预制装配式剪力墙结构及其连接技术

摘要: 为适应建筑节能减排和住宅产业化的发展及要求，预制装配式剪力墙结构的研究和应用成为目前结构工程中的热点问题。从预制装配式墙板结构的发展概述入手，就预制装配式剪力墙结构的构件、节点与接缝连接和整体性研究方面，总结了近年来国内外学者对预制装配式剪力墙结构的研究成果，并对其抗震性能、接缝连接构造以及相关钢筋连接技术进行了系统归纳与分析。介绍了装配式剪力墙结构的标准化和工程应用进展情况。对当前预制装配式剪力墙结构研究和抗震设计中存在的问题进行了简要分析与探讨，指出了装配式结构的研究方向和有待重点解决的问题。

关键词: 剪力墙; 预制装配式; 节点连接; 住宅产业化

引言

预制装配式剪力墙结构是实现住宅产业化和建筑节能节排的有效途径之一，长期以来，混凝土建筑主要采用现场施工的传统作业方式，工业化程度低，水耗、能耗、人工垃圾、污水排放量大，不符合国家节能和环保的可持续发展政策。采用装配式结构，可以工厂预制、现场装配，实现住宅产业化，同时可以有效提高材料在建筑节能和结构性能的效率、节约能源与资源，减少建筑垃圾和环境的不良影响、降低施工场地限制等［1］。近10 年来，我国在装配式混凝土建筑方面的研究也在逐渐升温，为提高预制装配式结构性能和实现住宅产业化提供了重要技术基础。截止2012 年9 月在全国先后批准建立了27 个国家住宅产业化基地，中国建筑科学研究院、清华大学、东南大学、哈尔滨工业大学、万科企业股份有限公司、黑龙江宇辉建设集团、天津住宅集团等多家单位开展了相关技术研究，并在一些房地产开发项目中得到了一定规模的示范和应用［2］。

剪力墙结构是多高层住宅建筑最常用的结构形式，因此开发适合于产业化的预制装配式剪力墙结构住宅建筑，是住宅产业化的发展趋势。从国内外的研究和应用经验来看，与装配式框架结构相比，装配式剪力墙结构中存在更大量的水平接缝、竖向接缝以及节点，将预制构件连接成整体，使得整个结构具有足够的承载能力、刚度和延性，以及抗震、抗偶然荷载、抗风的能力，因此，这些节点和接缝的受力性能直接决定结构的整体性能，因此，受力合理、方便施工的墙板节点和接缝设计是装配式剪力墙结构设计的关键技术，是决定该结构形式能否推广应用的重要影响因素。

1 国内外预制装配式墙板结构的发展概况

在国外，预制装配式剪力墙结构多用于低层、多层和高层建筑，欧洲国家( 如丹麦、德国、法国、英国等)的预制装配式结构可达16 ～ 26 层，而日本的装配式剪力墙结构一般在10 层以内［3］，并且该结构形式在地震中表现出良好的抗震性能，例如墨西哥智利大地震和日本阪神大地震中的很多预制混凝土剪力墙结构几乎没有破坏，或者修复设备连接后可以马上恢复使用［4］。

预制装配式剪力墙结构是实现住宅产业化的有效途径之一， 19 世纪末期，欧洲首先提出预制混凝土墙板结构，并在一些工程中得到应用，但早期预制墙板结构多用于非结构构件［5］。二战结束以后，欧洲一些国家出现住房紧张、资源紧缺、劳动力不足等问题，逐步开始推行住宅产业化改革，使得预制装配式结构的得到快速发展，到20 世纪60 年代，装配式结构成为某些国家的主要建筑形式。日本的装配式大板结构始于20世纪60 年代，其中3 ～ 5 层的中层建筑占主导地位，而在高层建筑中采用高强型钢或钢筋混凝土框架组合施工［6］。目前，美国、日本、新西兰等国均颁布相关的装配式混凝土结构技术规程。美国联邦政府和城市发展部颁布了美国工业化住宅建设和安全标准。其中发达国家的预制装配式混凝土结构在建筑中所占比重较大，瑞典新建住宅中通用构件占80%，美国约为35%，欧洲约35% ～ 40%，日本则超过50%。

