预制外挂墙板―梁节点构造措施研究

  0 引言

  建筑工业化是以构件预制化生产、装配式施工为生产方式，以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征，能够整合设计、生产、施工等整个产业链，实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式[1]。根据国内外经验，发展建筑工业化生产具有经济、快速、环保、质量有保证等诸多优点。

  国内针对装配式建筑已有大量的研究，并且已纳入相关的规范、规程、或制定了相关的技术规程，目前已经应用到多个工程实例中，例如北京射击馆、上海虹桥综合交通枢纽西航站楼、大连软件园9号楼、大连森茂大厦、北京中粮万科长阳半岛，沈阳丽水新城等^[2]。但是对于预制外挂墙板的连接方式，预制墙板―梁节点钢筋的形式，布置及构造措施各规程没有规定。

  1. 预制混凝土外墙与主体的连接方式

  1.1预制混凝土外墙分类

  装配式建筑的外墙围护体系主要可以分为两类，内嵌式和外挂式。对于内嵌式的墙体，多采用砌块砌筑的形式，也有少量内嵌墙板的形式。外挂式的墙体则一般采用外挂墙板的形式，其中又有整块板，它的大小是一个开间的整个尺寸高度通常为层高，门窗、外饰面可在工厂完成，减少高空湿作业。另外一种是条板，可以横放或竖放现场拼接成整体^[3]。外挂式对规范规定的主体结构误差、构件制作误差、施工安装误差等具有三维可调剂适应能力；能够满足将挂板的荷载有效传递到主体结构承载要求的同时，还可协调主体结构层间位移及垂直方向变形的随动性；对外挂板，连接件的极限温度变形具有变形吸收的能力。内嵌式的预制外墙对结构抗侧刚度的影响相对较大，内嵌式预制外墙上边及左右侧边与梁、柱或剪力墙相连，抗侧作用接近于剪力墙。但由于内嵌式预制外墙下边只有限位连接，不能传递力，因此其与剪力墙的刚度相比有所减弱；如在整体计算模型中建立预制外墙进行整体结构分析时，由于其与梁柱连接及对结构的影响相对复杂，因此，计算设计相对较困难^[4]。

  1.1预制混凝土外墙的连接方式的研究

  连接节点是预制墙板一个重要组成部分，其作用是将墙板与墙板，墙板与楼板，楼板与楼板和其他构件之间连成整体，以传递内力，达到整体抗震的效果。目前外墙与主体的连接方式主要分为以下几种：

  （1）焊接连接。构件制作时预埋钢板或留出钢筋，构件安装时用钢板或钢筋将相邻构件的预埋钢板或留出的钢筋焊接在一起，连成整体。

  （2）混凝土连接。在构件侧而做成销键、并预留钢筋或钢筋环，安装时与相邻构件预留的钢筋或钢筋环相互搭接焊牢并插入一定长度的钢筋，浇筑混凝土连成整体。

  （3）螺栓连接。构件制作时相邻构件均预埋铁件，安装时各自焊上连接铁件，用螺栓连接固定。

  2. 工程实例

  2.1 实例背景

  该栋建筑为18层，标准层层高3m，总高度53.10m，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度0.10g，外围护结构采用预制混凝土外挂墙板，现浇构件混凝土强度C30，预制构件混凝土强度C35，预制外挂墙板厚度为100mm，墙体配筋为双层 6@150，预制挂板与现浇梁连接处高度160mm，连接钢筋采用 10@300，其梁采用叠合梁，楼盖采用叠合楼盖。

  2.2 节点钢筋设计

  针对由于预制板布置在预制梁的一侧，U形钢筋的下肢不能伸过梁的宽度，锚固长度不足的情况，设计了两种改进的钢筋形式，编号为WB1、WB2。WB1采用U形钢筋端部带弯钩，连接钢筋短边锚固长度为140mm，长边锚固长度为280mm，WB2采用封闭箍，锚固长度140mm。

  3. 结语

  国内外对预制混凝土的连接方式方面的研究仍处于起步阶段，大多都是对框架梁柱节点的连接情况进行研究，对外墙与主体的连接方面研究不足。本文针对某一实际工程节点钢筋锚固长度受到限制的情况提出了两种改进方法，主要是对钢筋的形式作出改进，后期还需试验进行论证。

  参考文献：

  [1] 钱志峰，陆惠民. 对我国建筑工业化发展的思考[J]. 江苏建筑，2008增刊（123）：71-73

  [2] 纪颖波. 建筑工业化发展研究[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2011：5-7.

  [3] 李久鹏. 工业化住宅外挂墙板耗能减震性能研究[D]. 天津大学，2009.

  [4] 黄宇星，祝磊，叶祯翔，王元清，石永久. 预制混凝土结构连接方式研究综述[J]. 混凝土，2013（1）：120-125.

  [5] CHEOK G SLEW H S.Model precast concrete beam-to-column connections subject to cyclic loading[J]. PCl Journal 1993（4）：80-92.

  [6] ALCOCER S M，CARRAI，ZA R. Seismic tests of beam-to-column connections in a precast concrete frame[J]. PCl Iournal，2002，47（3）：70-89

  [7] 王立忠，罗健. 高层钢结构房屋中钢筋混凝土外挂板的减振作用[J]. 建筑结构学报，1995（2）：70-76.

  [8] 王立忠，罗健.钢筋混凝土外挂板摩擦恢复力特性试验及减震效果[J]. 北京建筑工程学院学报，1997（2）：44-54.