本發(fā)明涉及建筑施工領域，特別是一種裝配式墻肢結構及其施工方法。

背景技術：

高層建筑結構是我國城市化過程中解決城鎮(zhèn)人口不斷增長與城市用地逐漸短缺矛盾的必然選擇，而連肢墻結構體系是高層建筑結構中不可缺少的元素。根據(jù)以往實測資料，連肢墻體系既繼承了單純剪力墻工程造價低廉、抗側剛度大等優(yōu)點，又體現(xiàn)出了在強震作用下連梁屈服耗能、避免或減少了大量裂縫集中于墻體底部的情況，以降低震后修復成本的優(yōu)點。

但在實際應用過程中，限于建筑使用功能要求，傳統(tǒng)混凝土連梁往往難以滿足截面抗剪需求，給設計人員造成了一定的困難。與傳統(tǒng)連肢墻相比，混合連肢墻特點在于使用鋼連梁替代混凝土連梁，并應用現(xiàn)行相關規(guī)范、規(guī)程中的偏心支撐耗能梁理論，使得后者比前者具備更好的耗能能力和抗連續(xù)倒塌能力，且利于滿足建筑使用要求和簡化裝配工序。對于新型裝配式結構體系，解決其墻體裝配單元間的連接形式成為了亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種帶有預埋接縫鋼梁段的裝配式混合連肢墻體系及其施工方法，要解決傳統(tǒng)結構受力復雜、結構不穩(wěn)定、連接關系不可靠、施工不便的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種帶有預埋接縫鋼梁段的裝配式混合連肢墻體系，包括分別于水平方向、豎直方向連接的墻單元，其中豎直方向上連接的墻單元之間設有樓板，所述墻單元包括墻單元混凝土墻體和位于墻單元混凝土墻體內部的墻單元鋼筋骨架，墻單元鋼筋骨架的上下兩側的中部對應預埋有墻單元預埋接縫柱，墻單元鋼筋骨架的左右兩側的上部對稱連接有預埋接縫鋼梁段，所述墻單元預埋接縫柱和預埋接縫鋼梁段的外端部均超出墻單元混凝土墻體的側邊緣。

水平方向上的左、右墻單元之間通過預埋接縫鋼梁段對應連接，所述左右墻單元之間的接縫處填充有填充物；如有窗洞或者門洞時，左、右墻單元的預埋接縫鋼梁段之間另外連接一根鋼連梁。

豎直方向上的上、下墻單元之間通過墻單元預埋接縫柱和墻單元鋼筋骨架對應連接，所述上下墻單元之間的墻單元預埋接縫柱對接并澆筑在樓板內部。

所述墻單元混凝土墻體的上下兩側對稱連接有兩個墻單元預埋接縫柱，同側的兩個墻單元預埋接縫柱均勻間隔分布，所述墻單元預埋接縫柱長度約為40cm，其外端部超出第一墻單元混凝土墻體的側邊緣的長度約為樓板厚度的一半。

所述預埋接縫鋼梁段沿墻單元混凝土墻體長度方向布置、在預埋接縫鋼梁段上、下翼緣上分別焊接預埋件抗剪栓釘和輔助鋼筋連接器，所述輔助鋼筋連接器上連接有預埋接縫梁端輔助鋼筋。

所述上預埋接縫鋼梁段的外端部超出墻單元混凝土墻體的側邊緣的長度范圍是5厘米～10厘米，內端部不超過墻單元混凝土墻體的長度的三分之一。

所述預埋接縫鋼梁段的上表面與墻單元混凝土墻體邊緣平齊、連接在預埋接縫梁的上表面的預埋件抗剪栓釘?shù)亩瞬砍鰤卧炷翂w邊緣。

所述埋接縫鋼梁段之間通過螺栓連接、焊接連接或者是螺栓與焊接混合方式連接。

所述墻單元混凝土墻體上下左右四面中的一面或者多面為粗糙面或者在水平方向開有墻單元鍵槽。

所述墻單元鋼筋骨架包括由水平鋼筋、豎直鋼筋和拉結在兩者之間的拉結筋構成的鋼筋網架以及設置在墻單元預埋接縫柱四周的墻單元接縫柱構造筋，所述上下墻單元的墻單元鋼筋骨架的豎直鋼筋之間通過漿錨套筒對接。

