带有预埋接缝钢梁段的装配式混合连肢墙体系及施工方法技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特别是一种装配式墙肢结构及其施工方法。
背景技术
高层建筑结构是我国城市化过程中解决城镇人口不断增长与城市用地逐渐短缺
矛盾的必然选择，而连肢墙结构体系是高层建筑结构中不可缺少的元素。根据以往实测资
料，连肢墙体系既继承了单纯剪力墙工程造价低廉、抗侧刚度大等优点，又体现出了在强震
作用下连梁屈服耗能、避免或减少了大量裂缝集中于墙体底部的情况，以降低震后修复成
本的优点。
但在实际应用过程中，限于建筑使用功能要求，传统混凝土连梁往往难以满足截
面抗剪需求，给设计人员造成了一定的困难。与传统连肢墙相比，混合连肢墙特点在于使用
钢连梁替代混凝土连梁，并应用现行相关规范、规程中的偏心支撑耗能梁理论，使得后者比
前者具备更好的耗能能力和抗连续倒塌能力，且利于满足建筑使用要求和简化装配工序。
对于新型装配式结构体系，解决其墙体装配单元间的连接形式成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有预埋接缝钢梁段的装配式混合连肢墙体系及其施
工方法，要解决传统结构受力复杂、结构不稳定、连接关系不可靠、施工不便的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种带有预埋接缝钢梁段的装配式混合连肢墙体系，包括分别于水平方向、竖直方向
连接的墙单元，其中竖直方向上连接的墙单元之间设有楼板，所述墙单元包括墙单元混凝
土墙体和位于墙单元混凝土墙体内部的墙单元钢筋骨架，墙单元钢筋骨架的上下两侧的中
部对应预埋有墙单元预埋接缝柱，墙单元钢筋骨架的左右两侧的上部对称连接有预埋接缝
钢梁段，所述墙单元预埋接缝柱和预埋接缝钢梁段的外端部均超出墙单元混凝土墙体的侧
边缘。
水平方向上的左、右墙单元之间通过预埋接缝钢梁段对应连接，所述左右墙单元
之间的接缝处填充有填充物；如有窗洞或者门洞时，左、右墙单元的预埋接缝钢梁段之间另
外连接一根钢连梁。
竖直方向上的上、下墙单元之间通过墙单元预埋接缝柱和墙单元钢筋骨架对应连
接，所述上下墙单元之间的墙单元预埋接缝柱对接并浇筑在楼板内部。
所述墙单元混凝土墙体的上下两侧对称连接有两个墙单元预埋接缝柱，同侧的两
个墙单元预埋接缝柱均匀间隔分布，所述墙单元预埋接缝柱长度约为40cm，其外端部超出
第一墙单元混凝土墙体的侧边缘的长度约为楼板厚度的一半。
所述预埋接缝钢梁段沿墙单元混凝土墙体长度方向布置、在预埋接缝钢梁段上、
下翼缘上分别焊接预埋件抗剪栓钉和辅助钢筋连接器，所述辅助钢筋连接器上连接有预埋
接缝梁端辅助钢筋。
所述上预埋接缝钢梁段的外端部超出墙单元混凝土墙体的侧边缘的长度范围是5
厘米～10厘米，内端部不超过墙单元混凝土墙体的长度的三分之一。
所述预埋接缝钢梁段的上表面与墙单元混凝土墙体边缘平齐、连接在预埋接缝梁
的上表面的预埋件抗剪栓钉的端部超出墙单元混凝土墙体边缘。
所述埋接缝钢梁段之间通过螺栓连接、焊接连接或者是螺栓与焊接混合方式连
接。
所述墙单元混凝土墙体上下左右四面中的一面或者多面为粗糙面或者在水平方
向开有墙单元键槽。
所述墙单元钢筋骨架包括由水平钢筋、竖直钢筋和拉结在两者之间的拉结筋构成
的钢筋网架以及设置在墙单元预埋接缝柱四周的墙单元接缝柱构造筋，所述上下墙单元的
