装配剪力墙竖向缝连接结构及其配件、应用、计算及施工的制作方法

本发明涉及装配式剪力墙结构设计、工程专用配套产品和施工方法，具体为一种装配剪力墙竖向缝连接结构及其配件、应用、计算及施工。

背景技术：

目前装配式剪力墙竖向缝之间的连接是采用钢筋连接和后浇混凝土的连接形式，或采用钢筋连接和后灌浆的连接形式。其中，采用钢筋连接和后浇混凝土的连接形式中的钢筋连接要采用有效的连接方式和满足特定的连接长度，还要进行安装模板和混凝土浇筑，这属于一种湿连接操作工作。采用钢筋连接和后灌浆的连接形式按照规范《装配式混凝土浇筑计算标准gb/51231-2016》中的连接方式，这种连接方式存在没法施工的节点。此外，目前我国的装配技术无法实现与现浇混凝土结构的抗震性能相当或更好的装配连接体系。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供了一种装配剪力墙竖向缝连接结构，所述装配剪力墙竖向缝连接结构具有抗震性能好，施工方便，效率高的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种应用上述装配剪力墙竖向缝连接结构的剪力墙竖向缝连接体系。

本发明的第三个目的在于提供一种用于上述剪力墙竖向缝连接体系的抗剪承载力的计算方法。

本发明的第四个目的在于提供一种用于上述装配剪力墙竖向缝连接结构的连接构件。

本发明的第五个目的在于提供一种用于上述装配剪力墙竖向缝连接结构的连接构件的施工方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种装配剪力墙竖向缝连接结构，该装配剪力墙竖向缝连接结构是通过连接构件把第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元连接在一起；所述连接构件穿过第一预制剪力墙体单元上的孔洞进入第二预制剪力墙体单元，并一端锚入第二预制剪力墙体单元内，另一端在第一预制剪力墙体单元锚固；所述连接构件在竖向缝连接结构中存在张拉预应力，所述第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面在连接构件的拉力作用下相互挤压，并在摩擦力和连接构件的张拉预应力的共同作用下固定连接；所述竖向缝为第一预制剪力墙体单元的侧连接结合面与第二预制剪力墙体单元的侧连接结合面的接合处。

优选的，所述连接构件在第一预制剪力墙体单元锚固的受力点与所述竖向缝之间的距离，以及连接构件在第二预制剪力墙体单元锚固受力作用的最远点与所述竖向缝之间的距离均大于等于5倍的连接构件的横截面径向尺寸；该连接构件穿过第一预制剪力墙体单元的孔洞，所述第一预制剪力墙体单元的孔洞的竖向尺寸大于等于该连接构件的横截面径向尺寸加上该连接构件的载受力点到竖向缝的距离的五十分之一之和。

优选的，所述第一预制剪力墙体单元的孔洞与其表面相通，所述连接构件直接从第一预制剪力墙体单元表面插入。

优选的，所述第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元中的被连接构件所穿过的孔洞实行灌注胶凝材料处理；注胶凝材料凝固后强度低于等于第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的强度，但大于等于c20混凝土强度。

优选的，在一字形剪力墙的连接结构中，所述连接构件从第一预制剪力墙体单元的表面穿入，且该连接构件与第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面斜交；并在第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元之间形成t形或l形的连接结构；所述连接构件从第一预制剪力墙体单元的表面穿入，该连接构件与第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面垂直相交。这样能使连接施工更加便利，从而提高效率。

优选的，所述连接构件为钢绞线或钢丝，所述钢丝或钢丝线从相互连接的预制剪力墙体单元表面穿入，经过预制剪力墙体单元内部的弧形孔洞后，该钢绞线或钢丝垂直经过连接结合面。这样可以使得连接构件的张拉应力最大有效，同样也可以提高连接的可靠度。

一种装配剪力墙竖向缝连接结构的剪力墙竖向缝连接体系，包括预制剪力墙体单元、所述装配剪力墙竖向缝连接结构和位于所述竖向缝上下两端的水平连接结构，所述装配剪力墙竖向缝连接结构是通过连接构件把第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元连接在一起；所述连接构件穿过第一预制剪力墙体单元的孔洞进入第一预制剪力墙体单元，并一端锚入第二预制剪力墙体单元内，另一端在第一预制剪力墙体单元锚固；所述连接构件在装配剪力墙竖向缝连接结构中存在张拉预应力，所述第一预制墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面在该连接构件的拉力作用下相互挤压，并在摩擦力和连接构件的张拉预应力的共同作用下固定连接；所述竖向缝为第一预制剪力墙体单元的侧连接结合面与第二预制剪力墙体单元的侧连接结合面的接合处；

所述剪力墙竖向缝连接体系中的连接构件是一个或一个以上，其连接形式为一种或一种以上；

所述竖向缝的上下两端的水平连接结构贯穿过该竖向缝，即该竖向缝为不连续结构；所述竖向缝的上下两端的水平连接结构把第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元连接在一起,且所述水平连接结构内的水平钢筋或水平连接结构内的水平钢筋和斜对角配筋直通跨越所述竖向缝。

优选的，所述第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的竖向边缘都设置有边缘构件。

优选的，所述第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的竖向边缘都设置有边缘构件，所述边缘构件符合《混凝土结构设计规范gb50010》、《建筑抗震设计规范gb50010》、《高层建筑混凝土结构技术规程jgj3》的要求。这样可以提高由该方法装配的建筑的抗震能力。