在国内，预制装配式结构始于20 世纪50 年代，多用于工业厂房、办公楼等建筑。然而从20 世纪80 年代中期以后，由于预制装配结构的造型单一、防水技术落后、构件生产企业规模小等问题，该结构形式的应用逐渐减少，进入低潮阶段。进入21 世纪后，装配式结构的优点重新得到重视，并且随着建筑节能减排和住宅产业化的发展及要求，预制装配式结构的研究正在逐步升温，并且在一些试点项目中得到应用。近年来，万科公司、黑龙江宇辉建设集团、中南控股集团有限公司、天津住宅集团、黑龙江建设集团等被批准为国家住宅产业化基地，建造了多栋装配式剪力墙结构试点工程。例如哈尔滨新新怡园小区4#、5#和洛克小镇14 号楼，北京市丰台区万科假日风景项目D1 /D8 号楼，中南控股开发的四幢全预制装配式短肢剪力墙结构住宅楼，均为预制装配式剪力墙结构，如图1 所示装配式剪力墙结构施工现场。

图1 预制装配式剪力墙结构装配施工

中国建筑科学研究院、清华大学、哈尔滨工业大学等也纷纷进行了相关的研究工作，并与国家住宅产业化基地合作，将最新研究成果进行应用，例如清华大学提出的竖向钢筋套筒连接技术、哈尔滨工业大学提出的插入式预留孔灌浆钢筋连接技术分别在万科北京公司和黑龙江宇辉建设集团开发的试点项目中得到应用。

2 国外预制装配式剪力墙结构性能与理论研究

2． 1 结构体系的研究

Pekau 等［7］指出为保证预制装配结构的整体性，当时的波特兰水泥 提出的一个简化设计方法，并指出相关研究都是在静力荷载下得到的，因此需要对工程常见的持时短的非正常荷载作用下受力性能进行研究。文中对一受损的6 层预制混凝土剪力墙结构，在瞬时荷载作用下动态响应进行研究，其中瞬时荷载是模拟的室内煤气爆炸，并进一步基于有限元分析，对遭遇局部墙板破坏后的整体结构抗连续倒塌性能进行研究。研究发现: 当考虑所有响应参数，并在全部倒塌时间内进行分析时，动态响应因子的变化幅值较大，参数的平均动态响应因子影响受损整体结构的承载力，即竖向连接的延性要求和水平连接的最大承载力应在1． 4至2． 0 的范围内，个别值达到4。

Mochizuki［8］对多层预制混凝土剪力墙竖向接缝的抗震性能进行了试验研究。文中指出日本多采用周围柱现浇、预制剪力墙板竖向接缝无销键连接方式。7 个试件均为3 层单跨预制剪力墙，缩尺比例约为1 /8，研究的参数为竖向接缝中水平分布筋数量、水平接缝有无销键和传力杆。通过试验结果分析得出，预制混凝土剪力墙的最大荷载受到水平、竖向接缝约束条件的组合影响，极限荷载与水平接缝的约束条件( 包括销钉作用) 有关，对于水平接缝布置销键的试件，达到最大荷载的刚度与是否布置传力杆无关。

Pekau［9］通过谱分析和有限元分析研究一幢12 层预制剪力墙结构的抗震性能。通过分析得出，含竖向接缝的预制剪力墙对其抗震响应影响不太显著，与相等基本周期的整体墙响应很接近。竖向接缝设计主要考虑其抗剪承载力，相比而言轴力很小，不超过抗剪承载力的60%。

Harry 等［10］针对预制混凝土大板结构，提出了一种适用于预制混凝土剪力墙的缩尺动力模型，包括设计、施工、测试等过程。缩尺模型的比例为3 /32，在一个小振动台上对一个3 层和5 层的预制混凝土剪力墙模型分别进行了振动试验，另外对一个六层的预制剪力墙结构进行了模拟地震荷载试验。试验考察的主要参数是竖向接缝中的配筋率、单调荷载以及周期荷载。通过拟静力试验发现，相比结构连续倒塌设计要求的抗剪承载力，试验值随着接缝配筋率的不同而变化幅值较大，可以达到设计值的3． 6 倍。同时随着竖向接缝面积的增大，模型的抗剪延性进一步提高，捏拢效应更加明显。基本周期与抗剪承载力的比值随着竖向接缝处钢筋的增加而降低，但是不论单调荷载还是周期荷载，其承担的总荷载并没有降低。

