筋通过承载力等强理论降低水平分布钢筋配筋率，计算公式如下：

式中：λ——计算截面剪跨比，λ小于1.5时应取1.5，λ大于2.2时应取2.2，

计算截面与墙底之间的距离小于0.5h0时，λ应按距墙底0.5h0处的弯矩值及剪力值计算；

ft——混凝土轴心抗拉强度设计值；

fyhfyb——分别为剪力墙水平分布钢筋及斜向钢筋强度设计值；

Asb——斜向钢筋截面面积；

b——墙体宽度；

h0——剪力墙截面有效高度，h0＝h-a's

α——斜向钢筋倾角；

Ash——分布钢筋间距内水平分布钢筋截面面积；

s——剪力墙水平分布钢筋间距。

本发明装配整体式钢筋混凝土框撑复合剪力墙结构相比于现有技术，具有以下突出效果：

(1)将剪力墙预制墙体部分的竖向钢筋断开，按最小配筋率配置，以此减少竖向钢筋接头和灌浆套筒的数量，以及竖向分布筋的用量，加强措施是按抗弯等强原则加大预制墙体两侧现浇边缘构件墙体的配筋量，可以弥补竖向分布钢筋断开造成抗弯承载能力的损失，从而节约材料及预制构件工厂制作费用；；

(2)由于竖向钢筋连接接头的数量的减少，可以极大地减少实际施工过程中工人劳动量，提高施工效率，降低施工成本；

(3)在剪力墙墙体内部布置斜向加强筋，按斜截面受剪承载力理论可减小水平分布筋的用量，并可以很好的改善剪力墙墙体受力和抗裂性能，增强墙体耗能能力和位移延性。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。