优选的，所述竖向缝的上下两端的水平连接结构为现浇混凝土连梁结构，所述连梁为混凝土结构的专属结构形式。

一种用于剪力墙竖向缝连接体系的抗剪承载力的计算方法，所述剪力墙竖向缝连接体系的抗剪承载力是装配剪力墙竖向缝连接结构所提供的抗剪力设计值与竖向缝上下两端的水平连接结构的抗剪力设计值之和；所述装配剪力墙竖向缝连接结构所提供的抗剪力设计值等于所述第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面之间的摩擦力、或等于连接构件的抗剪力与第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面之间的摩擦力之和。

优选的，所述装配剪力墙竖向缝连接结构所提供的抗剪力设计值等于所述第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面之间的摩擦力，公式为：vg＝μnp，此公式适用于孔洞内不灌浆的情况，μ为预制剪力墙体单元的连接结合面之间的摩擦系数；所述装配剪力墙竖向缝连接结构所提供的抗剪力设计值等于该连接构件的抗剪力与第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元的连接结合面之间的摩擦力之和，公式为：vg＝[μβ+(1-β)^0.5]fyas，此公式适用于孔洞灌浆的情况，β为np与fyas的比值、即β＝np/fyas；抗震设计情况下所述连接构件所提供的抗剪力设计值的计算公式为：vge＝μnp+0.6fyas＝[μβ+0.6]fyas；式中：vg和vge分别为连接构件的抗剪力设计值和抗震情况抗剪力设计值，fy为连接构件的抗剪强度设计值，as为连接构件穿过竖向连接结合面的截面积，np为连接构件的垂直竖向缝的有效预应张拉力设计值；所述上下两端的水平连接结构的抗剪力设计值按梁的抗剪力设计值计算方法计算。

一种用于装配剪力墙竖向缝连接结构的连接构件，该连接构件是一种膨胀型锚栓，所述膨胀型锚栓包括螺杆、膨胀件以及内螺纹活动螺母或/和内螺纹活动推锥；所述螺杆一端为设有外螺纹段的锚入端，另一端为螺杆头，或者该螺杆两端都设有螺纹段；所述锚入端设置有内螺纹活动推锥或内螺纹活动螺母；所述螺杆上设有阻挡物，所述阻挡物是用于阻挡膨胀件发生相对移动的物体，或是使膨胀件胀开的推锥。

优选的，所述膨胀型锚栓的螺杆整根都设置有外螺纹。这是螺杆两端设置外螺纹的延续特殊情况，以利于灌浆锚固。

优选的，所述螺杆上的阻挡物与螺杆为一体化结构，该阻挡物为螺杆的锚入端中靠近螺杆头处的凸出物，或所述阻挡物为螺杆的锚入端中靠近螺杆头处的与所述螺杆的螺纹段配合的内螺纹活动推锥或内螺纹活动螺母。

一种用于装配剪力墙竖向缝连接结构的连接构件的施工方法，装配剪力墙竖向缝连接结构的连接构件的施工根据连接的膨胀型锚栓的不同而采取下列对应方法：

(1)螺杆一端设有外螺纹段的锚入端、另一端为螺杆头的膨胀型锚栓施工方法包括以下操作工作：

(1-1)在预制剪力墙体单元中开孔洞和清理孔洞；

(1-2)对孔洞进行注入胶凝材料，所注入胶凝材料的注入量需满足膨胀型锚栓和胶凝材料体积之和大于等于孔洞体积；

(1-3)插入调节好的膨胀型锚栓，即所述膨胀型螺栓在插入锚固孔洞前必须使膨胀件与内螺纹活动螺母和内螺纹活动推锥充分接触，使得内螺纹活动螺母、膨胀件和内螺纹活动推锥三者处于接触状态；

(1-4)拧紧膨胀型锚栓，使膨胀型锚栓达到张拉应力和牢固要求；其中，拧紧的控制方法是：膨胀型锚栓拧紧时的扭矩值达到规范要求和内螺纹活动螺母所拧入的距离达到要求值；

其中，在操作工作(1-1)中，当预制剪力墙体单元中开有孔洞时，则省略本操作工作；在操作工作(1-2)中，如果不需要灌注胶凝材料，则省略本操作工作；

(2)螺杆的两端设有外螺纹段的膨胀型锚栓施工方法包括以下主要操作工作：

(2-1)在预制剪力墙体单元中开孔洞和清理孔洞；

(2-2)把灌浆管插到孔洞底部，通过灌浆管对第二预制剪力墙体的孔洞注入胶凝材料，注入量需满足膨胀型锚栓和胶凝材料体积之和等于第二预制剪力墙体的孔洞体积的80％-105％；

(2-3)插入调节好的膨胀型锚栓，即所述膨胀型螺栓在插入锚固孔洞前必须使膨胀件两端与内螺纹活动螺母或/和内螺纹活动推锥充分接触，使得内螺纹活动螺母、膨胀件和阻挡物三者处于接触状态；

(2-4)拧紧膨胀型锚栓的螺杆和内螺纹活动螺母，使螺杆和内螺纹活动螺母一起转动，使膨胀型锚栓达到初步张拉应力要求；拧紧的控制方法是：拧动螺杆和内螺纹活动螺母的扭矩值达到相应要求；

(2-5)在第二预制剪力墙体的孔洞内的锚固胶凝材料胶固化达到预定强度后，再对外端的内螺纹活动螺母拧紧进行第二次施加预应力，拧动内螺纹活动螺母的扭矩值达到要求；

其中，在操作工作(2-1)中，当预制剪力墙体单元中开有孔洞时，则省略本操作工作；在操作工作(2-2)-(2-4)需连续操作，并在胶凝材料开始锚固前完成。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构，采用干法施工；其连接构件为施加预应力的构件，具有抗裂性好、施工方便和抗震性能好的优点；其装配建筑的抗震性能符合国家现有规范，且能采用数字化指标与概念结合进行抗震性能的设计(而目前装配建筑只能做到概念设计抗震)。采用预应力进行的剪力墙装配技术是目前技术没有出现的、具有原创性的发明。

