作者簡(jiǎn)介：王安亮（1986-），男，工程師。研究方向?yàn)槭姓こ淌┕ぜ夹g(shù)。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.042

摘? 要：隨著我國(guó)裝配式結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和建筑節(jié)能化的推進(jìn)，疊合剪力墻結(jié)構(gòu)得到廣泛的使用，與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻相比，疊合剪力墻具有施工便捷、工業(yè)化水平高、成本低等特點(diǎn)。該文以某裝配式雙面疊合剪力墻住宅樓項(xiàng)目為依托，介紹裝配式雙面疊合剪力墻的工藝流程，總結(jié)施工過(guò)程中的控制要點(diǎn)，以保證疊合剪力墻的工程質(zhì)量。同時(shí)借助數(shù)值分析軟件對(duì)雙面疊合剪力墻的構(gòu)造措施展開(kāi)分析，計(jì)算結(jié)果表明，增加桁架鋼筋直徑能提高豎向承載力；改為鋼筋籠拉結(jié)形式可以提高延性和耗能能力。

關(guān)鍵詞：雙面疊合剪力墻；施工技術(shù)；桁架鋼筋；數(shù)值分析；滯回曲線(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU398+.2? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）15-0185-05

Abstract： With the development of prefabricated structure system and the promotion of building energy saving in our country， composite shear wall structure has been widely used. Compared with traditional cast-in-place shear wall， composite shear wall has the characteristics of convenient construction， high level of industrialization， cost reduction and so on. Based on the project of a prefabricated double-sided composite shear wall residential building， this paper introduces the technological process of the prefabricated double-sided composite shear wall， and summarizes the control points in the construction process， in order to ensure the engineering quality of the composite shear wall. At the same time， the construction measures of double-sided composite shear wall are analyzed with the help of numerical analysis software. The results show that increasing the diameter of truss steel bar can improve the vertical bearing capacity， and changing to the form of steel cage tie-up can improve ductility and energy dissipation capacity.

Keywords： double-sided composite shear wall; construction technology; truss steel bar; numerical analysis; hysteretic curve

基于現(xiàn)代住宅對(duì)產(chǎn)業(yè)化的需求，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)具有良好的發(fā)展前景，其中疊合剪力墻在高層住宅建筑中得到廣泛應(yīng)用。疊合剪力墻的成型質(zhì)量受到施工工藝的影響，為此本文介紹了裝配式雙面疊合剪力墻的工藝流程，總結(jié)了施工過(guò)程中的控制要點(diǎn)，以提高雙面疊合剪力墻的工程質(zhì)量。

裝配式雙面疊合剪力墻通過(guò)桁架鋼筋將兩側(cè)內(nèi)外葉預(yù)制板拉結(jié)在一起與中間現(xiàn)澆混凝土形成整體，桁架鋼筋下弦筋可作為預(yù)制板的受力鋼筋，為研究預(yù)制板之間的構(gòu)造形式對(duì)疊合剪力墻整體受力性能的影響，采用數(shù)值分析軟件進(jìn)行受力分析，得出結(jié)論指導(dǎo)雙面疊合剪力墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)。

1? 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.1? 工程概況

工程占地面積約為186.13畝（1畝約等于667 m2），項(xiàng)目總建筑面積192 586.78 m2，其中地上建筑面積135 839.92 m2，地下建筑面積56 746.86 m2；包含7棟15層高層住宅建筑（1#、3#、4#、5#、10#、21#、22#），1棟12層高層住宅建筑（18#），1棟11層高層住宅建筑（11#），5棟8層多層住宅建筑（2#、12#、14#、15#、16#），4棟7層多層住宅建筑（6#、7#、8#、17#），2棟3層多層公共建筑（9#、13#）（幼兒園和商業(yè)），S-1#～S-3#樓為物管用房及景觀電梯，M-1#～M-4#為1層門(mén)衛(wèi)室，地下大部分為1層，部分2層。

1.2? 雙面疊合剪力墻

本項(xiàng)目裝配式預(yù)制構(gòu)件分為疊合板、雙面疊合剪力墻、預(yù)制空心柱和預(yù)制樓梯，其中預(yù)制雙面疊合剪力墻厚度為200 mm，由內(nèi)外兩側(cè)各50 mm帶桁架鋼筋的預(yù)制板和中間100 mm的現(xiàn)澆層組成，同時(shí)剪力墻與暗柱通過(guò)現(xiàn)澆進(jìn)行連接，形成整體。暗柱分為T(mén)形和L形2種形式，連接節(jié)點(diǎn)示意圖如圖1所示。