所述樓板為現(xiàn)場澆筑的混凝土結構或者是裝配式預制混凝土結構。

所述墻單元預埋接縫柱和預埋接縫鋼梁段為H型鋼或者組合工字鋼。

所述預埋接縫鋼梁段的兩翼緣之間垂直焊接有預埋接縫鋼梁段加勁板，所述預埋接縫鋼梁段加勁板不超過墻單元混凝土墻體邊緣，可以與墻單元混凝土墻體邊緣齊平。

一種如所述的地鐵基坑大跨度支撐體系的施工方法，其特征在于，包括墻單元的預制工序和現(xiàn)場裝配工序，具體步驟如下：

墻單元的預制工序：

步驟一，在墻單元預埋接縫柱上焊接預埋件抗剪栓釘。

步驟二，制作預埋接縫鋼梁段：在型鋼梁或焊接工字鋼梁上、下翼緣上分別焊接預埋件抗剪栓釘、輔助鋼筋連接器，然后再將預埋接縫梁端輔助鋼筋與輔助鋼筋連接器相連。

步驟三，將墻單元預埋接縫柱和預埋接縫鋼梁段對應連接在設計位置上。

步驟四，根據(jù)設計要求進行綁扎墻單元鋼筋骨架。

步驟五，并在墻單元預埋接縫柱周圍固定墻單元接縫柱構造筋。

步驟六，支設墻單元的澆筑模板，并根據(jù)需要、在上下左右四個面中的一面或者多面進行水平鍵槽或者粗糙面處理。

步驟七，澆筑墻單元的混凝土。

步驟八，待澆筑成型和養(yǎng)護后，通過吊環(huán)吊起并脫模，完成墻單元的預制工序。

混合連肢墻的現(xiàn)場裝配工序：

步驟一，將預制好的墻單元運至施工現(xiàn)場，開始現(xiàn)場施工工序。

步驟二，進行豎直方向上墻單元的連接，將上、下墻單元的墻單元預埋接縫柱與墻單元鋼筋骨架分別對應連接。

步驟三，進行水平方向上墻單元的連接，將左、右墻單元的預埋接縫鋼梁段對應連接，并在豎向接縫處填充填充物；如有窗洞或者門洞時，左、右墻單元的之間增設鋼連梁。

步驟四，綁扎樓板的鋼筋并支設樓板的模板。

步驟五，澆筑樓板的混凝土。

步驟六，待澆筑成型，并進行養(yǎng)護。

步驟七，重復本工序中步驟一至步驟六，完成整個裝配式混合連肢墻體系的施工工序。

與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果：

本發(fā)明基于有限元理論，建立有限元模型對裝配式混合連肢墻體系進行力學分析，驗證其結構的可靠性，該體系與混凝土剪力墻結構體系相比，具有抗震性能好、強震震后便于修復的優(yōu)勢；與采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式相比，建造質量易保障，綠色環(huán)保性能好；與現(xiàn)有裝配式剪力墻相比，具有設計靈活、制作高效、運輸方便、安裝便捷、經濟效益好等優(yōu)點，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、抗震性能好：本發(fā)明依靠預埋接縫鋼梁段將各個墻單元連接成混合連肢墻體系，在地震反復作用下，該結構體系可以使得預埋接縫梁外露部分較好地形成剪切型屈服，其耗能方式與偏心支撐消能梁段耗能相似，具有耗能能力大、變形小的特點，預埋接縫鋼梁段可以沿結構全高布置，猶如在結構中設置了數(shù)量可觀的“保險絲”，由此形成較好的耗能機制；與混凝土連梁相比，前者的剪切屈服耗能性能優(yōu)于混凝土連梁梁端塑性鉸耗能，且前者剪切屈服耗能變形小，強震作用下，抗連續(xù)倒塌能力強。

2、強震震后便于修復：強震下傳遞給結構的能量主要是被預埋接縫梁和連梁以塑性變形的形式所吸收，在強震作用下，延緩裂縫的發(fā)展，較好地避免了或減少了剪力墻底部的裂縫擴展。因此，強震后的修復只需進行外露預埋接縫鋼梁段或連梁的更換以及少量開裂墻體做的加固工作即可。

3、施工工藝優(yōu)化，建造質量便于保證：墻體的制作大部分是在工廠內完成，因此可以把有效的現(xiàn)場監(jiān)督集中于墻體單元間的連接之上，工程施工質量易于保證；與現(xiàn)澆混凝土剪力墻相比，工廠制作與現(xiàn)場安裝同時進行，解決現(xiàn)澆混凝土剪力墻現(xiàn)場濕作業(yè)量大的問題；與現(xiàn)有一般裝配式剪力墻相比，預埋接縫柱可以解決上層墻體施工過程穩(wěn)定性的問題，為實現(xiàn)同層連肢墻單元現(xiàn)場拼接與樓板的澆筑立體交叉施工，提供了技術上的可能性；鋼連梁替代混凝土連梁，解決現(xiàn)澆混凝土連梁現(xiàn)場濕作業(yè)量大的問題。