2、本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构的剪力墙预制单元将是一种标准化的预制件产品——大道至简的产品，剪力墙预制单元的竖向连接结合面不需要预留伸出竖向连接结合面的连接物，从而大大减少预制模具的制作费用，使得工厂的模具(模板)形式种类大为减少，同时提高生产效率，使得预制剪力墙体单元产品变成标准化产品，为装配建筑的结构构件标准化提供一种可行的方案。

3、由本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构与预制剪力墙体单元的上下两端的水平连接结构组合成的装配剪力墙的完整连接装配体系，剪力墙结构体系上下连接(预制剪力墙体单元上下两端的水平连接结构)是强节点连接，而竖向方向的连接是弱连接；这种创新是设计方法的重大发明和进步，具有很高的经济价值和科学性。具体表现在水平连接可与楼板结合一起，竖向连接为干法施工，施工速度与目前技术相比有大幅度提高，且组合的结构符合我国目前规范的抗震要求，具有多道抗震措施，在正常(例如风荷载作用和常遇小地震)情况使用时竖向缝是不开裂工作，符合使用条件的刚度，使的建筑具有很高舒适度。在遇抗震设防烈度(中震)情况中竖向缝抗裂，在吸收地震冲击的同时，使的建筑的刚度减小(即建筑相对变柔)，从而减少后续地震对建筑的冲击，但此时由于建筑的剪力墙在竖向是完整的连接(水平后浇强连接节点)，因此可以承受整个建筑的重量，使建筑达到中震可修、且维修也是在特定位置、用特定方法(重新加预应力连接构件即可修复)。这种装配剪力墙结构体系是超越目前所有技术，具有原创性。

4、本发明对装配剪力墙竖向缝连接结构与预制剪力墙体单元的上下两端水平连接结构组合成的剪力墙完整连接装配体系，并对装配剪力墙的竖向缝的连接提供承载力计算方法，这样就解决了本发明的应用的设计依据；本发明的设计计算方法是目前国家规范和有关规定都没有出现，即《混凝土结构设计规范gb50010》、《建筑抗震设计规范gb50010》、《高层建筑混凝土结构技术规程jgj3》和《装配式混凝土结构技术规程jgj1-2014》等都没有相关计算，是一种创新应用技术。

5、本发明中的连接构件的膨胀型锚栓是预应力锚固螺栓，是一种新型膨胀型锚栓产品，其锚入深度不变，即拧紧时锚杆不向外移动，该产品省去了除膨胀片(膨胀管)以外的其它套筒，从使张拉的应力能全部施加与第一预制剪力墙体单元和第二预制剪力墙体单元、使螺杆的应力全部作用于竖向缝连接结合面。此外，所述膨胀型锚栓具有锚杆稳固可靠和外端部不突出的优点，该膨胀型锚栓非常适合作为预应力拉结的连接构件和抗剪(现有技术的膨胀型锚栓是抗拔为主、其抗剪也在混凝土表面处，现有技术的膨胀型锚栓是抗拔为主、其抗剪也在混凝土表面处，由于现有产品有全埋深套筒套住螺杆、螺杆的张拉力而全埋深套筒受压，无法转化为竖向缝之间混凝土面的压力))；所述膨胀型锚栓是为剪力墙连接配套的创新产品。

6、本发明的采用膨胀型锚栓连接剪力墙单元竖向缝施工方法是一种集化学锚栓和机械锚栓于一体的连接，可以根据需要采用不同膨胀型锚栓，采用的膨胀锚栓是一种新产品，具有抗剪性能好(与现有膨胀锚栓对比同等用钢量情况下)，实现高预应力连接或快速连接方式，便于控制质量和提高效率。

附图说明

图1为本发明中的剪力墙平面图。

图2为图1的立面图，也是本发明的剪力墙竖向缝连接体系示意图。

图3为图1的a-a剖面图，也是本发明的剪力墙竖向缝连接体系的连接剖面图。

图4为图3中的b-b剖面图，即本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构中的案例一和二的横剖面图。

图5为本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构的案例三的(图6的c-c)剖面图。

图6为本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构的案例三的立面图。

图7为本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构的案例四的平面图。

图8为图本发明的装配剪力墙竖向缝连接结构的案例四(图7)的立面图。

图9为本发明中的装配剪力墙竖向缝连接结构的第二个实施方式的剪力墙平面图。

图10-图13为本发明的膨胀型锚栓的案例一的示意图。

图14-图15为本发明的膨胀型锚栓的案例二的示意图。

图16-图17为本发明的膨胀型锚栓的施工连接案例一的示意图。

图18-图19为本发明的膨胀型锚栓的施工连接案例二的示意图。

图中，1-预制剪力墙体单元，2-竖向缝，3-预制剪力墙体单元上下两端的水平连接结构，4-剪力墙边缘构件，4a-预制剪力墙体单元的边缘构件，5-连接构件，6-胶凝材料，7-预制剪力墙体单元上下两端后浇水平连接结构的箍筋，8-预制剪力墙体单元上下两端水平连接结构的斜对角配筋，9-预制剪力墙体单元上下两端的水平连接结构的水平钢筋，10-预制剪力墙体单元上下两端的水平连接结构的竖向连接钢筋；11-膨胀型锚栓的螺杆头，12-膨胀型锚栓的螺杆，13-膨胀型锚栓的阻挡物的锥环(形式a)，14-膨胀型锚栓的内螺纹活动螺母，15-膨胀型锚栓的单端膨胀管(膨胀片)，16-膨胀型锚栓的两端膨胀管(两端膨胀片)，17-推锥，18-膨胀型锚栓的阻挡物的推环(形式b)，19-膨胀型锚栓的阻挡物的凸出物(形式c)，20-螺杆上的螺纹段。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明所述的剪力墙是《高层建筑混凝土结构技术规程jgj3-2010》的名词、与《混凝土结构设计规范gb50010-2010》所述的墙，已及《建筑抗震设计规范gb50011-2010》所述的抗震墙，是同一种建筑结构竖向构件。

