夹心保温叠合剪力墙建筑体系研发与实践

1、2019年9月 杭州夹心保温叠合剪力墙建筑体系研发与实践目 录CONTENTS01企业介绍02技术创新03试验研究04工程应用企业介绍012017-2018年度最具社会责任感企业家2016年度中国建筑产业现代化推动力人物企业简介美好公益理事长刘道明先生美好心灵，美好人生 ，让更多人生活更美好！企业使命美好建筑装配科技有限公司美好公益旗下上市公司美好置业（股票代码SZ.000667）控股子公司，专业从事装配式建筑精装房屋智造。利他产业发展积极承担社会责任，助力政府推动装配式建筑产业发展，推进建筑产业现代化和建筑业供给侧改革。社会进步通过装配式建筑的发展，助推产业城镇建设，解决环境污染、农民就业、

2、政府税收等社会问题，促进社会效益、经济效益的双重提升。需求满足预计到2025年，可解决60万人就业问题，直接惠及200万人；每年可解决750万人住房需求。爱心 奉献 互助 共享美好价值观分别在湖北和沈阳成立了住宅产业化生产基地，致力于中国装配式建筑的发展。将“装配式建筑”作为集团重要发展战略。2013采用实心剪力墙结构体系承建沈阳名流印象，成为沈阳市住宅工业化实施的示范楼盘和名片。同年，承建湖北省首个高层商住装配式建筑试点项目名流世家 K2 项目。2014联合编制并发布了湖北省装配整体式剪力墙结构技术规程。2015年6月份年30万立方米PC构件生产能力形成。20152016武汉名流世家K2项目

3、被评为装配式建筑科技示范项目。预制装配整体式混凝土剪力墙结构施工工艺工法获得省级工法认证。2017大规模引进欧洲先进的装配式建筑生产线(艾巴维、沃乐特），制定全国化发展战略。主编装配整体式混凝土剪力墙结构技术规程获武汉市首届装配式建筑推进成果奖金奖。2018进一步夯实发展战略，武汉、青岛工厂投产。承建的武汉名流世家获得中国房地产广厦奖，为首个获得该奖项的装配式建筑项目。发展历程战略布局立足武汉，布局全国。实施战略引进德国叠合剪力墙技术和艾巴维、沃乐特生产设备及RIB信息化管理系统，做到“高满意，低成本，快速度，薄利润，大规模，广服务”。战略布局武汉青岛重庆合肥郑州荆州2018年投产武汉、青岛2

4、019年投产重庆、长沙、合肥、荆州、郑州、成都2019年建设中天津、广州、杭州、南京、南昌、石家庄、西安工厂建设已建成工厂内部实景（武汉）沈阳美好名流印象2014年，公司第一代装配式产品“实心剪力墙结构体系”率先在“沈阳名流印象”启动建设，规划建筑面积122万平方米。该项目取得了非常好的社会效果，得到沈阳市建委等部门的高度关注和大力支持，并成为沈阳市住宅工厂化实施的示范楼盘和名片。2015年5月，住建部易军副部长亲临该项目进行了视察。项目业绩武汉美好名流世家2014年，采用装配式预制剪力墙结构承建名流世家，33层高层建筑，安装高度98.9米，预制率达78%，均为当时国内最高。2016年获住建部

5、“装配式建筑科技示范项目”表彰。98.9米33层高层、高度当时国内最高78%预制率78%，当时国内最高广厦奖2018年获中国房地产“广厦奖”项目业绩技术创新02技术创新结构体系生产工艺建造工法结构体系创新夹心保温单面叠合外墙 在GB/T 51231-2016装配式混凝土建筑技术标准的附录A 双面叠合剪力墙结构的基础上加入夹心保温单面叠合外墙构造形式，称为装配整体式夹心保温叠合剪力墙结构体系。 200厚承重墙夹心保温单面叠合外墙结构体系创新装配整体式夹心保温叠合剪力墙结构体系安全质量功能节能速度成本结构体系创新/安全试验研究 美好装配自筹经费与同济大学、武汉理工大学、山东大学、重庆大学、安徽建筑