墙单元钢筋骨架的竖直钢筋之间通过浆锚套筒对接。
所述楼板为现场浇筑的混凝土结构或者是装配式预制混凝土结构。
所述墙单元预埋接缝柱和预埋接缝钢梁段为H型钢或者组合工字钢。
所述预埋接缝钢梁段的两翼缘之间垂直焊接有预埋接缝钢梁段加劲板，所述预埋
接缝钢梁段加劲板不超过墙单元混凝土墙体边缘，可以与墙单元混凝土墙体边缘齐平。
一种如所述的地铁基坑大跨度支撑体系的施工方法，其特征在于，包括墙单元的
预制工序和现场装配工序，具体步骤如下：
墙单元的预制工序：
步骤一，在墙单元预埋接缝柱上焊接预埋件抗剪栓钉。
步骤二，制作预埋接缝钢梁段：在型钢梁或焊接工字钢梁上、下翼缘上分别焊接预
埋件抗剪栓钉、辅助钢筋连接器，然后再将预埋接缝梁端辅助钢筋与辅助钢筋连接器相连。
步骤三，将墙单元预埋接缝柱和预埋接缝钢梁段对应连接在设计位置上。
步骤四，根据设计要求进行绑扎墙单元钢筋骨架。
步骤五，并在墙单元预埋接缝柱周围固定墙单元接缝柱构造筋。
步骤六，支设墙单元的浇筑模板，并根据需要、在上下左右四个面中的一面或者多
面进行水平键槽或者粗糙面处理。
步骤七，浇筑墙单元的混凝土。
步骤八，待浇筑成型和养护后，通过吊环吊起并脱模，完成墙单元的预制工序。
混合连肢墙的现场装配工序：
步骤一，将预制好的墙单元运至施工现场，开始现场施工工序。
步骤二，进行竖直方向上墙单元的连接，将上、下墙单元的墙单元预埋接缝柱与墙
单元钢筋骨架分别对应连接。
步骤三，进行水平方向上墙单元的连接，将左、右墙单元的预埋接缝钢梁段对应连
接，并在竖向接缝处填充填充物；如有窗洞或者门洞时，左、右墙单元的之间增设钢连梁。
步骤四，绑扎楼板的钢筋并支设楼板的模板。
步骤五，浇筑楼板的混凝土。
步骤六，待浇筑成型，并进行养护。
步骤七，重复本工序中步骤一至步骤六，完成整个装配式混合连肢墙体系的施工
工序。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明基于有限元理论，建立有限元模型对装配式混合连肢墙体系进行力学分析，验
证其结构的可靠性，该体系与混凝土剪力墙结构体系相比，具有抗震性能好、强震震后便于
修复的优势；与采用传统现浇方式相比，建造质量易保障，绿色环保性能好；与现有装配式
剪力墙相比，具有设计灵活、制作高效、运输方便、安装便捷、经济效益好等优点，具体表现
在以下几个方面：
1、抗震性能好：本发明依靠预埋接缝钢梁段将各个墙单元连接成混合连肢墙体系，在
地震反复作用下，该结构体系可以使得预埋接缝梁外露部分较好地形成剪切型屈服，其耗
能方式与偏心支撑消能梁段耗能相似，具有耗能能力大、变形小的特点，预埋接缝钢梁段可
以沿结构全高布置，犹如在结构中设置了数量可观的“保险丝”，由此形成较好的耗能机制；
与混凝土连梁相比，前者的剪切屈服耗能性能优于混凝土连梁梁端塑性铰耗能，且前者剪
切屈服耗能变形小，强震作用下，抗连续倒塌能力强。
2、强震震后便于修复：强震下传递给结构的能量主要是被预埋接缝梁和连梁以塑
性变形的形式所吸收，在强震作用下，延缓裂缝的发展，较好地避免了或减少了剪力墙底部
的裂缝扩展。因此，强震后的修复只需进行外露预埋接缝钢梁段或连梁的更换以及少量开
裂墙体做的加固工作即可。
3、施工工艺优化，建造质量便于保证：墙体的制作大部分是在工厂内完成，因此可
以把有效的现场监督集中于墙体单元间的连接之上，工程施工质量易于保证；与现浇混凝