图3-图8所示为装配剪力墙竖向缝2连接结构，其中，所述装配剪力墙为装配式混凝土结构剪力墙，所述预制剪力墙体单元1通过连接构件5把第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1连接一起。所述连接构件5穿过第一预制剪力墙体单元1的孔洞进入第二预制剪力墙体单元1，一端锚入第二预制剪力墙体单元1内，另一端锚固第一预制剪力墙体单元1上。所述连接构件5存在拉应力。所述第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面在连接构件5的拉力作用相互挤压，并在摩擦力和连接构件5的张拉力的共同作用下使得第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1固定连接。

参见图1-图8，所述连接构件5为机械锚栓(包括膨胀型锚栓)，或化学锚栓，或锚杆，或预应力钢筋、或预应力钢绞线、或预应力钢丝，或螺栓；其中，所述螺栓由预埋在第二预制剪力墙体单元1内的螺母和螺杆构成。

参见图4，连接构件5的在第一预制剪力墙体单元1锚固的受力点与所述竖向缝之间的距离l1大于等于5倍连接构件的横截面径向尺寸d，即l1≥5d；连接构件5在第二预制剪力墙体单元1锚固受力作用最远点与所述竖向缝之间的距离l2大于等于5倍连接构件的横截面径向尺寸d，即l2≥5d；同时(图4左所示)连接构件5穿过第一预制剪力墙体单元1的孔洞，所述第一预制剪力墙体单元1的孔洞的竖向尺寸d大于等于连接构件5的断面尺寸d加l1/50≥5d/50，即该案例d≥d+l1/50mm。这一改进能进一步使装配结构具有更好的抗震耗能，其原理是连接构件5的受力点距离长度l1比连接构件5的断面尺寸d的5倍以上，使得连接构件5处于可弯曲或转动的状态，使连接构件5不为直接剪切破坏、在地震时的建筑结构具有柔韧变形的能力，可以更好地提高抗震耗能能力，l2尺寸能保证锚固并防止应力过于集中。

参见图4-图8，所述第一预制剪力墙体单元1的孔洞直径与其表面相通，所述连接构件5直接从表面插入。其作用除便于施工、提高效率外，能保证墙体完整性、不被削弱，最大限度保持预制墙体单元的有效截面。

参见图3-4和图8，所述竖向缝2和预制剪力墙体单元1内的孔洞实行灌注胶凝材料(胶凝材料为砂浆6)处理。胶凝材料为砂浆6强度低于预制剪力墙体单元1的材料强度、但大于等于c20混凝土强度。由于连接构件5周边的材料先被破坏，使得连接构件5处于可有转动状态，这一改进能进一步提高装配结构的抗震能力和防水性能。

参见图3、图4和图8，所述预制剪力墙体单元1中的被连接构件5穿过的孔洞，对其实行灌浆处理，灌浆材料为胶凝材料6为砂浆；这一改进能进一步提高装配结构的抗剪能力和防水性能，从而可以起保护连接构件5的作用。

参见图4，在一字形剪力墙的连接中，所述连接构件5从第一预制剪力墙体单元1的表面穿入、且该连接构件5与预制剪力墙体单元1连接结合面斜交；(图5-8)在第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1之间成一字形或t形的连接结构(对于l形的连接结构也与t型连接结构相同)；所述连接构件5从第一预制剪力墙体单元1的表面穿入，该连接构件5与所述竖向缝2垂直相交(图5-图8)。其能使连接施工便利，提高效率。

参见图5-图8，所述连接构件5为钢绞线或钢丝，所述钢丝或钢丝线从相互连接的预制剪力墙体单元1表面穿入，经过预制剪力墙体单元1内部的弧形孔洞后，该钢绞线或钢丝垂直经过连接结合面。这样可以使得连接构件5的张拉应力最大有效，同样也可以提高连接的强度。

竖向缝2连接结构的案例一

参见图3和图4，其左边的连接节点为两个互相垂直的第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1，所采用的连接构件5为预埋螺母(有内螺纹的钢筒)的螺栓，所述螺栓一端穿过第一预制剪力墙体单元1内的孔洞，拧入第二预制剪力墙体单元1内预埋的螺母(有内螺纹的钢筒)，该螺栓在拧紧过程中产生的拉应力把第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1拉结一起，使得第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面(连接结合面采用粗糙面)互相挤压，并在摩擦力和连接构件5的张拉预应力的共同作用下结合在一起，实现固定连接.即连接构件5使相互连接的两个预制剪力墙体单元1结合在一起，使其不能发生相对移动。所述第一预制剪力墙体单元1的预留孔洞(或钻孔)的直径d大于等于连接构件5的断面尺寸d加上该连接构件5的连接力(拉应力)作用中心距离竖向缝2的l1/50之和，即d≥d+l1/50。所述第一预制剪力墙体单元1内的孔洞可以预留或钻孔，所述孔洞的直径同时满足根据螺栓的直径要求而设置；而第二预制剪力墙体单元1内的孔洞建议采用钻孔。