Oliva 等［11］分别在美国和南斯拉夫进行了大板结构( 试件均为3 层) 振动台和拟静力试验，通过理论和试验分析了这2 种不同试验的相关性。对比分析试验结果得出，振动台试验和拟静力试验所得位移－ 承载力曲线、破坏机理较一致。但同时存在3 个本质不同点，即拟静力试验表现出更好的耗能性，翼缘的受力响应存在不同，振动台试验中墙板两端的破坏特征不对称。

Nazzal［12］研究了轴向荷载对多层预制承重剪力墙结构滞回性能的影响，试验研究得出滞回环的大小随着轴向荷载的增加而减小。文中建立了一个弹簧支撑的简化刚性杆模型，分析结果显示轴向荷载对其滞回性能绝对值并没有影响，与试验结果不一致的原因是由于轴力的存在导致输入结构的能量增加，使得滞回环大小明显减小。最后提出一个耗能因子，基于该因子的计算结果与试验结果吻合较好。

2． 2 结构构件的研究

Yahya 等［13］对无粘结后张法预制混凝土墙的水平荷载性能及抗震设计进行研究，试验中利用后张钢筋穿过水平接缝将预制混凝土墙连接在一起，如图1 所示，通过试验研究了开洞对预制混凝土填充墙的受力性能影响，研究得出，无粘结后张法预制混凝土墙在强度和初始刚度方面类似于整体现浇的混凝土墙，延性较好，经历很大的非线性水平位移后只发生很小的破坏，这种非线性的性质主要是由于水平接缝的张开和闭合。通过纤维单元模型建立分析墙模型，对这些接缝的张开和闭合在周期荷载作用下进行分析。发现构件表现出非线弹性。通过研究，提出了一种无粘结后张法预制混凝土墙的抗震设计方法，基于此，能够使结构在规范设计水平的地震动时仅发生较小破坏，经历逃生水平地震动时，结构发生破坏但不至于全部失效。

Pekau 等［14］提出了一种改进的离散单元模型来模拟预制剪力墙板，其中考虑了局部墙板倒塌持时的影响，研究得出局部倒塌的持时在性能分析不容忽视。基于该模型，文中对一个12 层3 跨的预制剪力墙墙结构进行模拟分析，分别考虑了地震荷载和连续倒塌作用下竖向接缝处的抗剪延性性能。研究表明: 如果预制剪力墙满足抗震设计，则对抗连续倒塌( 不考虑地震作用影响) 设计中竖向接缝的抗剪延性和水平接缝的抗剪切滑移能力均满足要求。

Khaled 等［15 － 17］对5 种不同钢筋连接方式的预制混凝土剪力墙进行压弯拟静力试验研究。RW，即将下部结构竖向钢筋焊到预制墙体中预留的角钢上，最后在接缝及孔洞位置灌注混凝土，广泛应用于加拿大的预制混凝土结构; RS，即上下钢筋均放在套筒里，安装后往钢套筒里灌注无收缩高强的砂浆，主要应用于美国和日本的预制混凝土结构; RSU 纵筋连接方式与RS 相同，仅在锚固区域上方设置了一段钢筋与混凝土无粘结的范围; RSK，其竖向钢筋连接方法同RS，另外水平连接处制作了5 个键槽以保证抗剪; RT，将上下钢筋均通过螺栓连接到一个钢管上。试验分析表明，五种水平连接的强度、刚度、延性、耗能性能、变形性能都令人满意。其中RSU 延性最好，RSK 承载力最高，RSK、RT 承载力与延性均较差，RSK 耗能能力较低，极限位移角均大于1 /100。

Chakrabarti 等［18］进行了预制墙板竖向接缝的29 个试件试验研究，考察了竖向接缝的抗剪能力和剪切刚度。对抗剪性能的评估是基于剪摩假定( shear friction hypothesis) 和摩尔－ 库伦破坏准则。研究指出，预制剪力墙的竖向接缝在结构中发挥更重要的作用，因为其性能类似于双肢剪力墙的外墙托梁，结构中其水平接缝虽然也是弱连接，但是由于自重和上部荷载的作用，收到正应力的作用，所以刚性相对竖向接缝要大。结果表明: 竖向接缝的抗剪承载力与填充墙混凝土强度、接缝处配筋率、抗剪键的面积以及收缩、徐变、滑移等因素有关。建立了剪切刚度与混凝土强度、配筋率、滑移之间的经验公式。