6、大学、合肥工业大学等联合开展装配整体式夹心保温叠合剪力墙结构体系全面系统的理论及试验研究。 涵盖高轴压、低轴压比的各种形式剪力墙的对比抗震性能试验 、间接连接的受力机理试验、平面外性能试验、十字型、L型节点抗震性能试验、保温连接件的性能试验等。 地标编制 推动行业技术进步，在湖北、山东、湖南、四川、安徽等10省市编制装配整体式夹心保温叠合剪力墙结构技术标准，通过加强构造等实现7度区最大适用高度100米，完善了设计、生产、施工、验收等环节实施细则。体系优势 边缘构件现浇、竖向受力钢筋空腔间接连接，水平、竖向容错能力强； 可视化操作、免对孔灌浆、质量可靠、事后检测手段简单成熟。结构体系创新/质量

7、预制构件质量高 采用全套德国进口的艾巴维、沃乐特叠合墙板生产线、利勃海尔立轴搅拌站，预制构件按工业产品制造，产品质量稳定、精度高、免抹灰。 边缘构件采用定型铝模 边缘构件现浇处采用定型铝模，安装便捷、质量可靠；其余现浇部位采用通用铝模板。 第三方飞检 第三方飞检得分93分以上。结构体系创新/功能保温节能性能好 采用夹心保温外墙体系，外墙保温连续、无热桥； 保温材料与主体结构同寿命； 可在外页板上反打或正贴方式装饰层，实现外墙的装饰-保温-结构一体化。 防水性能好 结构防水：构件空腔均为浇筑现浇混凝土； 构造防水：水平缝处外页板形成防水企口； 材料防水：拼缝处采用高耐候MS专用密封胶。结构体系创

8、新/成本备注：以武汉地区2019年4月份地材为准，29层住宅，装配率50%叠合墙比传统现浇施工成本高约220元/m2显性成本增量隐性成本减量政策红利容积率奖励降低预售资金监管比例等人口红利环保红利品质红利生产工艺创新德国自动生产线中国高层抗震规范本土化落地带暗梁、暗柱的（夹心保温）双皮墙生产“两层钢筋网片与桁架筋可靠连接”生产工艺创新A板B板带暗梁夹心保温叠合剪力墙生产工艺创新暗梁现场浇筑，充分发挥自动线优势工艺流程与德国原装进口线中A、B面对调，承重墙侧作为A板，完成两层钢筋网片与桁架筋之间的可靠连接。试验研究031 体系研究方案同济大学试验l双面叠合剪力墙、夹心保温叠合剪力墙抗震性能试验研

9、究（0.5、0.2轴压比）l新型夹心保温叠合剪力墙用连接件抗剪、抗拔试验研究武汉理工大学试验l双面叠合剪力墙、夹心保温叠合剪力墙抗震性能试验研究（0.15轴压比）l叠合剪力墙竖向钢筋连接接头受力性能试验研究l叠合剪力墙平面外受力性能试验研究（0.15轴压比）合肥工业大学试验l夹心保温叠合剪力墙抗震性能试验研究（0.4轴压比）安徽建筑大学试验l叠合剪力墙抗震性能试验研究（0.10轴压比）l带竖向拼缝的叠合剪力墙抗震性能试验（0.10轴压比）2 同济大学试验研究内容2.1 低轴压比下抗震性能试验（轴压比0.20）2.2 高轴压比下抗震性能试验（轴压比0.50）2.3 FRP连接件抗剪试验2.4 F