（a）? T形暗柱連接 ? ? ? ? ? （b）? L形暗柱連接

圖1? 疊合剪力墻暗柱連接示意圖

2? 施工工藝

2.1? 工藝流程

疊合剪力墻的工藝流程如下。

進(jìn)行測(cè)量放線(xiàn)→調(diào)整垂直預(yù)留的插筋→安裝標(biāo)高的墊片→吊裝預(yù)制的墻板并將其定位→安裝斜向的支撐桿→進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整→支撐底部與頂部的模板→驗(yàn)收合格后澆筑混凝土。

2.2? 安裝順序

疊合剪力墻安裝時(shí)遵循“先外后內(nèi)”的原則，依次按照標(biāo)段劃分的順序展開(kāi)各類(lèi)型構(gòu)件安裝，逐一按順時(shí)針或逆時(shí)針順序進(jìn)行，應(yīng)避免墻板插入式安裝。

2.3? 測(cè)量放線(xiàn)

軸線(xiàn)采用激光垂準(zhǔn)儀進(jìn)行投測(cè)。利用引入的4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)使用經(jīng)緯儀放出樓層縱橫方向主控線(xiàn)，并對(duì)主控線(xiàn)進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后可作為本層的基準(zhǔn)線(xiàn)。以主控線(xiàn)為基準(zhǔn)放出墻體輪廓線(xiàn)及墻邊300 mm控制線(xiàn)。 2.4? 調(diào)整豎向預(yù)留插筋

1）新舊混凝土接茬部位應(yīng)鑿毛處理并用清水沖洗干凈，不得有積水。鑿除時(shí)應(yīng)剔除混凝土表面浮漿和松弱層。

2）疊合墻吊裝前應(yīng)對(duì)豎向預(yù)留鋼筋進(jìn)行檢查，若有偏差應(yīng)進(jìn)行調(diào)整校正。現(xiàn)場(chǎng)疊合墻豎向預(yù)留鋼筋嚴(yán)禁出現(xiàn)并筋和緊貼疊合墻內(nèi)壁2種情況。

2.5? 安裝標(biāo)高墊片

1）水平接口處的預(yù)制墻板需要使用專(zhuān)門(mén)的標(biāo)高墊片調(diào)整裝備，且每個(gè)預(yù)制墻體至少需要裝置2組標(biāo)高墊片裝備。

2）專(zhuān)用標(biāo)高墊片鋼材等級(jí)為Q235B，按工程設(shè)計(jì)，如圖2所示。

3）標(biāo)高墊片應(yīng)該被設(shè)置在相應(yīng)的斜支撐點(diǎn)正下方的特定位置。在安裝時(shí)，先安裝下部螺母，再安裝標(biāo)高墊片，待標(biāo)高調(diào)整校正后，最后安裝上部螺母進(jìn)行固定。標(biāo)高墊片裝置安裝完成后，應(yīng)復(fù)核標(biāo)高、水平度并檢查連接緊固性等。

圖2? 標(biāo)高墊片示意圖

2.6? 預(yù)制墻體吊裝就位

①根據(jù)給定的安裝順序示意圖，建議先從距離起重機(jī)或塔式起重機(jī)最遠(yuǎn)的位置啟動(dòng)吊裝操作。在吊裝疊加剪力墻部分時(shí)，建議采取雙點(diǎn)吊裝技術(shù)，同時(shí)要確保其保持在垂直且穩(wěn)定的位置，吊裝工具與水平面的角度不應(yīng)小于60°，并且不應(yīng)低于45°。②當(dāng)部件被吊起離地面500 mm時(shí)，需暫停一下以檢查部件是否平衡。如果部件未能平衡，需要調(diào)整吊繩和工具直到部件達(dá)到穩(wěn)定為止，然后才可以指示塔吊繼續(xù)以均勻速度上升。③當(dāng)部件吊裝下降到距離樓面1.2 m的時(shí)候，稍微暫停，需要倚靠墻體來(lái)進(jìn)行導(dǎo)引的下落；部件吊裝下降到底部0.5 m位置時(shí)稍微暫停，進(jìn)行鋼筋的調(diào)整和定位；當(dāng)部件吊裝下降到0.2 m高度時(shí)稍微暫停，對(duì)墻體進(jìn)行調(diào)整和初步的定位。當(dāng)部件下降到標(biāo)高墊片上時(shí)，需要進(jìn)行修調(diào)，直到墻體平面的精確定位完成。

