２０１６年３月 廊坊师范学院学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌａｎｇ￣ｎｇ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｍａｒ．２０１６ ＶｏＩ．１６ ＮＯ．１ 第１６卷第１期 装配式混凝土剪力墙结构及应用技术综述 鲁伟娜，田莉梅，张春丽 （廊坊师范学院，河北廊坊０６５０００） 【摘要】装配式混凝土剪力墙结构由于其在结构性能、生产效率、环境保护等方面的优势而逐渐被广泛应用于 房屋工业化建造中。文章从预制装配式混凝土剪力墙结构的概念、优点、结构体系、施工工艺和研究内容等方面进 行探讨，指出了装配式混凝土剪力墙结构未来的发展方向。 【关键词】装配式混凝土剪力墙结构；应用技术；结构体系；连接技术 Ａ Ｓｕｍｍａｒｙ ａｂｏｕｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｐｒｅｃａｓｔ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｈｅａｒ Ｗａｌｌ ，ｅ ．ｎ口，Ｔ， Ⅳ ｍｅ ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎ－ｌ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｐｒｃａｅｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ａｐｐｈｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ａｎｄ ｗｉｄｅｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｈｏｕｓｉｎｇ ｉｎｄｕｓ— ｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｂｅｔｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｋｅｓ ａ ｐｒｏｄｕｃｅ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｙ ａｂｏｕｔ ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒｏｍ ｓｏｍｅ ｒｅｌ－ ａｔｉｖｅ ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｓ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｎｇ ｔｃｈｎｏｌｅｏｇｙ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ａｎｄ ｉｔ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｐｒｃａｓｅｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｃｈｎｏｌｅｏｇｙ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍｓ；ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｔｃｈｎｏｌｅｏｇｙ ［中图分类号］ＴＵ３７ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１６７４—３２２９（２０１６）０１—００９５—０３ 国民经济持续快速发展，房屋建筑市场稳步增 长，绿色经济节能环保的要求越来越高，加之社会人 口老龄化导致的劳动力成本不断增长，这些因素导 致建筑业发展面临环保和节能的压力，而装配式混 连接，形成一个整体。 剪力墙是指纵横向主要承重构件全部为结构墙 的结构。当墙体位于建筑物中一定的位置时，不仅 能起到对空间的分隔作用，还能形成一种有效抵抗 水平剪力的结构体系。 预制装配式剪力墙结构的主要构件是预制或半 预制的墙、板，经过现场组装装配、部分现浇而成的 混凝土结构。通过工厂化生产、现场装配形成混凝 凝土剪力墙结构和传统现浇钢筋混凝土结构相比， 功能、综合经济效益相当，但其装配施工效率更高， 更节约资源，建筑实践中逐步得到广泛应用。 １装配式混凝土剪力墙结构的相关概念 预制装配结构是指综合地考虑了设计、制作、安 装和造价等方面的因素，尽可能地减少现场湿式作 土剪力墙结构，并实现房屋等建筑物或构筑物的建 造。