该案例的连接构件5也可以是化学锚栓，把螺栓用化学锚固胶植于(锚固于)第二预制剪力墙体单元1内的孔洞，在第一预制剪力墙体单元孔洞外侧用垫片和螺母拧紧施加应力。

竖向缝2连接结构案例二

参见图3和图4，其右边的连接节点为两个一字对接的第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1，所采用的连接构件5为膨胀型锚栓，所述膨胀型锚栓从第一剪力墙体单元1的孔洞斜穿过连接结合面，锚入第二预制剪力墙体单元1内的孔洞内；预制剪力墙体单元1的孔洞内灌注有胶凝材料6为砂浆。所述膨胀型锚栓在拧紧过程中产生拉应力把第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1拉结一起，使得第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面(连接结合面采用粗糙面)互相挤压，并在摩擦力和连接构件5的张拉预应力的共同作用下结合在一起，实现固定连接.即连接构件5使相互连接的两个预制剪力墙体单元1结合在一起，使其不能发生相对移动。该连接节点在第一预制剪力墙体单元1上预留有凹位、连接构件可以直接从表面进入，以便用于连接构件5的施工。所述第二预制剪力墙体单元1中穿有螺栓的孔洞也是预留孔洞；所述竖向缝2和穿有螺栓的孔洞进行灌浆处理，以增加连接强度。

本案例的连接构件5的在第一预制剪力墙体单元1锚固的受力点与所述竖向缝之间的距离l1大于等于5倍连接构件的横截面径向尺寸d，即l1≥5d；连接构件5在第二预制剪力墙体单元1锚固受力作用最远点与所述竖向缝之间的距离l2大于等于5倍连接构件的横截面径向尺寸d，即l2≥5d。

本案例提供一种连接构件5以一定斜角度连接预制剪力墙体单元1的方式。所述连接构件5可以设计为分别间隔交替从第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1穿入；该连接构件5还可以是其它类型的连接物。

竖向缝2连接结构案例三

参见图5和图6其连接节点是两个一字对接的第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1，所采用的连接构件5为预应力钢绞线(也可以是钢丝)，所述预应力钢绞线从第一预制剪力墙体单元1的表面穿过第一预制剪力墙体单元1的预留弧形孔洞，接着垂直进入第二预制剪力墙体单元1内的预留孔洞，并在第二预制剪力墙体单元1的另一侧表面内设置锚具，该整个预应力钢绞线孔洞呈s或反s形，张拉锚固预应力钢绞线产生的拉应力把第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1拉结一起，使得第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面(连接结合面采用粗糙面)互相挤压，并在摩擦力和连接构件5的张拉预应力的共同作用下结合在一起，实现固定连接.即连接构件5使相互连接的两个预制剪力墙体单元1结合在一起，使其不能发生相对移动。该连接节点中的第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1中穿有预应力钢绞线的孔洞为预留孔洞，所述预应力钢绞线两端采用专用锚头进行锚固。

本案例提供一种连接构件5以一定斜角度进入相互连接的预制剪力墙体单元1，且所述连接构件5是垂直穿过第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面，该连接构件5产生的应力可以最大限度地施加在该连接结合面，从而可以产生更大的摩擦力。所述连接构件5可以设计为分别间隔交替从第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1穿入(图6立面所示)。

竖向缝2连接结构案例四

参见图7和图8，其连接节点是t形对接的第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1，所采用的连接构件5为预应力钢绞线，所述预应力钢绞线从第一预制剪力墙体单元1的表面穿过第一预制剪力墙体单元1的预留弧形孔洞，接着垂直进入第二预制剪力墙体单元1内的预留孔洞，并在第二预制剪力墙体单元1的另一侧表面内设置锚具，该整个预应力钢筋应力孔洞呈j或反j形，张拉锚固预应力钢筋产生的拉应力把第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1拉结一起，使得第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面(连接结合面采用粗糙面)互相挤压，并在摩擦力和连接构件5的张拉预应力的共同作用下结合在一起，实现固定连接.即连接构件5使相互连接的两个预制剪力墙体单元1结合在一起，使其不能发生相对移动。该连接节点中的第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1中穿有预应力钢筋的孔洞为预留孔洞，所述预应力钢筋两端采用专用锚头进行锚固。

本案例提供一种连接构件5以垂直进入相互连接的预制剪力墙体单元1，且所述连接构件5是垂直穿过第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面，该连接构件5产生的应力可以最大限度地施加在该连接结合面，从而可以产生更大的摩擦力。所述连接构件5可以设计为分别间隔交替从第一预制剪力墙体单元1的不同侧表面穿入(图7剖面所示)，以达到力度的平衡。

参见图1-图3，本发明的剪力墙竖向缝连接体系包括预制剪力墙体单元1、装配剪力墙竖向缝2连接结构和位于所述竖向缝2上下两端的水平连接结构3，所述装配剪力墙竖向缝2连接结构是通过连接构件5把第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1连接在一起；所述连接构件5一端穿过第一预制剪力墙体单元1的孔洞，另一端锚入第二预制剪力墙体单元1内；所述连接构件5在竖向缝2连接结构中存在张拉预应力，所述第二预制剪力墙体单元1的连接结合面在该连接构件5的拉力作用相互挤压，并在摩擦力和连接构件5的张拉预应力的共同作用下结合在一起，实现固定连接；所述竖向缝2是第一预制剪力墙体单元1的侧连接结合面与第二预制剪力墙体单元1的侧连接结合面的接合处。

参见图3，所述竖向缝2的上下两端的水平连接结构3贯穿所述竖向缝2，即该竖向缝2为不连续结构；该竖向缝2在与楼板相交处通过水平连接结构3把第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1连接在一起,且所述水平连接结构3内的水平钢筋9，或水平连接结构内的水平钢筋9和斜对角配筋8直通跨越所述竖向缝2；该水平连接结构内同时配有箍筋7。