Bhatt［19］基于纽马克不完整的耦合理论( Newmark＇s incomplete interaction theory) ，对开洞和未开洞预制剪力墙中竖向接缝对连接刚度的影响进行分析。主要考察的参数有连接刚度、节点数量和预制墙的高度，并提出预制剪力墙结构设计的一些建议。

Hashim 等［20］对大板结构竖向接缝的极限剪切强度进行计算分析，文中对比了相关的经验公式、理论公式以及剪摩设计公式估计极限剪切强度的计算结果。根据摩尔－ 库伦破坏准则，给出适用于花键节点和平面节点的建议公式，并且根据73 个花键节点和13 个平面节点试验数据对建议公式进行修正，考虑了节点混凝土的贡献和钢筋的销栓作用。对花键节点的建议公式如下:

3 国内预制装配式剪力墙结构性能与理论研究

3． 1 结构体系的研究

尹之潜等［22］对一个1 /5 缩尺的10 层装配式大板结构模型和一个1 /6 缩尺的14 层装配式大板结构模型进行了振动台试验，当输入El Centro 地震波后，发现结构的破坏主要发生在预制构件连接的部位，说明连接位置是装配式结构的薄弱部位。当输入双向地震作用时，对应模型的边缘构件破坏比单向地震输入时要严重，建议实际结构的角柱应适当加强。

姜洪斌［23］对一个3 层足尺预制混凝土剪力墙进行了拟静力子结构、拟动力子结构试验研究，试验原型为一幢12 层的预制混凝土剪力墙结构，试验的3 层为底部3 层，上部9 层为计算子结构。通过拟静力子结构试验主要是对插入式预留孔钢筋搭接连接性能进行研究，并通过结构的整体抗弯性能反映钢筋连接性能，同时对子结构施加水平往复荷载来研究结构抗震性能，研究结果表明，采用插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接的结构具有良好的恢复力特性，结构开裂后刚度下降缓慢，无突变，开裂部位出现在底部弯矩最大处，可以采用现浇混凝土设计规范进行受力计算，层间位移比满足高层结构水平位移限制。根据PKPM 试算结果得出，在规定的高度范围内结构在小震作用不会发生明显破坏。

通过拟动力子结构试验研究预制剪力墙结构在地震作用下破坏过程、破坏特征以及抗震性能。试验和

模拟均采用采用El Centro( S － N) 地震动记录，合理设置等效力控制器，解决子结构为多自由度体系的位移控制问题。试验结果表明，预制混凝土剪力墙结构在地震作用下具有良好的抗震性能，属于延性结构，结构的侧向刚度没有突变，没有薄弱层。结合拟静力、拟动力子结构试验结果，文中认为采用插入式钢筋连接方式制作的预制混凝土剪力墙结构可以具有和现浇结构相同的抗震性能，因此，可以根据《高层混凝土结构技术规程》进行结构设计。

中国建筑科学研究院陈惠玲等［24］对预制整体带边框剪力墙在水平往复荷载作用下的强度和延性进行研究，试验为一个1 /2 缩尺的3 层预制带边框剪力墙结构。通过试验结果，对预制剪力墙的抗裂性、裂缝开展、带边框剪力墙强度计算、墙的恢复力曲线、水平位移和延性进行了分析，提出该结构形式可用于新建的预应力、普通钢筋混凝土多高层框架房屋的抗震结构体系，也可用于旧建筑震后的修复与加固。

陈彤等［25］介绍了一栋抗震设防烈度为8 度的装配整体式剪力墙结构高层住宅建筑的设计。对其结构性能目标、整体设计原则、结构抗震验算、预制墙板设计等问题给予阐述。文中指出完全等同现浇剪力墙结构，不考虑预制墙板的结构功能的做法都会使问题简化，然而对结构设计都是不经济和不合理的。建议装配式建筑规范修编时适当考虑基于性能目标的设计方法。

陈锦石等［26］对一个4 层的全预制装配整体式剪力墙结构空间模型进行了低周反复荷载试验研究，模型为1 /2 缩尺，试验结果表明，试件承载力及刚度均远高于规范要求及设计结果，屈服荷载远高于设计地震剪力，试件在中震作用下仍保持弹性状态，满足大震不倒的设防目标。张军等［27］对全预制装配整体式剪力墙结构进行应用研究，以南通市海门中南世纪城33 号楼为试点工程，对该结构形式的基本原理、技术特点及节点连接构造等施工工艺给以介绍。