10、RP连接件抗拔试验试件编号预制构造竖向连接构造保温层厚度/mm轴压比RCW1现浇-0.2PCCW1双面叠合-PCCSW1夹心单面叠合双排插筋30PCCSW2夹心单面叠合双排插筋50PCCSW3夹心单面叠合双排插筋70PCSW1夹心保温双排套筒50试件参数预制墙板与地梁拼装2.1 低轴压比下抗震性能试验（轴压比0.20）预制墙板生产大型多功能结构试验机系统0.2轴压比下典型试件裂缝发展与破坏形态主要结论：l0.2 轴压比下，破坏时墙体底部两侧约束边缘构件区域受拉和受压钢筋均发生屈服，混凝土压碎剥落，受压侧纵筋压屈鼓出，墙体两侧边缘构件区域纵筋拉断。lFRP连接件表面未发现明显损伤；外叶板未损坏。

11、l预制与现浇界面未发生破坏。外叶板未破坏FRP连接件未明显损伤2.1 低轴压比下抗震性能试验（轴压比0.20）试件荷载位移曲线（0.2轴压比）主要结论：0.2 轴压比下，现浇和预制试件形状相仿，滞回环均较饱满，但加载后期也表现出较明显的捏拢现象。保温层的存在和保温层厚度的变化对 0.2 轴压比下墙体滞回性能和耗能能力没有明显的影响。2.1 低轴压比下抗震性能试验（轴压比0.20）试件骨架曲线（0.2轴压比）主要结论：0.2轴压比下，预制试件与现浇试件相差在-2.9%2%之间。从承载能力考虑，预制试件基本可以等同现浇试件；且夹心保温试件外叶预制板的存在和保温层厚度的改变不会显著影响预制试件的承载

12、能力。荷载特征值试件开裂荷载 开裂位移 屈服荷载 屈服位移峰值荷载峰值位移极限荷载极限位移Pcr(kN) cr(mm)Py(kN)y(mm)Pmax(kN) max(mm)Pu(kN)u(mm)RCW1正向2501.7667011.99798.530.88678.756.17反向-200-0.85-583.8-12.69-705.8-34.23-599.9-53.71PCCW1正向4003.53664.810.3774.628.61658.443.5反向-300-1.61-603.3-9.99-730.3-21.73-620.8-40.05PCCSW1正向4003.12695.610.1982

13、7.321.69700.140.81反向-300-1.78-580.3-11.22-707.4-27.87-601.3-41.07PCCSW2正向3503.78683.411.96796.328.85676.946.87反向-300-2.93-631.6-10.71-737-29.41-626.5-40.56PCCSW3正向3502.8670110.54824.922.3701.244.39反向-250-1.24-589.7-11.36-708.8-29.61-602.5-41.72PCSW1正向3003.43613.914.0572636.72617.150.04反向-250-1.21-60

14、5.9-11.1-735-27.45-624.8-47.372.1 低轴压比下抗震性能试验（轴压比0.20）位移特征值与延性系数主要结论：0.2 轴压比下，现浇试件 RCW1 的延性达 4.46；双面叠合试件 PCCW1 的延性为4.12，比现浇试件低 7.6%；夹心保温叠合试件 PCCSW1PCCSW3 的延性分别为 3.83、 3.86、3.94，比现浇试件低 14.1%11.7%，比双面叠合试件低 4.4%7.0%；夹心保温试件 PCSW1 的延性为 3.92，比现浇试件低 12.1%。这表明 0.2 轴压比下预制试件延性略低于现浇试件，但相差不超过 15%。试件屈服荷载屈服位移极限荷载

15、极限位移u/y平均值极限层间位 移角Py(kN)y(mm)Pu(kN)u(mm)RCW1正向67011.99678.756.174.684.461/53反向-583.8-12.69-599.9-53.714.23PCCW1正向664.810.3658.443.54.224.121/69反向-603.3-9.99-620.8-40.054.01PCCSW1正向695.610.19700.140.8143.831/71反向-580.3-11.23-601.3-41.073.66PCCSW2正向683.411.96676.946.873.923.861/66反向-631.6-10.71-626.5-