构件提前预制好后，运输到施工一线，或在现场 预制好后，采用配套的机械进行现场装配施工，通过 机械来替代人工，完成构配件装配。 业，通过合理的方式将结构分解成很多构件单元，使 用可靠的连接方式把各构件单元连接成一个共同作 用的结构，这种结构称之为装配式结构。这些构件 单元是在专门的混凝土工厂中生产的，使用过程中 ２装配式混凝土剪力墙的结构优点 ２．１简化了房屋建造工艺 通过运输工具将预制构件运输到施工现场，由起重 设备将构件单元吊装到结构对应的位置上，再进行 跟传统的现浇钢筋混凝土房建项目来比，装配 式混凝土剪力墙结构大大简化了房屋建造的工艺。 ［收稿日期］２０１５—１２—０３ ［基金项目］河北省大学生校外实践基地项目“装配式混凝土剪力墙结构应用技术研究”（Ｋ２０１５—０３） ［作者简介］鲁伟娜（１９８５一），女，硕士，廊坊师范学院建筑工程学院讲师，研究方向：结构工程、古建筑设计与施工。 ·９５ · ２０１６年３月 廊坊师范学院学报（自然科学版） 第１６卷·第１期 由于构配件已经提前预制好，钢筋按设计图纸要求 已经安装完毕，主要剩余构配件安装和连接等工作 量，明显减少混凝土模板架设、绑扎钢筋和浇筑混凝 土等工作，极大地简化了房屋建造工艺。 ２．２降低了施工现场管理难度 传统的现浇钢筋混凝土施工，工序较为复杂，管 理环节多，质量控制难度较大，而装配化施工将大大 减小施工现场管理难度，尤其是施工预制场地有限 或根本没有预制场地的项目，通过场外预制，可有效 降低施工现场组织、管理的复杂性。 ２．３可在一定程度上缩短工期 现场或场外预制，将为构配件预制工作提供更 多的工作面，部分预制、加工工作可同步进行，预制 的效率较高，并且在现场组装前必须完成预制，提前 预制将为后续组装、连接等工作留下更充足的作业 时间，有利于施工工期的优化和安排。各种构配件 现场组装，各项活动的相互制约、影响程度较低，部 分工序之间无明显的先后顺序，机械装配替代人工 作业，施工效率较高。 ２．４有效节约资源和能源 装配式混凝土剪力墙结构作为装配式混凝土结 构中的一种形式，具备装配式结构现场装配速度快、 省时省料省力、减少建筑垃圾、降低施工噪声、提高 建筑结构性能和功能等优点，符合低碳、绿色环保的 建设要求，因此能有效地节约资源和能源。 ３装配式混凝土剪力墙的结构体系 预制装配式混凝土剪力墙结构体系包括装配式 大板结构、剪力墙式框架预制钢筋混凝土结构（ＷＲ． ＲＣ）、后张无粘结预应力装配式剪力墙结构、叠合板 式剪力墙结构、全预制装配式剪力墙结构、壁式框架 预制钢筋混凝土结构（ＷＲ．ＰＣ）等多种形式。 ３．１装配式大板 装配式大板结构的房屋是由预制钢筋混凝土墙 板和楼板拼装而成的，工业化程度较高，虽然可以进 行商品化生产，而且现场施工效率较高，但接缝处容 易产生应力集中现象，造成整体性能差，变形不 连续。 从国内外的研究成果来看，当装配式大板的水 平接缝处的剪切滑移被有效控制，竖向接缝拥有足 够的耗能水平时，这种结构整体性和连续性较好，也 能够满足抗震要求。 ·９６· 上世纪８０年代，我国的装配式混凝土结构住宅 体系主要是装配式大板，另外还有大型屋面板、预制 圆孑Ｌ板、槽形板等预制构件。受模型设计、构件生 产、施工与质量等方面的影响，这些结构在整体性、 建筑功能和物理性能、抗震等方面存在这样或那样 的问题，到９Ｏ年代，我国这种结构体系逐渐被淘汰 和替代。 ３．２后张无粘结预应力装配式剪力墙结构 这种结构体系的优点是：抗震性能好，自恢复能 力强。在大震情况下，结构侧向位移较大，残余变形 小，破坏主要集中在预制构件连接处，有利于震后 修复。 一些国外学者对预制混凝土剪力墙竖向通过无 粘结预应力筋连接、预制墙体通过预应力筋进行水 平连接的连接性能进行了研究，进行了缩尺试件的 反复周期荷载试验，结果表明，结构抗震性能良好， 试件在破坏时，连接角钢断裂，但墙体和连梁无重大 破坏，卸载后结构的残余变形很小。 ３．３叠合板式剪力墙 由叠合式楼板和叠合式墙板组成，另外辅以必 要的现浇混凝土梁板、剪力墙、边缘构件，共同形成 剪力墙结构，称之为叠合板式剪力墙。 叠合板式剪力墙低周反复试验表明，这类结构 抗侧性能良好，新老混凝土能够较好地协同工作。 开洞叠合剪力墙与普通开洞剪力墙抗震性能的对比 试验研究表明，两者受力性能基本相同，延性和耗能 能力相当，叠合板式剪力墙抗震性能较好，其剪式支 架将预制部分与现浇混凝土紧密连接，形成整体来 共同工作。水平拼接的叠合板式剪力墙抗震性能研 究表明，现浇剪力墙和带竖向接缝的叠合剪力墙在 受力过程和破坏形态方面基本一致，二者抗震指标 接近，叠合板式剪力墙也具有较好的抗震性能。 ３．