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全装配式混凝土墙板结构的竖向接缝研究.pdf

第48卷第7期 2018年4月上

建 筑结构 Building Structure

内蒙古电力公司配电网工程典型设计(2020版) 10kV架空线路分册.pdfVol.48No. Apr.2018

全装配式混凝土墙板结构的竖向接缝研究

土木与交通学院广州510640：2广东省建科建筑

Research onverticaljointoffullprefabricatedconcretepanelstructure

Liu Heng,Xu Qigong

体抗震性能至关重要。 本文在归纳竖向接缝连接的构造方法和抗剪机 理研究成果的基础上，提出一种新的竖向接缝连接 的构造方法以及竖向接缝效应的计算方法和承载力 的计算方法。

《装配式大板居住建筑设计和施工规程》 JGJ1一91）（简称《大板规范》）中要求大板墙竖 向接缝采用钢筋锚环和环中插筋以及设置后浇销键 的连接方式。 《装规》中多层剪力墙竖向接缝采用后浇混凝 土暗柱连接后浇混凝土暗柱内设置竖向钢筋和水 平钢筋在后浇段内的锚固与连接应符合现行国家 标准《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）[3]

作者简介：徐其功，博士教授级高级工程师Email： 1874693126

的有关规定。 近年来对全装配式剪力墙结构中左右间预制 墙体采用的钢筋锚环或软索锚环和环中插筋以及预 留孔洞浆锚搭接连接方式进行了深入研究。图1为 竖向接缝的几种连接构造方式。

注：1—后浇混凝土；2—预制混凝土墙；3—键槽 4一环中插筋；5一锚环钢筋；6—软索盒子

图1 竖向接缝连接构造

亨等，全装配式混凝土墙板结构的竖向接缝研究

的影响很小所以该公式只考虑了竖向接缝的剪力 作用[4]

2.2《装规》的计算方法

《装规》中多层剪力墙结构设计对于水平接缝 有明确的计算方法和公式，而对于竖向接缝通过构 造来满足要求。装配式结构建筑竖向接缝按照《装 规》中的规定设置后浇混凝土暗柱，就认为预制构 件之间的竖向接缝基本等同于现浇结构或者略低于 现浇结构从而不需要计算竖向接缝的效应。这适 用于整体装配式结构建筑，整体装配式结构都需要 在节点域或边缘构件处支模浇筑一段规定距离的混 凝土或砂浆；而全装配式结构预制墙体之间的竖向 接缝不能满足《装规》中的规定就不能将其视为等 同于现浇结构从而必须计算其效应通过设计计算 满足接缝的承载力和变形要求以及在整体结构分析 中考虑接缝的影响。 对于目前的全装配式墙板结构而言，墙体的布 置比较灵活墙体所开洞口比较大墙体的侧向刚度 降低有些墙体的弯矩引起的变形不能忽视是剪切 变形和弯曲变形的结合墙体上的弯矩和轴力对墙 体的影响也增大因此必须考虑墙体上的弯矩和轴 力对竖向接缝的作用。

2.3组合梁的计算方法

根据文献[5]中组合梁结构（叠合梁和楔块梁) 的理论计算在剪力和弯矩作用下组合梁在连接位 置处的剪力由弯矩作用产生如图2所示

图2楔块梁截面内力图

在弯矩作用下，上梁和下梁要在同一截面保持 平截面假定不仅弯曲的曲率相同而且彼此之间没 有相对滑移使得两部分梁不仅承受按其各自刚度 分配得到的弯矩还承受附加轴力组合梁的总弯矩 等于上梁和下梁分别按其各自刚度分配得到的弯矩 与附加轴力产生的弯矩之和即：

2.4全装配式墙板结构竖向接缝的计算方法

根据组合梁荷载效应的计算方法来研究全装配 式结构竖向接缝荷载效应的计算方法。在计算墙体 左右间的竖向接缝效应之前，根据《混凝土结构设 计规范》（GB50010一2010）3先计算翼缘宽度再 计算T形截面的截面特性

如图3所示根据平截面假定两片墙体不仅受 到按其各自刚度分配得到的弯矩的作用，还受到附 加轴力的作用分配得到的弯矩和附加轴力共同作 用下的应力图与总的弯矩作用下的应力图一致则 竖向接缝处的剪力F为附加轴力N，即：