16、40.563.79PCCSW3正向70110.54701.244.394.213.941/67反向-589.7-11.36-602.5-41.723.67PCSW1正向613.914.05617.150.043.563.921/60反向-605.9-11.1-624.8-47.374.272.1 低轴压比下抗震性能试验（轴压比0.20）试件编号预制构造竖向连接构造保温层厚度/mm轴压比RCW2现浇-0.5PCCW2双面叠合-PCCSW4夹心单面叠合双排插筋30PCCSW5夹心单面叠合双排插筋50PCCSW6夹心单面叠合双排插筋70PCSW2夹心保温双排套筒50试件参数抗震试验加载全貌2.2 高

17、轴压比下抗震性能试验（轴压比0.50）主要结论：l0.5 轴压比下，破坏时墙身斜裂缝相交处混凝土剥落；墙体底部两侧约束边缘构件区域纵筋压屈鼓出，混凝土大面积压碎剥落；夹心叠合试件 PCCSW4PCCSW6 和夹心保温试件 PCSW2 约束边缘构件区域部分纵向连接钢筋拉断。lFRP连接件表面未发现明显损伤；外叶板未损坏。l预制与现浇界面未发生破坏。0.5轴压比下典型试件裂缝发展与破坏形态2.2 高轴压比下抗震性能试验（轴压比0.50）试件荷载位移曲线（0.5轴压比）主要结论：0.5 轴压比下，现浇试件滞回环数量最少，包围面积最小；夹心保温叠合试件 PCCSW4PCCSW6 和夹心保温试件 PCS

18、W2 滞回环数量较多，包围面积较大；而双面叠合试件 PCCW2 介于中间。2.2 高轴压比下抗震性能试验（轴压比0.50）主要结论：0.5轴压比下，预制试件与现浇试件相差在-0.36%5.3%之间。表明从承载能力考虑，预制试件基本可以等同现浇试件；且夹心保温试件外叶预制板的存在和保温层厚度的改变不会显著影响预制试件的承载能力。试件骨架曲线（0.5轴压比）荷载特征值试件开裂荷载 开裂位移 屈服荷载 屈服位移峰值荷载峰值位移极限荷载极限位移Pcr(kN)cr(mm)Py(kN)y(mm)Pmax(kN) max(mm)Pu(kN)u(mm)RCW2正向4503.271048.112.061222.

19、922.291185.429.41反向-450-3.22-963.6-12.88-1117.3-28.53-1117.3-28.53PCCW2正向3002.651044.713.81154.622.7981.430.12反向-250-3.18-998.3-13.13-1152.9-27.88-980-35.61PCCSW4正向5504.761049.513.591221.521.671038.339反向-400-4.69-973.5-17.16-1092.1-29.3-928.3-41.16PCCSW5正向5504.671143.813.851292.922.15109939.63反向500-

20、3.18973.6-11.65-1152.9-22.5-980-38.41PCCSW6正向5004.211076.613.571227.922.151043.737.15反向-450-2.24-985.2-12.21-1179.4-27.4-1002.538.04PCSW2正向5504.741082.615.971282.522.21090.136.61反向-400-1.9-895-11.01-1078-21.1-927.1-43.412.2 高轴压比下抗震性能试验（轴压比0.50）位移特征值与延性系数主要结论： 0.5 轴压比下，现浇试件 RCW1 的延性为 2.33；双面叠合试件 PCCW

21、2 的延性为2.45，比现浇试件高 5.2%；夹心保温叠合试件 PCCSW4PCCSW6 的延性分别为为 2.64、 3.08、2.93，比现浇试件高 13.3%32.2%；夹心保温试件 PCSW2 的延性为 3.12，比现浇试件高 33.9%。这表明 0.5 轴压比下预制试件延性高于现浇试件，尤其是夹心叠合试件和夹心试件，与现浇试件差值可达 30%以上。试件屈服荷载屈服位移极限荷载极限位移u/y平均值极限层间位 移角Py(kN)y(mm)Pu(kN)u(mm)RCW2正向1048.112.061185.429.412.442.331/100反向-963.6-12.88-1117.3-28.5