所述水平连接结构3可以设置在楼板的下方或楼板上方，甚至设置在与楼板不相连接的地方。

参见图3右侧，所述竖向缝2连接处采用灌注胶凝材料处理。这样可以增加竖向缝2的连接承载能力；(而左侧的竖向缝没有灌浆)。

参见图9，所述第一预制剪力墙体单,1和第二预制剪力墙体单元1的竖向边缘都设置有边缘构件4，所述边缘构件4符合《混凝土结构设计规范gb50010》、《建筑抗震设计规范gb50010》、《高层建筑混凝土结构技术规程jgj3》有关要求。这样可以提高由该方法装配的建筑的抗震能力，这方法的设计可以使建筑达到很高的抗震性能(可以超越现浇结构)。

参见图1，用于装配的预制剪力墙体单元1完成后整体状态下的竖向边缘设置有边缘构件4；而改进型的(图9所示)连接的预制剪力墙体单元1的每一个竖向边缘都设置边缘构件4a或4；所述边缘构件4符合混凝土结构设计规范gb50010》、《建筑抗震设计规范gb50010》、《高层建筑混凝土结构技术规程jgj3》有关要求。剪力墙边缘构件4是《混凝土结构设计规范》的名词，在此不作解析。预制剪力墙的每一个竖向边缘都设置完整边缘构件4，且所有边缘构件4均符合规范和有关规定，规范和有关规定是指《混凝土结构设计规范gb50010》、《建筑抗震设计规范gb50010》、《高层建筑混凝土结构技术规程jgj3》的规定，采用预制剪力墙体单元1的每一个竖向边缘都设置边缘构件4a或4，使得装配建筑的抗震能力超越现有技术装配的同类型建筑；其原因是每一个预制剪力墙体单元1在竖向缝2开裂后都可以作为一个完整的竖向结构构件；而目前技术装配的剪力墙只是在整体状态下才是符合规范的一个竖向构件。

下面图9的边缘构件按规范《建筑抗震设计规范》要求进行设置说明：假设所有预制剪力墙单元的长度为2000mm、墙板厚度200mm，抗震设防7度一级构件，设置的为约束边缘构件，配箍特征值大于0.3；那最左侧的预制单元构件的上下端边缘构件4的长度lc＝0.3x2000＝600mm、则边缘构件暗柱为400mm和lc/2＝300mm的大者，取400mm；而最右侧的预制单元构件的最右侧边缘构件4的长度按完整的剪力墙长度2000+2000+200＝4200mm，则lc＝0.3x4200＝1260mm，则边缘构件暗柱为400mm和lc/2＝630mm的大者，取630mm；而预制单元长度为2000mm边缘构件4a的长度lc＝0.3x2000＝600mm都为400mm；就是图9所示的边缘构件4必需满足整个剪力墙(水平长度以4200mm、竖向长度以2000mm)的设计设防地震要求，而边缘构件4a必需满足预制剪力墙墙体单元(以2000mm为一个竖向构件设置)的要求；图中t形连接处的边缘构件是由左边预制单元的中间部分和中间预制单元的左边边缘构件4a装配组合成，其合成后边缘构件4必需满足整个剪力墙(水平长度以4200mm、竖向长度以2000mm)的设计设防地震要求长度630mm，因而中间的预制剪力墙体单元1的左边边缘构件4a长度要430mm。

剪力墙竖向缝连接体系案例

参见图1-图4和图9，所述剪力墙竖向缝连接体系(图2所示)由预制剪力墙体单元1，装配剪力墙竖向缝2连接结构和水平连接结构3装配成整体的剪力墙结构。所述装配剪力墙竖向缝2连接结构是通过连接构件5把预制剪力墙体单元1连接在一起，所述连接构件5一端穿过第一预制剪力墙体单元1的孔洞，另一端锚入第二预制剪力墙体单元1内，所述连接构件5存在拉应力，所述第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面在连接构件5的拉力作用下相互挤压，并在摩擦力和连接构件5的张拉力的共同作用下使第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1结合在一起，实现固定连接。

参见图3，所述水平连接结构3为上层预制剪力墙体单元1与下层预制剪力墙体单元1之间的连接结构；所述上层预制剪力墙体单元1与下层预制剪力墙体单元1的上端结合面和下端结合面预留有竖向连接钢筋10，所述上层预制剪力墙体单元1与下层预制剪力墙体单元1预留的竖向连接钢筋10在后浇带处进行连接和锚固，并与水平钢筋9和常规配筋绑扎构成钢筋骨架(参见图3右处)，或水平钢筋9、斜对角配筋8和常规配筋绑扎构成钢筋骨架，通过浇筑后浇混凝土于所述钢筋骨架将相连接的预制剪力体单元以及预制水平构件连接成一体。

参见图3，所述水平连接结构3贯穿过所述竖向缝2，即竖向缝2为不连续结构，该竖向缝2在与水平缝结构相交处采用水平缝连接缝节点。

参见图3，右侧竖向缝2的水平连接结构3为连梁形式结构：其配置有箍筋预制剪力墙体单元上下两端后浇水平连接结构的箍筋7、预制剪力墙体单元上下两端水平连接结构的斜对角配筋8和预制剪力墙体单元上下两端的水平连接结构的水平钢筋9。

图3所示，剪力墙竖向缝连接体系的抗剪承载力的计算方法，即剪力墙竖向缝连接体系的抗剪承载力是装配剪力墙竖向缝2连接结构所提供的抗剪力设计值与竖向缝2上下两端的水平连接结构3的抗剪力设计值之和；所述装配剪力墙竖向缝2连接结构所提供的抗剪力设计值等于所述第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面之间的摩擦力设计值，或等于连接构件5的抗剪力设计值与第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面之间的摩擦力设计值之和。具体计算方法：