孙金墀等［28］进行了一个6 层装配整体式剪力墙结构体系模型试验，缩尺比例为1 /4，其竖向结构为预制墙板，水平结构采用叠合板，研究其在低周往复荷载作用下高层剪力墙下部的受力状态，以改进全装配大板结构的抗震性能。试验结果表明，试件整体具有良好的整体工作性能，水平接缝的荷载均匀传递，反复荷载作用下，具有稳定的恢复力曲线和可靠的延性。

3． 2 结构构件的研究

钱稼茹等［29 － 30］，张薇敬等［31］分别对5 个剪跨比为2． 25 和3 个剪跨比为2． 32 的预制钢筋混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验。墙体竖向钢筋采用了不同的连接方法，对其破坏特征、耗能能力等抗震性能进行分析，试验观察预制墙试件和现浇墙试件破坏特征相同，均为竖向钢筋受拉屈服、底部混凝土压弯破坏，并且给出预制装配式剪力墙可靠连接的一些建议。张薇敬等［32 － 33］进行了设置现浇边缘构件的单片和双片预制圆孔板剪力墙试件拟静力试验。试验表明，剪力墙试件与基础梁连接部位均出现开裂，边缘构件均沿高度方向出现水平裂缝，试件破坏形态均为弯剪破坏。两类试验均表明可以按照现行规范计算其承载力，设置现浇的边缘构件预制圆孔板剪力墙可以作为建筑抗震结构构件。

张家齐［34］进行了9 个预制混凝土剪力墙受压性能试验，其中2 个为轴压试验，用于研究试件弹性阶段的力学性能，分析钢筋和混凝土的工作状态，7个偏压试验，用于分析不同钢筋直径对承载力的影响。试验结果表明，采用插入式预留孔灌浆钢筋连接的预制剪力墙和现浇剪力墙具有相同的受力性能和破坏模式，并且可以按照现浇剪力墙结构理论计算承载力。

杨勇［35］进行了3 片带竖向结合面的预制剪力墙试验研究。对试件的破坏过程和形态、受力性能、变形能力等与现浇墙进行了对比分析，结果表明，两者的抗震恢复力曲线相比，带竖向结合面的预制试件承载力稍低，但延性更好，因此表现出更好的抗震性能。考虑钢筋剪摩和销栓作用的影响下，提出竖向结合面的预制混凝土剪力墙抗剪设计计算公式。

台湾集集地震发生以后，对原来抗震水平不足的建筑拟采取预制剪力墙加固，来提高建筑抗震性能，为此，颜万鸿［36］完成了6 个大尺寸传统配筋方式的钢筋混凝土预制剪力墙构件试验( 如图3 左图所示) ，考察混凝土强度、配筋率、排筋方式等因素对其承载力及抗震性能的影响。结果表明，剪力墙的混凝土强度越大、钢筋量越大，其极限强度、极限位移与延性均有所提高，并且试件本身耗能较大。为考察不同配筋方式对试件抗震性能的影响，谢忠龙［37］完成了5 个大尺寸扇形配筋方式的钢筋混凝土预制剪力墙构件试验( 如图3右图所示) 。结果表明，与传统配筋方式剪力墙试验结果相差不大，为此，从施工便捷考虑，建议选用传统配筋方式的预制剪力墙加固原有建筑物。

图3 不同配筋方式的预制剪力墙试件

国外预制剪力墙的研究中多引入了预应力技术，如前所述，而我国考虑到预应力技术成本昂贵，应用范围受到限制，为此提出了预制叠合墙的结构形式。

叶献国等［38］完成了3 片预制叠合板式混凝土剪力墙拟静力试验，考察不同边缘构件对剪力墙承载力、变性特征以及耗能能力进行研究。结果表明，叠合板式剪力墙的破坏形态、滞回曲线、裂缝等性能较接近，水平承载力比现浇墙略低，但预制部分和底部是薄弱环节，建议设置抗剪槽或抗剪斜钢筋。

朱张峰等［39］完成了3 个预制装配式剪力墙结构中间层边节点( 即为T 形墙、梁、板节点试件) 的抗震性能试验，试件为足尺构件，在低周往复荷载作用下，预制试件表现出良好的抗震性能，较现浇试件其承载力和位移延性均有所提高，刚度和耗能能力基本接近。