土剪力墙相比，工厂制作与现场安装同时进行，解决现浇混凝土剪力墙现场湿作业量大的
问题；与现有一般装配式剪力墙相比，预埋接缝柱可以解决上层墙体施工过程稳定性的问
题，为实现同层连肢墙单元现场拼接与楼板的浇筑立体交叉施工，提供了技术上的可能性；
钢连梁替代混凝土连梁，解决现浇混凝土连梁现场湿作业量大的问题。
4、绿色环保性能好：由于墙体的制作大部分是在工厂完成的，模板可以有效重复
利用，预埋接缝钢梁段、连梁又无需使用模板和临时支撑，故建造过程减少了建筑垃圾的产
生。
5、设计灵活、制作高效、运输方便、安装便捷：现有预制装配式剪力墙设计中，往往
是把连梁、与连梁两端相连的墙体划分成一个装配单元，造成单元体积过大，给运输、安装
带来诸多不便；另外，此种单元体设计方式，不但给设计人员造成不便，而且墙体装配单元
不宜形成标准件，导致模具利用效率低下。本专利提出采用预埋接缝钢梁段间、预埋接缝钢
梁段与连梁间连接的方式来实现墙肢间的有效连接，为结构设计人员灵活的设计预制单元
提供了便利，同时也利于墙体装配单元形成标准件；预埋接缝钢梁段与连梁在现场连接，就
不必考虑把连梁与其两端的墙体浇筑成一个单元体，从而方便运输与安装；本专利还为上
下墙单元的连接设置了预埋接缝柱，省去其现场临时支撑的工序，真正实现“搭积木”式的
建造方式，方便安装。总之，与现有装配式剪力墙相比，具有设计灵活、制作高效、运输方便、
安装便捷等优点。
6、经济效益好：现阶段，装配式剪力墙造价居高不下，究其原因，主要就是因为连
梁与其两端的墙体浇筑成一个大单元体，从而为运输和安装造成不便；另外就是不规则墙
体装配单元，不易形成标准件，模具利用率低，采用预埋接缝钢梁段间、预埋接缝钢梁段与
连梁间连接方式实现墙肢间的有效连接，上述问题就可迎刃而解，可以明显降低造价，凸显
装配式结构的经济优势。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的墙单元结构示意图。
图2是图1的A-A剖面示意图。
图3是本发明的结构示意图。
图4是图3的B-B剖面示意图。
附图标记：1－墙单元、2－墙单元混凝土墙体、3－墙单元预埋接缝柱、4－墙单元
接缝柱构造筋、5－墙单元键槽、6－墙单元钢筋骨架、7-预埋件抗剪栓钉、8－预埋接缝钢梁
段、9－预埋接缝钢梁段辅助钢筋、10-辅助钢筋连接器、11－预埋接缝钢梁段加劲板、、12-
填充物、13-楼板、14-钢连梁、15-浆锚套筒。
具体实施方式
实施例参见图3、 图4所示，这种带有预埋接缝钢梁段的装配式混合连肢墙体系，
包括分别于水平方向、竖直方向连接的墙单元1，所述墙单元1为预制构件，混凝土强度等级
不小于C30，不高于C60，墙体高度约为层高减去楼板厚度，其中竖直方向上连接的墙单元之
间设有楼板13，水平方向上的左、右墙单元1之间通过预埋接缝钢梁段8对应连接，所述左右
墙单元之间的接缝处填充有填充物12，所述填充物可以选择低强度的填充物，例如空心小
砌块、多孔砖等，如有窗洞或者门洞时，左、右墙单元1的预埋接缝钢梁段8之间增设钢连梁
14；竖直方向上的上、下墙单元1之间通过墙单元预埋接缝柱3经高强螺栓或栓焊混合连接、
墙单元钢筋骨架6的竖向钢筋经浆锚套筒15对应连接，所述上下墙单元之间的墙单元预埋
接缝柱3对接并浇筑在楼板13内部。
参见图1、图2所示，所述墙单元1包括墙单元混凝土墙体2和位于墙单元混凝土墙
