本发明属于建筑技术领域，涉及预制剪力墙，特别涉及一种空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱及预制墙。
背景技术：
现有装配整体式剪力墙结构根据其采用的预制墙形式可分为全预制剪力墙结构和叠合剪力墙结构。叠合剪力墙结构采用内部带有空腔的预制剪力墙，两侧预制混凝土壁板通过钢筋桁架、混凝土纵肋或平面钢筋焊接网连接为整体，如双面叠合剪力墙、eve预制空心墙板、spcs钢筋焊接网叠合剪力墙及纵肋叠合剪力墙等。叠合剪力墙竖向钢筋采用间接搭接连接，相较全预制剪力墙，加工、安装精度要求低，可有效降低预制墙连接成本，连接质量可控，是一类符合当下中国国情的装配式混凝土结构体系。
实际工程中，预制墙采用叠合暗柱难以避免，目前叠合暗柱中预制墙边缘构件竖向钢筋设置于预制墙中，不伸出预制墙顶面、底面，在预制墙空腔内设置边缘构件附加竖向连接钢筋与上下层预制墙内边缘构件竖向钢筋间接搭接，实现上下层预制墙内边缘构件竖向钢筋的连接。采用上述叠合暗柱构造，将带来以下问题：1)国内住宅剪力墙厚度往往较小，叠合剪力墙空腔沿墙体厚度方向的尺寸多不大于100mm，在空腔内布设双排边缘构件附加竖向连接钢筋，加之其他水平钢筋，导致暗柱空腔内钢筋密集，现场浇筑混凝土时，叠合暗柱空腔内后浇混凝土无法振捣，实际工程中大范围采用自密实混凝土成本较高；2)边缘构件竖向钢筋直径较大，预制墙预制加工困难、质量难以控制；3)在预制墙空腔内设置边缘构件附加竖向连接钢筋与上下层预制墙内边缘构件竖向钢筋间接搭接，导致钢筋用量增加。
技术实现要素：
为了克服上述现有叠合暗柱构造的缺点，本发明的目的在于提供一种空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱及预制墙，集成了叠合剪力墙连接成本低、连接质量易于控制、预制墙自重轻及现场安装效率高等优势，在预制墙暗柱空腔内配置单排大直径竖向钢筋作为墙体边缘构件竖向受力钢筋，预制墙暗柱内仅配置小直径竖向构造钢筋，可实现预制墙钢筋笼的标准化，有助于提高预制墙生产效率、便于质量控制，同时空腔内大直径边缘构件竖向受力钢筋采用钢筋接头直接连接，受力可靠，保证墙体竖向钢筋用量不增加，现场安装阶段可避免叠合暗柱内双排边缘构件附加竖向连接钢筋对预制墙安装精度的影响，有助于提高预制墙安装效率和安装精度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱，包括两侧的预制混凝土壁板11，两预制混凝土壁板11之间形成空腔12，在预制混凝土壁板11中仅配置小直径的边缘构件竖向构造钢筋13与边缘构件箍筋14、边缘构件拉筋15形成暗柱钢筋骨架，边缘构件竖向构造钢筋13上下端均不伸出预制混凝土壁板11、不参与结构受力计算；在空腔12内配置单排大直径竖向钢筋作为边缘构件竖向受力钢筋16，参与结构受力计算，上下层边缘构件竖向受力钢筋16在空腔12内采用钢筋接头161连接，现场浇筑空腔12内后浇混凝土，形成叠合暗柱。
一般来说，所述小直径是指直径不大于10mm，大直径是指直径不低于18mm。
优选地，所述边缘构件竖向受力钢筋16在空腔12内沿墙体厚度中线单排布置。
优选地，所述边缘构件竖向受力钢筋16配筋面积满足剪力墙正截面受压承载力验算要求，或按照同一强度等级钢筋等面积代换的原则代替传统剪力墙的多根边缘构件竖向钢筋，或满足现行规范对边缘构件竖向钢筋的最小配筋率要求。
优选地，在空腔12内，上下层边缘构件竖向受力钢筋16在同一高度采用钢筋接头161连接，即同一连接区段内接头百分率为100％；或者错开距离采用钢筋接头161连接，避免在同一连接区段100％连接，降低对接头性能的要求。