22、32.22PCCW2正向1044.713.8981.430.122.182.451/88反向-998.3-13.13-98035.612.71PCCSW4正向1049.513.591038.3392.872.641/72反向-973.5-17.16-928.3-41.162.4PCCSW5正向1143.813.85109939.632.863.081/74反向-973.6-11.65-980-38.413.3PCCSW6正向1076.613.571043.737.152.742.931/77反向-985.2-12.21-1002.5-38.043.12PCSW2正向1082.615.97109

23、0.136.612.293.121/72反向-895-11.01-927.1-43.413.942.2 高轴压比下抗震性能试验（轴压比0.50）2502505001 15001001002501混凝土板10010050025030高强灌浆料1902501502501FRP连接件抗拔试件抗拔试件荷载滑移曲线主要结论：l荷载P0.15Pu时，荷载滑移曲线基本呈线性，粘结力主要以化学胶着力和机械咬合力为主；当荷载P=0.40.6Pu时，连接件与混凝土之间的化学胶着力丧失，抗拔力主要由机械咬合力承担；当荷载P=0.9Pu时，连接件根部混凝土开裂，荷载达到峰值时，相应FRP连接件与混凝土的滑移量Su约为

24、0.240.26mm之间。lFRP连接件抗拔承载力试验值达荷载设计值5倍，满足工程设计要求，具有较大的安全储备。2.3 FRP连接件抗拔试验FRP连接件抗拔试验破坏形态（锥体拔出）PO1PO2PO3FRP连接件抗剪试验加载装置图典型抗剪试件荷载滑移曲线主要结论：l试件PS 1-13-3的滑移曲线形状相似，在加载前期呈线性，滑移很小；当滑移达到3mm左右时荷载进入平台段，滑移达到(915)mm时试件发生破坏。试件PS 4-16-3的滑移曲线形状相似，呈抛物线形。当滑移达到(2030)mm时荷载达到峰值。随混凝土板间空腔厚度增大，连接件剪切试件峰值荷载显著下降，滑移刚度也下降。lFRP连接件抗剪承

25、载力试验值达荷载设计值8倍，满足工程设计要求，具有较大的安全储备。FRP连接件抗剪试验典型破坏形态（连接件根部锥体拔出）2.4 FRP连接件抗剪试验3 武汉理工大学试验研究内容3.1 叠合剪力墙竖向钢筋连接接头性能试验3.2 带水平接缝的双面叠合、夹心保温叠合剪力墙拟静力抗震试验3.3 双面叠合、夹心保温叠合剪力墙平面外受力性能试验B型另设竖向附加连接钢筋（插筋）搭接连接钢筋接头A型预制墙板钢筋插入式（飞筋）搭接连接钢筋接头3.1 叠合剪力墙竖向钢筋搭接连接性能试验主要结论：l满足钢筋机械连接技术规程JGJ 107中对 I 级接头的破坏形态和抗拉强度的要求；l满足钢筋机械连接技术规程JGJ 1

26、07中对 级接头的最大力总伸长率要求。双面叠合剪力墙试件水平接缝连接构造示意（a）DPCW-1 （b）DPCW-2 （c）DPCW-S-1 （d）DPCW-S-23.2 带水平接缝的叠合剪力墙拟静力抗震试验（轴压比0.15）（e）SPCW-1 （f）SPCW-2 （g）SPCW-S-1 （h）SPCW-S-2夹心保温单面叠合剪力墙试件水平接缝连接构造示意3.2 带水平接缝的叠合剪力墙拟静力抗震试验（轴压比0.15）典型试件的荷载-位移滞回曲线：双面叠合与现浇剪力墙试件夹心保温叠合与现浇剪力墙试件主要结论：l水平接缝采用竖向连接钢筋搭接连接的双面叠合剪力墙和夹心保温叠合剪力墙试件的破坏形态、极限