情况一、装配剪力墙竖向缝2连接结构所提供的抗剪力设计值等于所述第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面之间的摩擦力设计值，公式为：vg＝μnp，此公式适用于孔洞内不灌浆的情况，μ为预制剪力墙体单元的连接结合面之间的摩擦系数；

情况二、装配剪力墙竖向缝2连接结构所提供的抗剪力设计值等于该连接构件5的抗剪力设计值与第一预制剪力墙体单元1和第二预制剪力墙体单元1的连接结合面之间的摩擦力设计值之和，公式为：vg＝[μβ+(1-β)^0.5]fyas，此公式适用于孔洞灌浆的情况，β为np与fyas的比值；该公式是根据连接构件5在拉剪复合受力情况推导得到；抗震设计情况下所述连接构件5所提供的抗剪力设计值的计算公式为vge＝0.6fyas+μnp＝(μβ+0.6)fyas；式中：vg和vge分别为连接构件5的抗剪力设计值和抗震情况抗剪力设计值，fy为连接构件5的抗剪强度设计值，as为连接构件5穿过竖向连接结合面的截面积，np为连接构件5的垂直竖向缝2的有效预应张拉力设计值；上下两端的水平连接结构3的抗剪力设计值按梁的抗剪力设计值计算方法计算,该计算方法专业人员都掌握，不展开所述。

剪力墙竖向缝2连接体系的抗剪承载力的计算案例

参见图3右边的竖向缝，假如在一层高度内的竖向缝2设有3个(根)预应膨胀型锚栓的连接构件5，直径20mm，其截面积314mm²；每根膨胀型锚栓施加的预应力有效值为30kn(已经扣除应力损失)；膨胀型锚栓的抗剪强度为480n/mm²，摩擦系数μ＝0.8预应力孔不灌注胶凝材料和灌注胶凝材料；

在非地震状态的承载力：

(1)不灌注胶凝材料情况：vg＝μnp＝0.8x3x30＝72kn，

(2)预应力孔灌浆，β＝100000/(314x480)＝0.663

vg＝3[μβ+(1-β)^0.5]fyas＝(0.8x0.663+(1-0.663)^0.5)3x314x480＝491.5kn；

在地震状态的承载力：

vge＝0.6fyas+μnp＝0.6x480x314x3/1000+72kn＝343kn；

水平连接结构3是一根类似梁的结构，梁的抗剪承载力计算按规范混凝土结构设计规范gb50010》进行，这是专业人员都掌握的知识，故不作介绍。

本发明的用于装配剪力墙竖向缝2连接结构的连接构件5是一种膨胀型锚栓，所述膨胀型锚栓主要包括螺杆12、膨胀件(15,16)、内螺纹活动螺母14或/和内螺纹活动推锥17；所述螺杆12一端设有螺段20的锚入端，另一端设置有螺杆头11，或该螺杆12的两端都设有螺纹段20；所述锚入端设置有内螺纹活动推锥17或内螺纹活动螺母14；所述螺杆12的中部设有阻挡物，所述阻挡物有四种形式，分别为锥环13、内螺纹活动推锥17、推环18以及凸出物19，所述阻挡物是用于阻挡膨胀件(15,16)发生相对移动的物件，或为使膨胀件(15,16)胀开的推锥17。

本实施例中的膨胀件(15,16)中的符号15为膨胀型锚栓的单端膨胀管(膨胀片)，符号16为膨胀型锚栓的两端膨胀管16(两端膨胀片16)。

所述阻挡物与螺杆12为一体结构或为附属在螺杆12上的内螺纹活动锥17或内螺纹活动螺母14；当所述阻挡物与螺杆12为一体结构时，所述阻挡物是螺杆12中突出物的锥环13、或凸出物(18,19)，或为变截面螺杆12，该变截面螺杆12由推大直径部段过度到直径较小的螺纹段20构成锥环13。

图12所示的改进膨胀型锚栓设置有两个内螺纹活动推锥17和两头胀开的开片膨胀管16。这样可以有效地保证膨胀型锚栓的锚入点的深度，更好保证安全度,该膨胀型锚栓的靠外段没有套管。

膨胀型螺栓案例一(图10-图13)

参见图10，所述膨胀型锚栓为变截面螺杆12，该变截面螺杆12由较大直径段过度到直径较小的螺纹段20构成(阻挡物)锥环13、其作用使膨胀件(15,16)胀开；所述变截面螺杆12的外端为螺杆头11，锚入端为螺纹段20，配置膨胀件(15,16)为有单端膨胀管(膨胀片)15。

参见图11，所述膨胀型锚栓设置阻挡物(形式b)的推环18，其作用使膨胀件(15,16)相对移动，该推环18为螺杆12一体化的凸出环；所述螺杆12的外端为螺杆头11，锚入端为螺纹段20、并在末端配置内螺纹活动推锥17，配置的膨胀件(15,16)为有单端膨胀管(膨胀片)15。

参见图12，所述膨胀型锚栓上设置有两个内螺纹活动推锥17和两头胀开的开片膨胀管16，所述螺杆12的外端为螺杆头11，锚入端为螺纹段20。阻挡物为套在螺杆12上的内螺纹活动推锥17。这样可以有效地保证膨胀型锚栓的锚入点的深度，更好保证安全度,该膨胀型锚栓的靠外段没有套管。现有技术的膨胀型锚栓都设置有套管或设置有长度几乎与锚入深度一致的膨胀件(15,16)。

参见图13，所述膨胀型锚栓是变截面螺杆12由推大直径部段过度到直径较小的螺纹段20构成的锥环13；所述螺杆12的外端为螺杆头11，锚入端为螺纹段20，锚入端末配内螺纹活动推锥17、在锥环13和内螺纹活动推锥17之间配有两头开片膨胀管16。