优选地，当边缘构件竖向受力钢筋16直径大于28mm时，可在空腔12内配置三根或三根以上的边缘构件竖向受力钢筋16，以避免钢筋直径过大。
优选地，预制墙水平接缝构造与现有叠合剪力墙水平接缝构造一致，预制墙底部水平接缝31设置在楼面标高处，预制墙底面距楼板顶面的距离不小于50mm，以为保证预制墙底部水平接缝31处后浇混凝土的密实性。
本发明还提供了采用所述空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱的预制墙体，包括叠合暗柱区域1和墙身区域2，叠合暗柱区域1采用所述叠合暗柱，预制混凝土壁板11延伸形成墙身区域2。
优选地，在本层空腔12内边缘构件竖向受力钢筋16与下层伸出的边缘构件竖向受力钢筋16采用钢筋接头161连接后吊装；或在预制墙体安装完成后，在叠合暗柱区域1的空腔12内穿设边缘构件竖向受力钢筋16，其中预制混凝土壁板11根部预留有缺口17作为安装手孔，在安装手孔内采用钢筋接头161实现上下层边缘构件竖向受力钢筋16的连接，缺口17可采用定型占位块占位形成。
优选地，所述预制混凝土壁板11采用钢筋桁架23连接，或采用混凝土纵肋或平面钢筋焊接网连接。
进一步地，将预制混凝土壁板11、保温板4及预制混凝土外叶板5在工厂整体预制，形成预制夹心保温叠合墙，实现外墙装饰、保温及结构一体化；预制混凝土壁板11与预制混凝土外叶板5采用保温拉结件6拉结，仅在墙体内侧设置预制混凝土壁板11。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明预制墙空腔内布设单排大直径边缘构件竖向受力钢筋，大直径边缘构件竖向受力钢筋沿墙体厚度方向居中布置、与预制混凝土壁板净距大，可避免已有叠合暗柱构造中双排边缘构件附加竖向连接钢筋对预制墙安装精度的影响，有助于提高预制墙安装效率和安装精度。
(2)本发明叠合暗柱空腔内钢筋间距大，便于后浇混凝土的振捣，有助于保证后浇混凝土浇筑质量，同时不对空腔内其他钢筋的布设产生干扰。
(3)本发明预制墙空腔内布设单排大直径边缘构件竖向受力钢筋采用钢筋直螺纹接头连接，连接技术成熟且传力性能好，可保证预制墙在大变形下的抗震性能，同时避免边缘构件竖向钢筋的间接搭接，有助于控制边缘构件竖向钢筋用量。
(4)本发明预制墙暗柱内仅配置小直径竖向构造钢筋，可实现预制墙钢筋笼的标准化，有助于提高预制墙生产效率、便于质量控制。
(5)本发明空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱构造通用性强，可用于优化现有双面叠合剪力墙、eve预制空心墙板、spcs钢筋焊接网叠合剪力墙及纵肋叠合剪力墙等预制叠合剪力墙的暗柱构造。
附图说明
图1为本发明一种空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱及预制墙的三维示意图。
图2为图1所示预制空心叠合剪力墙的正视图。
图3为图2中a-a截面示意图。
图4为图2中b-b截面示意图。
图5为本发明上下层预制墙空腔内边缘构件竖向受力钢筋连接、水平接缝的构造示意图。
图6为本发明空腔内边缘构件竖向受力钢筋错开一定距离采用钢筋接头连接的预制墙三维示意图。
图7为本发明空腔内边缘构件竖向受力钢筋错开一定距离采用钢筋接头连接的预制墙正视图。
图8为叠合暗柱空腔内配置三根边缘构件竖向受力钢筋的预制墙三维示意图。
图9为图8中c-c截面示意图。
图10为图1、图2所示边缘构件箍筋采用普通135°弯钩箍筋的截面示意图。
图11为先吊装预制墙、后穿设空腔内边缘构件竖向受力钢筋的预制墙三维示意图。
图12为先吊装预制墙、后穿设空腔内边缘构件竖向受力钢筋的预制墙正视图。
图13为图12中d-d截面示意图。
图14为图11、图12、图13所示预制墙的水平接缝的构造示意图。