图3 墙体截面内力图

自重作用，两者之和为F。，该轴力能减小竖向接缝 处的剪力对竖向接缝有利。

2.4.3竖向接缝处总的剪力效应 竖向接缝处总的剪力效应如下：

竖向接缝处总的剪力效应如下

弯矩作用在T形截面上墙体的应力为

My My p`= My o=

《大板规范》中墙板竖向接缝采用钢筋锚环和 环中插筋以及设置后浇销键的连接方式，其墙板竖 向接缝的受剪承载力计算公式为：

总弯矩按其各自墙肢刚度分配弯矩

=0.8（nAk+nA,)f+0.5>Af

则各墙肢产生的应力为

M，b Mb2 ? = 2 P2= I. 12

式中：为抗剪键共同工作系数；nn分别为接缝 中的抗剪键及节点的个数；AA分别为单个抗剪 键及节点的受剪截面面积；f为抗剪键混凝土的抗 剪强度设计值；Af分别为穿过竖向接缝的水平钢 筋的截面面积及抗拉强度设计值。 文献[67]对装配式大板结构竖向接缝的抗剪 机理进行研究，该装配式大板结构双向接缝采用结 合筋和键槽的连接方式。结合筋屈服前接缝的抗 剪机理为键槽斜压杆作用和压力摩擦作用；结合筋 屈服后抗剪机理为削弱的键槽斜压杆作用和钢筋 的销拴作用。结合筋屈服时其墙板竖向接缝的抗 剪承载力计算公式为：

则各墙肢产生的应力为

V ;04= V A, A,

按其各自刚度分配的弯矩和附加轴力的共同作 用的应力图与总的弯矩作用的应力图一致即：

0+03 = O2+O4

V=vnAf。+0.758μAf

式中：MM，M2分别为T形截面上的总弯矩、墙肢 1的弯矩、墙肢2的弯矩；111分别为T形截面上 的惯性矩、墙肢1的惯性矩、墙肢2的惯性矩；0 00。分别为总弯矩作用下各截面的应力，见图3； 0为墙肢1的弯矩作用下的应力；02为墙肢2的弯 矩作用下的应力；0，为墙肢1的附加轴力作用下的 应力：0：为墙肢2的附加轴力作用下的应力。

T形墙体上有楼板传来的轴力和上几层墙体的

式中：v为混凝土强度折减系数；f为混凝土抗压强 度；=2sin²09为斜压杆方向与接缝中分线法线 的夹角：u为剪切摩擦系数。

3.2装配式剪力墙结构

装配式剪力墙结构的竖向接缝采用钢筋锚环和 环中插筋连接或者软索锚环和环中插筋连接。预制 混凝土与灌浆料之间的结合面开裂前，界面抗剪承 载力完全由界面的粘结作用提供，包括分子间作用 力和机械咬合力。接缝的抗剪机理为压力摩擦作 用。开裂后抗剪承载力完全由抗剪钢筋（或软索） 承担接缝的抗剪承载力由钢筋（或软索）受拉对界

面产生的摩擦抗剪力和钢筋（或软索）销拴抗剪力 提供。 文献[8]对全装配式混凝土剪力墙结构的双 向接缝软索锚环和环中插筋连接方式进行研究 软索断裂前，其剪力墙竖向接缝的抗剪承载力的 公式为：

=0. 45μAf+1. 617Aff

亨等，全装配式混凝土墙板结构的竖向接缝研究

注：JD7的计算结果与JD8和JD9的方差太大故舍去。

式中：u为剪切摩擦系数；Af分别为穿过竖向接 缝的软索的截面面积及抗拉强度设计值；f为预制 混凝土立方体抗压强度。

3.3全装配式墙板结构

CH∕T 2017-2018标准下载=vnfA+βuAf、+1. 617A√fuf

根据广东省某制造公司的预制墙体预制墙为 混凝土墙混凝土强度等级为C25，自密实灌浆料强 度等级为C40;软索盒子的个数为4个，软索有4 组其直径为6mm强度为1320MPa。实例中T形 节点处有竖向接缝，T形节点的截面尺寸如图4 所示。

图4T形节点截面尺寸

上的剪力、弯矩、轴力分另

根据文献[1112]的试验数据和3个软索盒子 的尺寸（长、宽、高分别为2105020mm）参数β计 算过程如下：

V=vnf.Ak =0. 85 × 0. 605 × 3 × 19. 1 × 20 × 50 = 29. 47 × 10 N V,=1. 617A√ff =1. 617 × 339 × √40.8 × 1 770 = 147. 31 × 10? N μAf =0.6 × 339 × 1 770 = 360.02×10²N

将以上数据代入式（14）可得参数β的值具体 如表1所示。 竖向接缝采用软索锚环和键槽抗剪键的连接方 式其极限承载力公式为：

广州白云机场水电施工方案V+V+V3 =vnfA+ 0.403μAf+ 1. 617 Afuf

=vnf Ak + 0. 403 μAf、+ 1. 617 A√ff