3 　预制混凝土墙体系

   311 　预制混凝土剪力墙体系

   预制混凝土剪力墙体系广泛用作抵抗风荷载、地震作用等侧向力结构,用这种体系建造的建筑一般在10 层以内。在过去的30 年中,世界上几次强烈地震中预制混凝土剪力墙体系都表现出了良好的抗震性能,如在墨西哥的Chile 地震和日本的神户地震中,很多预制混凝土剪力墙结构几乎没有破坏,修复设备连接后可以马上恢复使用。

   采用预制混凝土剪力墙体系最大的优点是由节点控制荷载的传递路径,这样可以容易地区分抗侧力剪力墙和竖向承重框架。而在现浇体系里则很难把框架与剪力墙区分开来。

   预制混凝土剪力墙可以横向布置和纵向布置,但它们的水平连接有较大区别。一般,横向剪力墙支撑楼板体系的空心板,而纵向剪力墙和单向空心板的走向是平行的,不与空心板连接。剪力墙与板的水平连接主要有两种:用普通的低碳钢筋连接或预应力筋连接。对这两种水平连接的循环变形试验表明,其强度、刚度、延性、耗能性能、变形性能都令人满意。采用预应力筋连接是把预应力筋从墙板顶端通过镀锌的钢管穿到结构底端,板与板之间的缝隙用干混凝土填满,安装了几层以后对钢绞线施加预应力,然后在向套管内灌浆,最后拆除支撑。这种连接有很好的刚性,但是耗能性能比普通钢筋连接要差,进一步的研究还在进行。在美国地震高烈度区,禁止采用预应力筋连接。

   目前,常用的预制混凝土剪力墙构件是预制混凝土夹心墙板(简称为“夹心板”) 。夹心板内、外两层混凝土层使中间的隔热层在安装过程中免于损坏,而且它们本身表面光滑无需粉饰,中间的隔热层具有很好的节能作用,在一些温控严格的建筑里也可用作内隔墙。与普通预制混凝土墙板相比,预制混凝土夹心墙板具有很多优点,如经济节能、耐久性好、抗火性能好等。

   PCI 对预制混凝土剪力墙的设计作了详细说明和要求。有关预制混凝土夹心墙板的设计、制造、运输、安装各个细节,PCI 也成立了专门的委员会进行了研究和总结。

   312 　预制混凝土大板体系

   20 世纪50 年代,预制混凝土大板体系首先在法国被提出,而后在欧洲传播开来。其中最具代表性的Koncz 体系是由Koncz 教授创建于1964 年。20 世纪90 年代该体系由三星建筑公司引进韩国并获成功[8 ] 。此体系的一个重要优点是系统化的生产方式,连续循环使用的施工器械体系为水平施工和垂直施工连续提供材料,从而大大提高了生产效率。预制混凝土大板体系尤其适于建造高层公寓住宅。

   以承重板的走向和楼板是单向板还是双向板为特征,预制混凝土大板体系分为以下三类:横墙承重、纵墙承重、纵横墙混合承重体系。横墙承重体系中楼板是单向板,只有横向外墙承重,纵向是非承重的隔墙。纵墙承重体系中外墙支撑单向预制楼板,横向刚度主要由两端的横墙和楼梯间提供。纵横墙混合承重体系采用双向板,这种承重体系易获得两个方向的稳定,一般双向板的大小即为房间的大小,板厚大约为150mm。

   国际上最流行的Koncz 体系即采用纵横墙混合承重,具有很好的结构完整性。其中,楼板构件之间的水平连接具有多重功能,可以同时承受压力、拉力和剪力。垂直连接有钢筋搭接、套管拼接和预应力筋连接等方案。Koncz 体系另外一个重要优点是,部分设备可以在工厂

安装在构件上,从而大大减少了现场工作量,加上水平和垂直施工循环模具的使用,运用软件统筹安排,生产效率较高。

   4 　预制混凝土板、墙体系工程实例

   411 　国外的应用

   美国明尼苏达大学地下图书馆,包括两个贮藏室、一幢建在地表的4 层大厦、两个垂直的电梯井和一个挖掘出的门式框架。由于运输操作的空间有限不便于运送混凝土和施工,所以创新性地使用了弧形预制混凝土墙板。整个工程包括两部分:清空、稳定洞穴;在清理出来的空间内制造预制构件。首先要将实心的顶板锚固在岩洞顶,然后用预制混凝土墙板支撑实心顶板,弧形预制混凝土墙板用作贮藏室墙板,与砂岩层之间灌浆来提供足够的结构抗力。设计师在一项扩建工程中采用了一种环形预制混凝土构件。这种构件把楼板、墙板、天花板作为一个环形的整体,并以整个环形构件为模数,完成其他构件。施工时预制环形构件直接并列紧密安放,环状构件之间内外填缝密封。一经安装后,环形构件形成一个包围的空间,且有足够的承载力。这项工程中,两列环状构件整齐排放,中间间隔的空间形成走廊,走廊的顶板使用预制混凝土板,顶板可以用于承担上层结构,以避免环状构件产生过大的变形。第二层结构的预制墙板直接搭建在由环形构件做成的底层之上,预制构件安装完毕后马上进行隔墙板、固定设备的安装就位等。

延伸阅读：

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