膨胀型螺栓案例二(图14-图15)

参见图14，所述膨胀型锚栓设置阻挡物(形式c)的凸出物19；所述螺杆12的外端为螺纹端20、并配有螺母14和螺杆12最(左边)外端设有拧动螺杆12的方形突出物，其作用使阻止膨胀件(15,16)相对移动。锚入端也为螺纹段20，锚入端末配有内螺纹活动推锥17，在阻挡物(形式c)的凸出物19和内螺纹活动推锥17之间配有一头开片膨胀管16。

参见图15，所述膨胀型锚栓是变截面螺杆12变截面螺杆12由较大直径段过度到直径较小的螺纹段20构成(阻挡物)锥环13、其作用使膨胀件(15,16)胀开；所述螺杆12的外端为螺纹端20、并配有螺母14和螺杆12的最(左边)外端设有拧动螺杆12的方形突出物，锚入端也为螺纹段20，锚入端末配有内螺纹活动推锥17，在锥环13和内螺纹活动推锥17之间配有两头开片膨胀管16。

膨胀型螺栓连接预制剪力墙单元的施工方法的施工案例一

装配剪力墙竖向缝2连接结构的连接构件5的施工方法，装配剪力墙竖向缝2连接结构的连接构件5的施工方法是指螺杆12一端设有外螺纹段20的锚入端，另一端为螺杆头11的膨胀型锚栓的施工方法，具体包括以下操作工作：

(1-1)在预制剪力墙体单元1中开孔洞和清理孔洞，

(1-2)对孔洞进行注入胶凝材料6，所注入胶凝材料6的注入量需满足膨胀型锚栓和胶凝材料6的体积之和大于等于孔洞体积；

(1-3)插入调节好的膨胀型锚栓，即所述膨胀型锚栓在插入锚固孔洞前必须使开片膨胀管16与锥环13和内螺纹活动推锥17充分接触，使得内螺纹活动推锥17、开片膨胀管16和锥环13三者处于接触状态；

(1-4)拧紧膨胀型锚栓，即转动螺杆头11，使膨胀型锚栓达到张拉应力和牢固要求；其中，拧紧的控制方法是：膨胀型锚栓拧紧时的扭矩值达到规范要求和内螺纹活动推锥17所拧入的距离达到要求值；

其中，在操作工作(1-1)中，当预制剪力墙体单元1中开有孔洞时，则省略本操作工作；在操作工作(1-2)中，如果不需要灌注胶凝材料6，则省略本操作工作；操作工作(1-2)-(1-4)必须连续操作，在胶凝材料6初凝之前完成全部过程。

该案例一的施工简单，一次性把灌浆(灌注胶凝材料6)张拉锚固完成。

上述为本发明施工方法，只是主要操作工作，并没有包括全部可能，在本发明的操作工作、进行增加操作工作或调换操作工作。

膨胀型螺栓连接预制剪力墙单元的施工方法的施工案例二

装配剪力墙竖向缝2连接结构的连接构件5的施工方法是指螺杆12的两端设有外螺纹段20的膨胀型锚栓的施工方法，具体包括以下操作工作：

(2-1)在预制剪力墙体单元1中开孔洞和清理孔洞；

(2-2)把灌浆管插到孔洞底部，通过灌浆管对第二预制剪力墙体1孔洞孔注入胶凝材料6，注入量需满足膨胀型锚栓和胶凝材料料6的体积之和等于第二预制剪力墙体孔洞体积的80％-105％；

(2-3)插入调节好的膨胀型锚栓，即所述膨胀型锚栓在插入锚固孔洞前必须使开片膨胀片16两端与推环13或内螺纹活动推锥17充分接触，即使的内螺纹活动推锥17、开片膨胀片16和阻挡物13三者处于接触状态；

(2-4)拧紧膨胀型锚栓的螺杆12和内螺纹活动螺母14，使得螺杆12和内螺纹活动螺母14一起转动，使膨胀型锚栓达到初步张拉应力要求；拧紧的控制方法是：拧动螺杆12和内螺纹活动螺母14的扭矩值达到相应要求；

(2-5)在第二预制剪力墙体单元1的孔洞的锚固胶固化达到强度后，再对内螺纹活动螺母14拧紧进行第二次施加预应力，拧动内螺纹活动螺母14的扭矩值达到要求。

其中，在操作工作(2-1)中，当预制剪力墙体单元中开有孔洞时，则省略本操作工作；在操作工作(2-2)-(2-4)需连续操作，并在胶凝材料开始锚固前完成。另在操作工作(2-5)的前或后根据需要对竖向缝2或/和第一预制剪力墙体1的孔洞灌注胶凝材料6。

施工案例二的膨胀型锚栓可以提供高预应力，增加预制剪力墙体单元1之间的摩擦力，更好防止装配处开裂。

装配剪力墙竖向缝2连接结构的连接构件的施工方法中的被连接构件5穿过的孔洞在第一预制剪力墙体单元1中为预留孔，而在第二预制剪力墙体单元1中的孔洞为后钻孔。其作用在于降低孔位制作的精准要求和施工对位的困难，提高生产效率。

胶凝材料6根据工程需要和条件可以采用无机锚固胶(浆)或有机锚固胶(浆)，具体包括水泥浆、水泥砂浆，硫磺胶泥，环氧树脂类胶、改性乙烯基脂类胶等。

上述为本发明施工方法，只是主要操作工作，并没有包括全部可能，在本发明的操作工作基础进行增加操作工作或调换操作工作顺序，都属于保护范围。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式；都包含在本发明的保护范围之内。