预制剪力墙的设计与应用

预制剪力墙是预制装配式混凝土剪力墙结构的主要抗侧力构件，抵御地震和风荷载作用。主要包括整体预制墙、单层叠合墙、双层叠合墙三种类型。

1.整体预制墙

整体预制墙板是指剪力墙墙体在工厂预制完成后运输至现场，通过套筒灌浆连接（图4-29a），浆锚搭接连接（图4-29b）或者浇筑预留后浇区（图4-29c）与主体结构连接的预制构件。

图4-29　整体预制墙

图4-30　单层叠合剪力墙

2.单层叠合剪力墙

将预制混凝土外墙板作为模板，在外墙内侧绑扎钢筋、支模并浇筑混凝土，预制混凝土外墙板通过粗糙面和叠合筋与现浇混凝土结合成整体，如图4-30所示。该体系中的预制外墙板在施工时作为内侧现浇混凝土墙的模板，因此也被称作预制混凝土外墙模板PCF（Precast Concrete Form）。在现浇混凝土浇筑完成并终凝后，预制外墙板与现浇混凝土剪力墙形成整体。

预制混凝土外墙模板（PCF）中桁架钢筋的主要作用，一是为了在预制外模板脱模、存放、安装及浇筑混凝土时提供必要的强度和刚度，避免预制外模板损坏、开裂；二是保证PCF剪力墙中预制墙板和现浇部分具有很好的整体性，避免出现界面破坏或预制剪力墙外模板边缘翘起现象。

PCF剪力墙是实现剪力墙结构住宅产业化生产的一种方式。PCF剪力墙的预制部分即预制外墙模板在工厂加工、制作、养护，达到设计强度后运抵施工现场，安装就位后和现浇部分整浇形成PCF剪力墙。带建筑饰面的预制外墙板不仅可作为外墙模板，外墙立面也不需要二次装修，可完全省去施工外脚手架。

PCF剪力墙的受力变形过程、破坏模式、设计计算和普通剪力墙相同，仅制作过程和生产工艺不同。结构外墙采用PCF剪力墙、结构内墙和筒体采用普通剪力墙的剪力墙结构体系与普通全现浇剪力墙结构具有相同的结构性能。因此PCF剪力墙结构可采用和普通全现浇剪力墙结构相同的设计原则、方法和构造要求。

3.双层叠合剪力墙

双层叠合剪力墙墙板（图4-31）由两片不小于50 mm厚的钢筋混凝土预制板组成，其内外预制板已根据结构计算配置相应的水平和竖向受力钢筋，内外墙板通过桁架钢筋连接为整体。每块墙板设置吊点，在工厂流水线进行生产，生产完毕后运输到现场安装就位，并在双面叠合剪力墙板的中间部位现浇混凝土，与桁架钢筋和内外预制混凝土板形成整体，共同承受结构竖向和水平荷载，如图4-32所示。

图4-31　双层叠合剪力墙(www.xing528.com)

图4-32　叠合剪力墙连接示意图

双面叠合剪力墙结构是装配式混凝土剪力墙结构体系的一种，适应设计一体化，生产自动化以及施工装配化的要求。在钢筋混凝土双面叠合剪力墙结构技术推广应用的过程中，具有尺寸精准度高、质量稳定、防水性好、结构整体性好、施工快捷、节能环保、施工效率高等优点。

试验研究表明，双面叠合剪力墙受力性能与整体浇筑的剪力墙基本相同，内外预制板与核心混凝土部分能够较好的共同工作，其承载力比整体现浇混凝土剪力墙有一定程度的降低，因此，正截面受弯计算公式在应用《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3）中偏心受压和偏心受拉构件的计算公式基础上，将有效翼缘宽度适当折减以反映实际承载力的降低状况。

双面叠合剪力墙设计时，应通过计算确定墙中的水平钢筋，防止发生剪切破坏，通过构造措施防止发生剪拉破坏和斜压破坏。墙板中间应沿竖向设置桁架钢筋以增加墙板的刚度，便于生产、运输、安装、施工时墙板不开裂。混凝土浇筑时，桁架钢筋用于两面墙板的连接作用，并承受施工荷载以及混凝土的侧压力。

根据《装配式混凝土建筑技术标准》（GB/T 51231）：双面叠合剪力墙的墙肢厚度不宜小于200 mm，单叶预制墙板厚度不宜小于50 mm，空腔净距不宜小于100 mm。预制墙板内外叶内表面应设置粗糙面，粗糙面凹凸深度不应小于4 mm。

双面叠合剪力墙中钢筋桁架应满足运输、吊装和现浇混凝土施工的要求，并应符合下列规定：

（1）钢筋桁架宜竖向设置，单片预制叠合剪力墙墙肢不应少于2榀。

（2）钢筋桁架中心间距不宜大于400 mm，且不大于竖向分布筋间距的2倍；钢筋桁架距叠合剪力墙预制墙板边的水平距离不宜大于150 mm（图4-33）。

（3）钢筋桁架（图4-34）的上弦钢筋直径不宜小于10 mm，下弦钢筋及腹杆钢筋直径不宜小于6 mm。

（4）钢筋桁架应与两层分布筋网片可靠连接，连接方式可采用焊接。

图4-33　双面叠合剪力墙中钢筋桁架的预制布置要求
1—预制部分；2—现浇部分；3—钢筋桁架

图4-34　钢筋桁架构造三维视图