体内部的墙单元钢筋骨架6，墙单元钢筋骨架的上下两侧的中部对应预埋有墙单元预埋接
缝柱3，墙单元钢筋骨架的左右两侧的上部对称连接有预埋接缝钢梁段8，所述墙单元预埋
接缝柱3和预埋接缝钢梁段8的外端部均超出墙单元混凝土墙体2的侧边缘。
所述第一墙单元混凝土墙体的上下两侧对称连接有两个第一墙单元预埋接缝柱，
同侧的两个第一墙单元预埋接缝柱均匀间隔分布，所述第一墙单元预埋接缝柱长度约为
40cm，其外端部超出第一墙单元混凝土墙体的侧边缘的长度范围是5厘米～10厘米，约为楼
板厚度的一半。
所述预埋接缝钢梁段8沿墙单元混凝土墙体2长度方向布置，其上焊接预埋件抗剪
栓钉7、并通过辅助钢筋连接器10与预埋接缝钢梁段辅助钢筋9连接。所述上预埋接缝钢梁
段8的外端部超出墙单元混凝土墙体2的侧边缘的长度范围是5厘米～10厘米，内端部不超
过墙单元混凝土墙体的长度的三分之一。
所述预埋接缝梁的上表面与墙单元混凝土墙体边缘平齐、连接在预埋接缝梁的上
表面的预埋件抗剪栓钉的端部超出墙单元混凝土墙体边缘。
所述预埋接缝钢梁段8之间通过螺栓连接、焊接连接或者是螺栓与焊接混合方式
连接。
所述墙单元混凝土墙体2上下左右四面中的一面或者多面为粗糙面或者在水平方
向开有墙单元键槽5。
所述墙单元钢筋骨架6包括由水平钢筋、竖直钢筋和拉结在两者之间的拉结筋构
成的钢筋网架以及设置在墙单元预埋接缝柱3四周的墙单元接缝柱构造筋4。
所述墙单元预埋接缝柱3和预埋接缝钢梁段8为H型钢或者组合工字钢，强度等级
不低于Q235，不高于Q420。
所述预埋接缝梁9的两翼缘之间垂直焊接有预埋接缝钢梁段加劲板12，所述预埋
接缝钢梁段加劲板11与墙单元混凝土墙体2齐平。
一种如所述的带有预埋接缝钢梁段的装配式混合连肢墙体系的施工方法，包括墙
单元的预制工序和现场装配工序，其特征在于，具体步骤如下：
墙单元的预制工序：
步骤一，在墙单元预埋接缝柱3上焊接固定墙单元抗剪栓钉4。
步骤二，制作预埋接缝钢梁段8：在型钢梁或焊接工字钢梁上、下翼缘上分别焊接
预埋件抗剪栓钉、辅助钢筋连接器，然后再将预埋接缝梁端辅助钢筋与辅助钢筋连接器相
连。
步骤三，将墙单元预埋接缝柱3和预埋接缝钢梁段8对应连接在设计位置上。
步骤四，根据设计要求进行绑扎墙单元钢筋骨架6。
步骤五，并在墙单元预埋接缝柱3周围固定墙单元接缝柱构造筋4。
步骤六，支设墙单元1的浇筑模板，并根据需要、在上下左右四个面中的一面或者
多面进行水平键槽或者粗糙面处理。
步骤七，浇筑墙单元1的混凝土。
步骤八，待浇筑成型和养护后，通过吊环吊起并脱模，完成墙单元的预制工序。
混合连肢墙的现场装配工序：
步骤一，将预制好的墙单元运至施工现场，开始现场施工工序。
步骤二，进行竖直方向上墙单元的连接，将上、下墙单元的墙单元预埋接缝柱3与
墙单元钢筋骨架6分别对应连接，其中墙单元预埋接缝柱3之间通过高强螺栓或栓焊混合连
接、墙单元钢筋骨架6的竖直钢筋之间通过浆锚套筒15连接。
步骤三，进行水平方向上墙单元的连接，将左、右墙单元的预埋接缝钢梁段对应通
过高强螺栓或栓焊混合连接，并在竖向接缝处填充填充物12；如有窗洞或者门洞时，左、右
墙单元的预埋接缝钢梁段之间增设钢连梁。
步骤四，绑扎楼板13的钢筋并支设楼板13的模板。
步骤五，浇筑楼板13的混凝土。
步骤六，待浇筑成型，并进行养护。
步骤七，重复本工序中步骤一至步骤六，完成整个装配式混合连肢墙体系的施工
工序。