图15为图1、图2所示预制墙的装饰、保温、结构一体化改进型，即预制夹心保温叠合墙的截面示意图。
图16为叠合暗柱空腔内配置三根边缘构件竖向受力钢筋的预制夹心保温叠合墙的截面示意图。
图17为图1、图2所示预制墙的对比例，即现有边缘构件竖向钢筋搭接连接预制墙的三维示意图。
图18为图17中e-e截面示意图。
图19为图18所示对比例的上下层预制墙边缘构件竖向钢筋搭接连接、水平接缝的构造示意图。
图中：1-叠合暗柱区域；2-墙身区域；11-预制混凝土壁板；12-空腔；13-边缘构件竖向构造钢筋；14-边缘构件箍筋；15-边缘构件拉筋；16-边缘构件竖向受力钢筋；161-钢筋接头；17-缺口；18-预制墙内边缘构件受力竖向钢筋；19-边缘构件附加竖向连接钢筋；21-水平分布钢筋；22-竖向分布钢筋；23-钢筋桁架；31-预制墙底部水平接缝；32-预制墙顶部水平后浇带；33-预制楼板；4-保温板；5-预制混凝土外叶板；6-拉结件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明首先提供了一种空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱，其包括两侧的预制混凝土壁板11，两预制混凝土壁板11之间形成空腔12。在预制混凝土壁板11中仅配置小直径的边缘构件竖向构造钢筋13，边缘构件竖向构造钢筋13与边缘构件箍筋14、边缘构件拉筋15形成暗柱钢筋骨架，边缘构件竖向构造钢筋13上下端均不伸出预制混凝土壁板11、不参与结构受力计算；边缘构件箍筋14、边缘构件拉筋15构造可与普通现浇剪力墙保持一致。
在空腔12内配置单排大直径竖向钢筋作为边缘构件竖向受力钢筋16，参与结构受力计算，上下层边缘构件竖向受力钢筋16在空腔12内采用钢筋接头161直接连接，受力可靠，有助于控制钢筋用量。即，本发明采用布设于空腔12内的大直径的边缘构件竖向受力钢筋16代替现有叠合剪力墙布设于预制混凝土壁板11内的多根直径较小的预制墙内边缘构件受力竖向钢筋18。
本发明中，将小直径限定为直径不大于10mm，大直径限定为直径不低于18mm。本领域技术人员应该知晓，可以根据上述功能要求，给出类似的参数限定。
其中，参考图2、图3、图4和图5，边缘构件竖向受力钢筋16在空腔12内可沿墙体厚度中线单排布置，其配筋面积满足剪力墙正截面受压承载力验算要求，或按照同一强度等级钢筋等面积代换的原则代替传统剪力墙的多根边缘构件竖向钢筋，或满足现行规范对边缘构件竖向钢筋的最小配筋率要求。
现场浇筑空腔12内后浇混凝土，即形成叠合暗柱。借助上述构造，可实现预制墙钢筋笼的标准化，有助于提高预制墙生产效率、便于质量控制。
在空腔12内，上下层边缘构件竖向受力钢筋16可在同一高度采用钢筋接头161连接，即同一连接区段内接头百分率为100％，此时钢筋接头161性能应满足现行规范的要求；也可错开距离采用钢筋接头161连接，避免在同一连接区段100％连接，降低对钢筋接头161性能的要求，如图6和图7所示。
当满足剪力墙正截面受压承载力验算要求所需配筋面积较大时，按照图1、图2配置两根边缘构件竖向受力钢筋16会导致钢筋直径较大，不利于钢筋接头161施工及空腔12内后浇混凝土浇筑，此时，如图8和图9所示，可在空腔12内配置三根或三根以上的边缘构件竖向受力钢筋16以控制其直径，配筋原则同前。
本发明中边缘构件箍筋14可采用焊接封闭箍，考虑到空腔12内配置边缘构件竖向受力钢筋16后，空腔12内部钢筋较少，钢筋相互干扰较小，如图10所示，边缘构件箍筋14也可采用普通135°弯钩箍筋。
钢筋接头161宜优先采用直螺纹接头，在技术可靠的前提下，也可采用其他形式的钢筋接头。