2.7? 安裝臨時(shí)支撐桿件

①每個(gè)墻板的臨時(shí)穩(wěn)定性至少需要2組斜支撐來(lái)保證。上部斜支撐點(diǎn)的位置應(yīng)高于底部不少于總高度的2/3，同時(shí)也不應(yīng)低于總高度的1/2。斜支撐與水平面應(yīng)形成40～50°的夾角。②在安裝過(guò)程中，首先裝置斜支撐的頂端固定點(diǎn)，然后裝置斜支撐的底端固定點(diǎn)。③斜支撐桿件的絲桿從端部起120 mm以?xún)?nèi)噴涂黃色警示油漆，并對(duì)所有工人做好書(shū)面交底，絲桿旋出時(shí)發(fā)現(xiàn)警示油漆應(yīng)立即停止。④錨栓預(yù)先嵌入堆疊墻內(nèi)，以方便斜支撐上部通過(guò)螺栓進(jìn)行連接并固定，而在樓板上預(yù)置的幾字型鋼筋則負(fù)責(zé)固定斜支撐的下部。

2.8? 調(diào)整校正

①使用水準(zhǔn)尺和垂線(xiàn)對(duì)組件的垂直誤差進(jìn)行量度，并確保在構(gòu)件的側(cè)邊進(jìn)行測(cè)量。緩慢旋轉(zhuǎn)支撐桿，并同時(shí)微調(diào)兩側(cè)的螺旋筒，直到垂直度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。②在墻體裝配完畢后，重新檢查墻體的邊緣線(xiàn)條、直角度、高度標(biāo)記以及臨近墻體的平坦度（使用三尺原則）。③在疊合剪力墻外墻安裝時(shí)，其垂直度的控制應(yīng)以外葉板為主控項(xiàng)。④在仔細(xì)檢查確認(rèn)沒(méi)有錯(cuò)誤后，鎖定斜撐，用膠帶穩(wěn)固牢固，然后在墻壁顯眼位置貼上已矯正的標(biāo)識(shí)。

3? 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1? 安裝控制技術(shù)

對(duì)預(yù)留插筋進(jìn)行復(fù)核和調(diào)整，確保其數(shù)量、位置以及錨固長(zhǎng)度符合要求，其中錨固長(zhǎng)度需滿(mǎn)足1.2 LaE，LaE為受拉鋼筋抗震錨固長(zhǎng)度。安裝標(biāo)高墊片后調(diào)整標(biāo)高并采用水平儀進(jìn)行平直度的檢查與調(diào)整。待預(yù)制板安裝就位后，單側(cè)安裝2根平行的斜支撐桿件進(jìn)行固定，斜支撐一端通過(guò)螺栓與疊合墻上預(yù)埋的錨栓進(jìn)行連接固定，距離底部的距離不宜少于高度的2/3，另一端與樓板上預(yù)埋幾字型鋼筋進(jìn)行連接。斜支撐與水平面保持40～50°的傾斜角，通過(guò)調(diào)整斜支撐傾斜角度來(lái)調(diào)整預(yù)制板的垂直度；固定好斜支撐后，通過(guò)撬棍對(duì)預(yù)制板進(jìn)行微調(diào)，使預(yù)制板處于墻體定位線(xiàn)允許偏差范圍內(nèi)。

3.2? 疊合剪力墻鋁模加固技術(shù)

預(yù)制疊合剪力墻安裝就位后，采用鋁合金框架塑料模板進(jìn)行中間空腔現(xiàn)澆層和兩側(cè)暗柱的澆筑。該模板具有整體性好、質(zhì)量輕、效率高等突出優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在一些質(zhì)量通病，如爛根、陽(yáng)角不方正、拼縫處漏漿、蜂窩麻面和脹模等。

①為防止疊合剪力墻出現(xiàn)爛根的現(xiàn)象，需對(duì)根部采取一定的加固措施，提高封堵效果，避免漏漿。疊合剪力墻安裝時(shí)底角懸空，需配置小板封堵底角，內(nèi)墻使用斜撐抵住小板防止小板翻轉(zhuǎn)，外墻小板連接兩端現(xiàn)澆墻K板（外墻承接板）固定。②為防止出現(xiàn)陽(yáng)角不方正的現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)角處設(shè)置定型轉(zhuǎn)角背楞，斜撐采用滿(mǎn)布的形式對(duì)背楞進(jìn)行連續(xù)加固。③為防止出現(xiàn)模板拼縫處出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，在接縫處粘貼膠帶密封，嚴(yán)格控制背楞對(duì)拉螺桿的橫向間距，并滿(mǎn)布銷(xiāo)釘。④為防止出現(xiàn)蜂窩麻面的現(xiàn)象，需調(diào)整脫模劑的類(lèi)型，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的油性脫模劑和水性脫模劑。⑤為防止出現(xiàn)脹模的現(xiàn)象，需嚴(yán)格控制斜支撐、對(duì)拉螺桿、銷(xiāo)釘?shù)拈g距以確保澆筑時(shí)模板不產(chǎn)生變形，剛性膠杯要符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.3? 混凝土澆筑技術(shù)