从上述国内外对预制装配式剪力墙研究成果来看，多侧重预制剪力墙墙板之间接缝、节点连接以及整体性能，因其抗震性能取决于此，只有连接可靠、方便施工、受力合理的接缝设计和构造才是预制装配式剪力墙结构得以推广应用的关键因素。考虑到新型装配式结构体系的出现、装配式结构抗震性能表现出的不确定性等问题，目前对预制装配式剪力墙抗震性能的研究仍是结构工程中的热点问题。

4 国内外装配式剪力墙分布钢筋连接技术研究

钢筋连接技术是预制装配式混凝土结构的关键技术之一，可靠的连接是保证结构整体性和抗震能力的关键。据国内专家对日本预制装配式结构的调查结果显示，其装配式结构中墙内竖向和水平分布钢筋在接缝处并不是每根均进行连接，而是即仅将少量粗钢筋进行连接，多数分布细钢筋不进行连接，而目前我国装配式剪力墙几个试点项目中也采用此钢筋连接方式，清华大学、哈尔滨工业大学等单位对其中粗钢筋连接进行了大量研究。经过对大量相关文献的搜集与整理，装配式混凝土结构中钢筋连接主要采用套筒连接、浆锚连接和机械连接3 种方式。

4． 1 套筒连接

套筒连接技术是将连接钢筋插入带有凹凸槽的高强套筒内，然后注入高强灌浆料，硬化后将钢筋和套筒牢固结合在一起形成整体，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力。

套筒连接技术在美国和日本的应用广泛， 1970 年美国结构工程师Yee 博士发明了NMB 连结套筒技术，当时连接套筒是锥形的( 如图4 所示) ，并获得专利。并将这种技术应用于一栋38 层的Ala Moana 旅馆( 檀香山) 建筑中，用于连接预制混凝土柱。

图4 NMB 套筒接头

该套筒连接分为Y 型( 屈服强度型: 承载力可达钢筋屈服强度的125%) 和U 型( 极限强度型: 可达钢筋极限强度) ，屈服点大于420MPa，抗拉强度大于600MPa，延伸率大于6%，实现了钢筋的可靠连接，并用于装配式大板结构和框架结构中［40］。

该专利在1972 年被日本一家公司购买，后经过大量研究和改进，于1986 年发明了X 型连接套筒，在北美和日本应用广泛。最新的套筒连接是将套筒一端的连接钢筋在预制厂通过螺纹完成机械连接［41］，另一端钢筋在现场通过灌浆连接，如图5 所示。对套筒连接的试验研究包括套筒应力－ 应变关系，循环张拉的疲劳性能，钢筋偏位、灌浆料扰动对连接性能的影响等问题。

钱稼茹等［29］采用日东工业生产的D － 16 套筒，对预制剪力墙的竖向钢筋进行连接，与现浇剪力墙对比进行抗震性能试验研究。结果表明: 采用此套筒连接的剪力墙能够有效传递竖向钢筋应力，破坏形态和现浇试件的相同。

4． 2 浆锚连接

浆锚连接技术，又称为间接锚固或间接搭接，是将搭接钢筋拉开一定距离后进行搭接的方式，连接钢筋的拉力通过剪力传递给灌浆料，再通过剪力传递到灌浆料和周围混凝土之间的界面上去。

姜洪斌［23］提出了插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接方法，如图6( a) 所示，并获得专利，该方法施工简单，省去了钢筋焊接或国外套筒连接等复杂的连接方式，并通过81 个钢筋锚固试件、108 个钢筋搭接试件研究其承载力及影响因素。试验及讨论结果表明，插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接方法是一种连接可靠、方便施工、价格低廉的适合于预制混凝土结构的钢筋连接方法。赵培［42］针对该方法，进行了不同配箍率对钢筋搭接长度影响的试验研究，涉及钢筋直径尺寸有12mm、16mm、20mm，共123 个试件。结果表明，对搭接钢筋配置螺旋箍筋约束，可以有效降低搭接长度。

钱稼茹等［43］进行了4 片预制剪力墙的抗震性能试验，其中竖向钢筋采用留洞浆锚、间接搭接的连接方式。试验结果表明，该搭接方式能够有效传递钢筋应力，钢筋受拉屈服，混凝土受压破坏，滞回曲线饱满。钢筋搭接试件如图6( b) 所示。