４全预制装配式剪力墙 与叠合板式剪力墙不同的是，全预制装配式剪 力墙结构体系内外墙板全部为预制，楼板为叠合楼 板，墙板之间通过预留金属波纹管进行注浆连接。 此类剪力墙结构中间层边节点抗震性能研究表 明，装配式试件的刚度、承载力、耗能能力、延性、抗 震性能与现浇试件基本接近。缩尺平面和空间模型 的低周反复荷载试验表明，试件承载能力和刚度优 于规范要求，屈服荷载大于设计地震力，试件能够在 中震下保持弹性并达到大震不倒的效果。 第１６卷·第１期 鲁伟娜等：装配式混凝土剪力墙结构及应用技术综述 ２０１６年３月 ３．５ ＷＲ－ＰＣ等其他结构体系 头质量将极大的影响混凝土结构的发展。 装配式混凝土剪力墙构件连接方式主要包括： 如日本研发了壁式预制钢筋混凝土结构（ｗ． ＰＣ）、壁式框架预制钢筋混凝土结构ＷＲ．ＰＣ、现浇 预埋钢板焊接、钢筋套筒灌浆连接、设置抗剪键、预 埋钢板螺栓连接等。有学者通过对不同钢筋连接方 式的预制混凝土墙体进行拟静力试验，从破坏模式、 连接刚度退化、滞回性能、强度、耗能能力、延性等方 面进行分析对比，结果显示，对于不同钢筋连接方式 的装配式剪力墙结构，连接均能满足上述技术要求。 同等型预制钢筋混凝土结构（Ｒ．ＰＣ）等结构体系。 其中，壁式框架预制钢筋混凝土结构（ＷＲ．ＰＣ）是在 装配式大板结构的基础上发展演变而来的，此类结 构在纵向上是由扁平壁状的梁、柱形成刚架，在横向 上则是由连层的独立剪力墙构成。壁柱、梁、剪力 墙、墙板及屋面板作为结构主要承载构件，部分或全 部由钢筋混凝土构件来预制。 ４装配式混凝土剪力墙施工工艺简述 ４．１ 竖向构件装配施工工艺 预制墙体、预制柱是预制装配式剪力墙结构主 要的竖向构件，剪力墙结构、墙体是传递竖向荷载的 主要构件。装配与连接施工的质量情况直接决定着 结构的传力机制以及抗震性能。预制装配式剪力墙 结构竖向构件主要施工工艺包括：定位放线和标高 抄测、预留插筋并校正、构件吊装、斜撑安装及垂直 度校正、水平缝封堵、浆锚孔灌浆等。 ４．２水平构件装配施工工艺 叠合梁、叠合板、阳台、空调板、楼梯等是预制装 配式剪力墙结构主要的水平构件。水平构件的施工 使整个结构形成整体。预制装配式剪力墙结构水平 构件施工工艺包括：测量放线、构件吊装、垂直支撑 安装、管线安装、钢筋绑扎及预埋件安装、节点模板 安装、节点及叠合板混凝土浇筑等。 ５装配式混凝土剪力墙应用技术研究的 主要内容 装配式混凝土剪力墙应用技术研究通常包括以 下内容：①装配式混凝土剪力墙结构体系及整体设 计技术研究；②装配式混凝土剪力墙结构构件连接 技术研究；③装配式混凝土剪力墙结构体系的抗震 性能评价。上文中对剪力墙结构体系进行了介绍， 这里从接缝作用、构件连接技术进行简要阐述。 从接缝对预制剪力墙结构的作用和影响来看， 水平接缝的作用是传递竖向荷载并承受水平剪力， 竖向接缝的主要作用是传递墙身之间的剪力。可以 通过现浇混凝土边缘构件或预埋钢板等连接方式处 理竖向接缝。这样既能影响水平接缝受力性能，又 制约预制剪力墙整体性能的竖向受力钢筋的连接接 ６相关建议 目前，我国在装配式混凝土剪力墙结构的研发 方面取得了一定的成绩，也积累了大量工程应用经 验，今后还应当在以下方面不断完善。 （１）进一步引进、研发新型的结构体系，如将钢 构件与混凝土结构相结合，在装配式结构体系中引 入钢连梁等钢构件，发挥钢构件自重轻、塑性好、可 靠性好、连接方便的特点，实现结构体系多样化，科 学化。 （２）继续优化和深入研究装配式混凝土剪力墙 结构构件之间钢筋的连接方式和连接构造，如钢筋 套筒灌浆连接就是一种抗震性能优越、经济型指标 较好的连接方式，要加大研究力度，在适用的情况下 批量应用。 （３）提高装配式混凝土剪力墙结构整体性，不拘 泥于全预制装配式，结合部分现浇，加强装配式混凝 土剪力墙结构整体抗震性能研究，使之在高烈度地 震区也能得到推广应用。 （４）大力研发先进预制装备和施工工艺，提升预 制和装配效率，提升施工设备吊装能力，实现建筑工 业化的同时保证预制构件的品质、构件安装精度等。 （５）７１人信息化施工与管理技术，通过ＢＩｂｌ技 术实现在装配式混凝土结构建筑全寿命周期中信息 化施工与管理，提高信息化水平和建筑水平。 ［参考文献］ ［１］郭正兴．装配式混凝土剪力墙结构阶段性研究成果及应 用［Ｊ］．施工技术，２０１４，（１１）． ［２］汪震．我国预制剪力墙结构的历史与现状概述［Ｊ］．结构 工程师，２０１５，（６）． ［３］黄小坤．预制装配式混凝土结构的研究进展［ｃ］．第二十 一届全国高层建筑结构学术会议论文，２０１０． ［４］张锡治．预制装配式混凝土剪力墙结构的研究与展望 ［Ｊ］．建筑科学，２０１４，（１）． ·９７·