疊合剪力墻的混凝土澆筑是施工的重難點(diǎn)，如果操作不當(dāng)將會(huì)出現(xiàn)爛根、內(nèi)外混凝土分離等問(wèn)題。解決該問(wèn)題需進(jìn)行以下步驟：一是澆筑前對(duì)模板和墻壁進(jìn)行灑水潤(rùn)濕，使預(yù)制墻體表面充分飽和，促進(jìn)現(xiàn)澆混凝土與預(yù)制混凝土之間的有效黏結(jié)，加強(qiáng)整體性。二是由于疊合剪力墻與下層連接部位鋼筋較密，還有調(diào)平墊片措施影響根部混凝土澆筑質(zhì)量，可采用自密實(shí)混凝土并進(jìn)行分層澆筑，每層混凝土澆筑高度控制在800 mm以?xún)?nèi)；也可在墻體底部采用細(xì)石混凝土，澆筑時(shí)采用直徑30 mm的高頻振搗棒進(jìn)行分層振搗，可先下振搗棒，澆筑一層混凝土后緩慢上提振搗，每層混凝土振搗完成后靜置1 h后再繼續(xù)澆筑。通過(guò)上述步驟方可保障混凝土成型質(zhì)量。

4? 構(gòu)造加強(qiáng)措施及數(shù)值分析

4.1? 構(gòu)造方案設(shè)計(jì)

裝配式雙面疊合剪力墻由內(nèi)外兩側(cè)的預(yù)制葉板和中間空腔內(nèi)現(xiàn)澆混凝土組成，兩側(cè)葉板通過(guò)桁架鋼筋進(jìn)行拉結(jié)從而形成整體結(jié)構(gòu)。桁架鋼筋的下弦筋充當(dāng)疊合板的受力鋼筋，從而減少了鋼材的用量，上弦筋可作為預(yù)制板的吊點(diǎn)。

本文通過(guò)增大桁架鋼筋直徑和將桁架鋼筋改成鋼筋籠拉結(jié)的方式，設(shè)計(jì)2種方案，加強(qiáng)疊合剪力墻的整體工作性能，并將2種方案與原設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比。

原設(shè)計(jì)雙面疊合剪力墻桁架鋼筋直徑為8 mm，其配筋如圖3所示。

圖3? 雙面疊合剪力墻配筋圖

方案一：桁架鋼筋直徑改為10 mm。

方案二：桁架鋼筋改為鋼筋籠拉結(jié)的形式。

4.2? 數(shù)值模擬

采用數(shù)值分析軟件建立疊合剪力墻實(shí)體精細(xì)化模型，其中預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土均采用八節(jié)點(diǎn)六面體單元，鋼筋采用兩節(jié)點(diǎn)三維桁架單元。混凝土本構(gòu)模型選取塑性損傷模型，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系根據(jù)GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算，鋼筋本構(gòu)關(guān)系為雙折線(xiàn)模型，混凝土和鋼筋的材料屬性見(jiàn)表1。

表1? 材料屬性

邊界條件：疊合剪力墻底部施加固定約束，在頂部加載端設(shè)置參考點(diǎn)作為加載點(diǎn)，頂面與參考點(diǎn)進(jìn)行耦合，設(shè)置加載點(diǎn)的邊界條件（進(jìn)行位移加載）。

定義接觸：忽略鋼筋與混凝土之間的滑移，將鋼筋骨架內(nèi)置于混凝土中；忽略預(yù)制混凝土與現(xiàn)澆混凝土之間的滑移，采用綁定連接。

數(shù)值分析模型如圖4所示。

（a）? 現(xiàn)澆混凝土板 （b）? 預(yù)制混凝土板 （c）? 鋼筋骨架

圖4? 數(shù)值分析模型

4.3? 承載力分析

豎向荷載作用下，疊合剪力墻荷載-位移曲線(xiàn)如圖5所示。

圖5? 荷載-位移曲線(xiàn)