4、綠色環(huán)保性能好：由于墻體的制作大部分是在工廠完成的，模板可以有效重復利用，預埋接縫鋼梁段、連梁又無需使用模板和臨時支撐，故建造過程減少了建筑垃圾的產生。

5、設計靈活、制作高效、運輸方便、安裝便捷：現(xiàn)有預制裝配式剪力墻設計中，往往是把連梁、與連梁兩端相連的墻體劃分成一個裝配單元，造成單元體積過大，給運輸、安裝帶來諸多不便；另外，此種單元體設計方式，不但給設計人員造成不便，而且墻體裝配單元不宜形成標準件，導致模具利用效率低下。本專利提出采用預埋接縫鋼梁段間、預埋接縫鋼梁段與連梁間連接的方式來實現(xiàn)墻肢間的有效連接，為結構設計人員靈活的設計預制單元提供了便利，同時也利于墻體裝配單元形成標準件；預埋接縫鋼梁段與連梁在現(xiàn)場連接，就不必考慮把連梁與其兩端的墻體澆筑成一個單元體，從而方便運輸與安裝；本專利還為上下墻單元的連接設置了預埋接縫柱，省去其現(xiàn)場臨時支撐的工序，真正實現(xiàn)“搭積木”式的建造方式，方便安裝?？傊?，與現(xiàn)有裝配式剪力墻相比，具有設計靈活、制作高效、運輸方便、安裝便捷等優(yōu)點。

6、經濟效益好：現(xiàn)階段，裝配式剪力墻造價居高不下，究其原因，主要就是因為連梁與其兩端的墻體澆筑成一個大單元體，從而為運輸和安裝造成不便；另外就是不規(guī)則墻體裝配單元，不易形成標準件，模具利用率低，采用預埋接縫鋼梁段間、預埋接縫鋼梁段與連梁間連接方式實現(xiàn)墻肢間的有效連接，上述問題就可迎刃而解，可以明顯降低造價，凸顯裝配式結構的經濟優(yōu)勢。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明的墻單元結構示意圖。

圖2是圖1的A-A剖面示意圖。

圖3是本發(fā)明的結構示意圖。

圖4是圖3的B-B剖面示意圖。

附圖標記：1－墻單元、2－墻單元混凝土墻體、3－墻單元預埋接縫柱、4－墻單元接縫柱構造筋、5－墻單元鍵槽、6－墻單元鋼筋骨架、7-預埋件抗剪栓釘、8－預埋接縫鋼梁段、9－預埋接縫鋼梁段輔助鋼筋、10-輔助鋼筋連接器、11－預埋接縫鋼梁段加勁板、、12-填充物、13-樓板、14-鋼連梁、15-漿錨套筒。

具體實施方式

實施例參見圖3、 圖4所示，這種帶有預埋接縫鋼梁段的裝配式混合連肢墻體系，包括分別于水平方向、豎直方向連接的墻單元1，所述墻單元1為預制構件，混凝土強度等級不小于C30，不高于C60，墻體高度約為層高減去樓板厚度，其中豎直方向上連接的墻單元之間設有樓板13，水平方向上的左、右墻單元1之間通過預埋接縫鋼梁段8對應連接，所述左右墻單元之間的接縫處填充有填充物12，所述填充物可以選擇低強度的填充物，例如空心小砌塊、多孔磚等，如有窗洞或者門洞時，左、右墻單元1的預埋接縫鋼梁段8之間增設鋼連梁14；豎直方向上的上、下墻單元1之間通過墻單元預埋接縫柱3經高強螺栓或栓焊混合連接、墻單元鋼筋骨架6的豎向鋼筋經漿錨套筒15對應連接，所述上下墻單元之間的墻單元預埋接縫柱3對接并澆筑在樓板13內部。

參見圖1、圖2所示，所述墻單元1包括墻單元混凝土墻體2和位于墻單元混凝土墻體內部的墻單元鋼筋骨架6，墻單元鋼筋骨架的上下兩側的中部對應預埋有墻單元預埋接縫柱3，墻單元鋼筋骨架的左右兩側的上部對稱連接有預埋接縫鋼梁段8，所述墻單元預埋接縫柱3和預埋接縫鋼梁段8的外端部均超出墻單元混凝土墻體2的側邊緣。