27、承载力、刚度退化速度及耗能能力与现浇剪力墙试件更为接近。l采用相同水平接缝连接构造的双面、夹芯保温叠合剪力墙试件的屈服荷载和极限荷载略低于现浇剪力墙试件。l所有墙片试件的屈服位移角均小于1/120，满足抗规对剪力墙结构弹塑性层间位移角限值的要求。典型试件的荷载-位移骨架曲线：双面、夹心保温叠合与现浇试件3.2 带水平接缝的叠合剪力墙拟静力抗震试验（轴压比0.15）平面外试验加载3.3 叠合剪力墙平面外受力性能试验（轴压比0.15）主要结论： 双面叠合、夹心保温叠合剪力墙试件的平面外极限承载力及延性特征等同现浇试件。4 合肥工业大学试验研究内容试验参数：S-1现浇对比试件、S-2夹心保温叠合剪力

28、墙（保温层30mm）、S-3单面叠合剪力墙对比试件。拟静力试验加载（轴压比0.40）试件S-1试件S-2试件S-3主要试验结论: l三个试件滞回环形状相似；滞回环较饱满，耗能能力较好；由于试件的轴向荷载较大，卸载后残余变形较小；S-1残余变形较S-2和S-3大；l三个试件的骨架曲线接近，初始刚度、承载力、变形能力差别不大。荷载位移滞回曲线荷载位移骨架曲线试件S-1试件S-2试件S-34 合肥工业大学试验研究内容位移特征值与延性系数主要试验结论: l三个试件各关键点对应的荷载和位移平均值差别不大，延性也相当。所有试件极限顶点位移角处于1/651/58之间，满足我国抗震规范规定的剪力墙结构大震下的

29、层间位移角要求。l试件的割线刚度差别不大；试件的刚度退化趋势基本相同，均没有出现明显的刚度突变。试件刚度退化曲线4 合肥工业大学试验研究内容5 安徽建筑大学试验研究内容5.1 叠合剪力墙抗震性能试验（轴压比0.10）5.2 带竖向拼缝的叠合剪力墙抗震性能试验（轴压比0.10）拟静力试验加载5.1 叠合剪力墙抗震性能试验（轴压比0.10）主要结论：l两试件均表现出较好的塑性变形能力、耗能性能，具有良好的抗震性能。墙板整体性好，叠合界面未破坏，发生弯剪破坏。结构在屈服前处于弹性阶段，屈服后由两个滞回曲线斜率相近 。 l外叶板未参与受力。WS-1（不带保温单面叠合）WS-2（夹心保温叠合）WS-1滞

30、回曲线WS-2滞回曲线WS-1骨架曲线WS-2骨架曲线拟静力试验加载5.2 带竖向拼缝的叠合剪力墙抗震性能试验（轴压比0.10）主要结论：l试件破坏时墙板底部混凝土压碎，竖向钢筋压屈，破坏形式均为弯剪型破坏。破坏荷载基本相同，裂缝开展接近现浇混凝土剪力墙。两种拼缝处暗柱构造形式下，试件承载力和变形差别不大。 l外叶板未发生损坏。ZS-1（扁形暗柱200X300，保温层30mm）ZS-1滞回曲线ZS-2滞回曲线ZS-1骨架曲线ZS-2骨架曲线ZS-2（矩形暗柱200X200，保温层30mm）工程应用04地块计容总建筑面积K18.68万m2K220.5万m2K31.14万m21 武汉白沙洲建和K1/K2/K3地块项目K1地块装配式项目介绍位于武汉市洪山区白沙洲建和路以南、南郊路以西，抗震设防烈度6度，场地类别类。本地块应用装配式结构共3栋楼，1#、3#楼为29层，