由圖5可以看出，彈性工作階段3種方案下疊合剪力墻的荷載-位移曲線(xiàn)幾乎重合。進(jìn)入塑性階段后，3種方案下疊合剪力墻的荷載-位移曲線(xiàn)出現(xiàn)差異，其中方案一增大桁架鋼筋直徑后，疊合剪力墻的承載能力有明顯的提高。方案二將桁架鋼筋改為鋼筋籠拉結(jié)的形式后，雖然承載力有一定的提高，但效果并不顯著。

4.4? 滯回曲線(xiàn)分析

滯回曲線(xiàn)可以揭示給定的往復(fù)循環(huán)荷載條件下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的荷載和位移之間的聯(lián)系。它有助于理解結(jié)構(gòu)和構(gòu)件受到循環(huán)荷載時(shí)的形變、剛度衰退和能量耗損等一系列情況。水平往復(fù)荷載作用下，疊合剪力墻滯回曲線(xiàn)如圖6所示。

圖6? 疊合剪力墻荷載-位移曲線(xiàn)

由圖6可知，在水平往復(fù)荷載作用下，3種方案疊合剪力墻的曲線(xiàn)特征相似，圍成的面積較大，表明具有較強(qiáng)的塑性、抗震和耗能能力。當(dāng)位移較小時(shí)，滯回環(huán)狹長(zhǎng)，面積較小，荷載-位移曲線(xiàn)呈線(xiàn)性增長(zhǎng)，疊合剪力墻處于彈性工作階段；隨著荷載增大，混凝土開(kāi)裂，出現(xiàn)剛度退化現(xiàn)象，相同荷載下，剪力墻頂點(diǎn)位移增大。同時(shí)對(duì)比3種方案可以看出，方案一和方案二剛度退化有所減弱，因此2種構(gòu)造措施均能提高疊合剪力墻的抗震、耗能能力，其中方案二更為明顯。

4.5? 骨架曲線(xiàn)分析

將滯回曲線(xiàn)在每個(gè)加載級(jí)的第一圈峰值點(diǎn)相連所形成的曲線(xiàn)稱(chēng)為骨架曲線(xiàn)，從而提取特征點(diǎn)荷載和位移值，如圖7所示。

圖7? 荷載-位移骨架曲線(xiàn)

由圖7可以看出，加載初期，3種方案下疊合剪力墻的骨架曲線(xiàn)基本重合，呈線(xiàn)性增長(zhǎng)。進(jìn)入塑性階段后，曲線(xiàn)出現(xiàn)差異，方案一和方案二的峰值荷載均有所提高，其中方案二更為明顯，方案一效果較??；峰值荷載以后，方案二下降緩慢，延性最好。表明2種構(gòu)造措施均能提高疊合剪力墻的承載能力，其中方案一效果一般，方案二效果較為明顯，且提高了構(gòu)件的延性。

5? 結(jié)束語(yǔ)

1）本文介紹了裝配式雙面疊合剪力墻的工藝流程，總結(jié)了施工過(guò)程中的控制要點(diǎn)，以保證疊合剪力墻的工程質(zhì)量。

2）提出的構(gòu)造措施能有效提高疊合剪力墻的整體工作性能，其中增大桁架鋼筋直徑對(duì)提高豎向承載力效果較為明顯，改為鋼筋籠拉結(jié)的形式能提高疊合剪力墻在循環(huán)荷載作用下的延性和耗能能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳俊達(dá)，谷倩，段攀，等.雙面疊合混凝土剪力墻大偏心受壓性能試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑，2023，53（11）：117-124，174.

[2] 葉鵬，侯龍，徐洪.高層建筑雙面疊合剪力墻的施工[J].建筑施工，2022，44（2）：291-293.

[3] 中華人民共和國(guó)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50010—2010[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[4] 李亞軍，毛豐強(qiáng)，杜飛，等.雙面疊合剪力墻在裝配式住宅項(xiàng)目中的實(shí)例應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2021，48（22）：7-9.

[5] 谷倩，任靖，張延賓，等.雙面疊合剪力墻平面外受力性能[J].Journal of Architecture & Civil Engineering， 2020，37（4）：32-41.

[6] GU Q， DENG Q， TAN Y， et al. Research on the out-of-plane mechanical performance of double-face superposed shear walls with different horizontal connections[J]. Journal of Building Engineering，2022（59）：105157.

[7] 薛偉辰，胡翔.預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系研究進(jìn)展[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2019，40（2）：44-55.