图6 钢筋浆锚搭接

4． 3 机械连接

机械连接技术是通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。据日本焊接学会调查，目前钢筋连接方法已有64 种，其中60% 是机械连接法。从20 世纪80 年代我国开始对钢筋机械连接的研究，常用的钢筋机械接头有套筒挤压接头、锥螺纹接头、镦粗直螺纹接头熔融金属充填接头等，在我国最新规范———《钢筋机械连接技术规程》( JGJ107－ 2010) ［44］均有对相关连接方法及参数的规定。

美国ERICO 公司是一家世界级的钢筋连接设计和生产公司，其钢筋连接方法被广泛应用于建筑结构中，代表性的几种钢筋机械连接方法如图7 所示。

5 装配式剪力墙结构标准规范的发展

在国外，美国结构规范ACI318 － 08 第16 章中对预制装配式结构分类、设计做出详细规定，装配式预应力 ( PCI) 出版《Precast Prestressed Concrete Design Handbook》以及波特兰水泥 都对装配式混凝土设计做出规定。英国编制了国家建筑架构和公共建筑架构对装配式构件标准化。日本的装配式结构使用较早，相应的规范标准比较完备，日本建筑学会、日本建筑中心、日本预铸建筑学会等单位编制了10 余部装配式结构设计和施工规范及行业标准［45］。

在国内，对于装配式混凝土结构设计、施工标准化方面也取得了一些成果， 1991 年，中国建筑技术发展研究中心和中国建筑科学研究院共同编制了《装配式大板居住建筑设计和施工规程》( JGJ 1 － 91) ; 2009 年，万科集团和深圳泛华工程集团有限公司编制了深圳地方规范《预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规范》;2010 年，哈尔滨工业大学会同黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司编制了《预制装配整体式房屋混凝土剪力墙结构技术规范》; 2010 年，江苏省住房与城乡建设厅颁布了《预制装配整体式剪力墙结构体系技术规程》( 征求意见稿) ; 2010 年，中国建筑标准设计研究院和中国建筑科学研究院会同有关科单位，共同编制了《装配式混凝土结构技术规程》( 征求意见稿) 。在钢筋连接方面，我国最新修订颁布了《钢筋机械连接技术规程》( JGJ107 － 2010) ; 2011 年，中国建筑科学研究院、北京榆构有限公司会同相关单位编制了《钢筋连接用灌浆套筒》( 征求意见稿) 、《钢筋套筒连接用灌浆料》( 征求意见稿) 等标准，这一系列技术规程融合了国内预制装配式剪力墙结构的最新研究成果，将成为中国装配式混凝土剪力墙结构标准化的里程碑。

6 有待研究的问题

预制装配式混凝土剪力墙结构及其连接技术的研究和应用虽然取得很大的进步，但仍然存在一些问题，值得进行深入研究:

( 1) 随着预制装配式混凝土剪力墙结构应用范围的扩大，会在一些抗震设防区域使用，或者随国家地震区划图的调整，使得原有建筑的抗震设防标准提高，因此，仍需对预制装配式剪力墙的抗震性能进行深入研究，其抗震性能的好坏是该结构形式得以推广应用的关键问题。

( 2) 相对于装配式框架结构，预制装配式剪力墙结构存在更大量的水平接缝、竖向接缝、边框节点等连接问题，有效、可靠、施工方便的连接方式是保证装配式剪力墙结构安全、正常工作的前提，目前对于连接方式主要集中在“湿连接”，而对于“干连接”的研究较少。

( 3) 对现浇剪力墙国内外进行了大量带边框的组合剪力墙结构试验研究，例如型钢边框、钢管混凝土边框、钢筋混凝土柱边框等，结果表明带边框组合剪力墙结构能够改单一抗震防线为多道抗震防线，可以有效提高剪力墙的整体抗震性能，因此，可以将带边框的形式应用于装配式混凝土剪力墙结构，目前国内外对此研究较少，对其节点、接缝、整体试件的受力性能及抗震性能值得深入研究。

( 4) 虽然国内颁布了一些地方的预制装配式剪力墙规范标准，但仍需出台一套完整预制装配式混凝土剪力墙结构设计、施工、抗震的国家级规范或行业标准。

预制装配式混凝土剪力墙结构符合我国“十二五”规划中提出的资源节约、环境友好的社会要求，是实现建筑节能减排及住宅产业化的有效途径之一，对提高资源利用率、减少建筑对环境的不良影响，实现“四节一环保”的绿色发展有很好的促进作用，同时也促进我国建筑业的整体发展，因此，预制装配式混凝土剪力墙结构具有广阔的应用前景。

参考文献

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