参考图1、图2、图3、图4，本发明还提供了采用所述空腔内配置大直径边缘构件竖向受力钢筋的叠合暗柱的预制墙体，包括叠合暗柱区域1和墙身区域2，叠合暗柱区域1采用所述叠合暗柱，预制混凝土壁板11延伸形成墙身区域2。墙身区域2构造与现有叠合剪力墙构造一致，上下层预制墙的竖向分布钢筋22采用间接搭接连接。
本发明预制墙水平接缝构造与现有叠合剪力墙水平接缝构造一致，预制墙底部水平接缝31应设置在楼面标高处，为保证预制墙底部水平接缝31处后浇混凝土的密实性，预制墙底面距楼板顶面的距离不宜小于50mm。
本发明预制墙两侧的预制混凝土壁板11可采用钢筋桁架23连接，也可采用混凝土纵肋或平面钢筋焊接网连接，即本发明进一步优化、改进在于叠合暗柱区域1的构造可用于现有双面叠合剪力墙、eve预制空心墙板、spcs钢筋焊接网叠合剪力墙及纵肋叠合剪力墙等多种叠合剪力墙，通用性强。
本发明预制墙的预制生产工艺与现有预制墙一致，推荐的现场施工安装工艺包括如下：将本层空腔12内边缘构件竖向受力钢筋16与下层伸出的边缘构件竖向受力钢筋16采用钢筋接头161连接，之后吊装，需注意控制本层空腔12内边缘构件竖向受力钢筋16的位置，防止其干扰预制墙下落，调整预制墙垂直度、水平度；支设水平接缝31模板，浇筑预制墙空腔12内后浇混凝土，养护拆模。
若空腔12内的边缘构件竖向受力钢筋16数量较多，不便采用上述现场施工安装工艺时，此时可按图11、图12、图13和图14所示，也可先吊装预制墙，然后穿设本层边缘构件竖向受力钢筋16，此时需在预制混凝土壁板11根部预留缺口17作为安装手孔，在安装手孔内采用钢筋接头161实现上下层边缘构件竖向受力钢筋16的连接，钢筋接头161宜布置在同一高度，以控制预留的缺口17的大小、便于现场支模。
如图11、图12、图13所示，缺口17可采用定型占位块占位形成，尺寸应满足空腔12内钢筋接头161的安装施工要求；缺口17范围内，边缘构件竖向构造钢筋3截断，边缘构件箍筋14及水平分布钢筋连续。
如图15和图16所示，本发明的预制墙为结构墙，可用于建筑外墙或内墙。还可将预制混凝土壁板11、保温板4及预制混凝土外叶板5在工厂整体预制，形成预制夹心保温叠合墙，实现预制外墙装饰、保温及结构一体化，此时可仅在墙体内侧设置预制混凝土壁板11；预制混凝土壁板11与预制混凝土外叶板5采用拉结件6拉结。
在本发明的一个具体实施例中，空腔12内配置两根边缘构件竖向受力钢筋16，按照同一强度等级钢筋等面积代换的原则代替时，建议的替代原则为1根直径22mm和1根直径20mm的边缘构件竖向受力钢筋16代替6根直径12mm的钢筋，1根直径28mm和1根直径20mm的边缘构件竖向受力钢筋16代替6根直径14mm的钢筋，2根直径28mm的边缘构件竖向受力钢筋16代替6根直径的16mm钢筋，2根直径32mm的边缘构件竖向受力钢筋16代替6根直径18mm的钢筋。
图17、图18、图19为现有边缘构件竖向钢筋搭接连接预制墙的构造，即本发明优选的对比例。将本发明与对比例进行了对比，见表1。
表1
综上，本发明暗柱内仅配置箍筋及竖向构造钢筋，竖向构造钢筋上下端均不伸出预制墙、不参与结构受力计算；在空腔内配置单排大直径竖向钢筋作为墙体边缘构件竖向受力钢筋，参与结构受力计算，上下层边缘构件竖向受力钢筋在空腔内采用钢筋接头连接。相较已有构造，采用上述构造预制墙生产阶段可避免边缘构件竖向钢筋对预制墙生产的干扰，便于预制墙生产；现场安装阶段，可避免叠合暗柱内双排竖向连接钢筋对预制墙安装精度的影响，有助于提高预制墙安装效率和安装精度；空腔内大直径边缘构件竖向受力钢筋采用钢筋接头直接连接，受力可靠，且不增加墙体竖向钢筋用量。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。