所述第一墻單元混凝土墻體的上下兩側對稱連接有兩個第一墻單元預埋接縫柱，同側的兩個第一墻單元預埋接縫柱均勻間隔分布，所述第一墻單元預埋接縫柱長度約為40cm，其外端部超出第一墻單元混凝土墻體的側邊緣的長度范圍是5厘米～10厘米，約為樓板厚度的一半。

所述預埋接縫鋼梁段8沿墻單元混凝土墻體2長度方向布置，其上焊接預埋件抗剪栓釘7、并通過輔助鋼筋連接器10與預埋接縫鋼梁段輔助鋼筋9連接。所述上預埋接縫鋼梁段8的外端部超出墻單元混凝土墻體2的側邊緣的長度范圍是5厘米～10厘米，內端部不超過墻單元混凝土墻體的長度的三分之一。

所述預埋接縫梁的上表面與墻單元混凝土墻體邊緣平齊、連接在預埋接縫梁的上表面的預埋件抗剪栓釘?shù)亩瞬砍鰤卧炷翂w邊緣。

所述預埋接縫鋼梁段8之間通過螺栓連接、焊接連接或者是螺栓與焊接混合方式連接。

所述墻單元混凝土墻體2上下左右四面中的一面或者多面為粗糙面或者在水平方向開有墻單元鍵槽5。

所述墻單元鋼筋骨架6包括由水平鋼筋、豎直鋼筋和拉結在兩者之間的拉結筋構成的鋼筋網架以及設置在墻單元預埋接縫柱3四周的墻單元接縫柱構造筋4。

所述墻單元預埋接縫柱3和預埋接縫鋼梁段8為H型鋼或者組合工字鋼，強度等級不低于Q235，不高于Q420。

所述預埋接縫梁9的兩翼緣之間垂直焊接有預埋接縫鋼梁段加勁板12，所述預埋接縫鋼梁段加勁板11與墻單元混凝土墻體2齊平。

一種如所述的帶有預埋接縫鋼梁段的裝配式混合連肢墻體系的施工方法，包括墻單元的預制工序和現(xiàn)場裝配工序，其特征在于，具體步驟如下：

墻單元的預制工序：

步驟一，在墻單元預埋接縫柱3上焊接固定墻單元抗剪栓釘4。

步驟二，制作預埋接縫鋼梁段8：在型鋼梁或焊接工字鋼梁上、下翼緣上分別焊接預埋件抗剪栓釘、輔助鋼筋連接器，然后再將預埋接縫梁端輔助鋼筋與輔助鋼筋連接器相連。

步驟三，將墻單元預埋接縫柱3和預埋接縫鋼梁段8對應連接在設計位置上。

步驟四，根據(jù)設計要求進行綁扎墻單元鋼筋骨架6。

步驟五，并在墻單元預埋接縫柱3周圍固定墻單元接縫柱構造筋4。

步驟六，支設墻單元1的澆筑模板，并根據(jù)需要、在上下左右四個面中的一面或者多面進行水平鍵槽或者粗糙面處理。

步驟七，澆筑墻單元1的混凝土。

步驟八，待澆筑成型和養(yǎng)護后，通過吊環(huán)吊起并脫模，完成墻單元的預制工序。

混合連肢墻的現(xiàn)場裝配工序：

步驟一，將預制好的墻單元運至施工現(xiàn)場，開始現(xiàn)場施工工序。

步驟二，進行豎直方向上墻單元的連接，將上、下墻單元的墻單元預埋接縫柱3與墻單元鋼筋骨架6分別對應連接，其中墻單元預埋接縫柱3之間通過高強螺栓或栓焊混合連接、墻單元鋼筋骨架6的豎直鋼筋之間通過漿錨套筒15連接。

步驟三，進行水平方向上墻單元的連接，將左、右墻單元的預埋接縫鋼梁段對應通過高強螺栓或栓焊混合連接，并在豎向接縫處填充填充物12；如有窗洞或者門洞時，左、右墻單元的預埋接縫鋼梁段之間增設鋼連梁。

步驟四，綁扎樓板13的鋼筋并支設樓板13的模板。

步驟五，澆筑樓板13的混凝土。

步驟六，待澆筑成型，并進行養(yǎng)護。

步驟七，重復本工序中步驟一至步驟六，完成整個裝配式混合連肢墻體系的施工工序。