装配式混凝土结构设计关键连接技术研究王冠

王冠

天津住宅集团建设工程总承包有限公司天津300000

摘要：作为装配式混凝土结构设计中的一项重要方面，对其连接技术的研究占据着极为关键的地位。该项课题的研究，将会更好地提升对装配式混凝土结构设计问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。基于此，本文主要对装配式混凝土结构设计关键连接技术进行分析探讨。

关键词：装配式；混凝土结构；设计关键连接技术

1、前言

从国内外的研究和应用经验来看，装配式混凝土结构较现浇结构中存在大量的水平接缝、竖向接缝以及节点连接部位，通过不同的连接方式将预制构件连接成整体，使得整个结构具有足够的承载能力、刚度和延性，以及抗震、抗偶然荷载、抗风的能力，因此，节点和接缝的受力性能直接影响结构的整体性能，受力合理、方便施工的节点和接缝设计是装配式混凝土结构设计的关键技术，是决定该结构形式能否推广应用的重要影响因素。

2、钢筋连接技术

钢筋连接技术是装配式混凝土结构中最为核心的技术类型，虽然这一应用技术是通过连接作用满足施工需求的，但是连接部件却具有一定的应用优势，不仅能够起到良好的衔接作用，使其内力得以传递，与此同时其刚度特性也能够充分体现。由于区域位置及施工需求之间存在一定差异性，这就使得我国各个地区所应用的主体连接技术各不相同，通常情况下灌浆套筒连接技术的应用频率较高，其优势特征也更加趋于明显。

2.1灌浆套筒连接

灌浆套筒连接技术的连接器是20世纪美国人研究出来的，其初次应用是某个酒店的施工项目中做预制桩连接，经过一段时间的应用，该连接器的生产权被日本的某个公司所买断并大量生产，在后续加工中技术人员也针对此项技术做出了优化调整及技术革新，在经过几年的研究之后，连接套筒随之出现。钢筋可以由套筒进入结构内部，而后再将应用材料灌注到套筒内就可以达到连接能效，这一技术形式也就被称为全灌浆套筒。由于该技术的应用优势较为显著，施工流程也具有简单化特性，这就为该技术的量化使用提供了重要基础。从当前形势来看，该套筒在世界范围内的应用效果都得到了高标准评价，在不同的施工群体中套筒都能在框架结构中采取该连接方式对施工结构做出稳固性保障。

灌浆套筒技术在实际应用环节的质量，不仅会受施工工艺所影响，各个部件的强度更应当达到连接技术标准，只有这样才能为后续施工项目的顺利推进做出基本保障。在连接钢筋的过程中应当应用带肋钢筋，而套筒生产厂家在实际生产环节所产出的套筒型号及规格存在一定差异性，这就需要根据施工需求及套筒参数进行灌浆料的配套性选择。接头位置在应用环节需要承受一定的外力作用，而这时钢筋与灌浆材料之间就会出现相应应力，各个应力之间是存在等量差的，为了确保应力达到平衡点，就需要实现应力之间的有效传递。

多家单位对灌浆套筒接头进行了型式检验，包括强度检验和变形检验等，检测结果均为套筒外钢筋拉断破坏，符合机械连接Ⅰ级接头的性能要求。虽然灌浆套筒接头的实验室检验合格，但是现场灌浆施工质量影响接头最终的连接性能，相关文献中提到该接头有钢筋被拔出、灌浆料劈裂等破坏模式，因此套筒灌浆施工应由专业的施工人员完成。《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》从设计、检测、施工、验收等多方面对套筒灌浆连接提出技术要求，各相关单位均应严格按照规程中的要求实施操作。

2.2浆锚搭接

浆锚搭接是指被连接钢筋插入预制墙板底部的预留洞，通过高压注浆实现钢筋搭接，分为约束浆锚搭接和浆锚间接搭接。浆锚间接搭接是引进的澳大利亚预制装配式混凝土结构体系所用的纵筋连接技术，装配式规程规定采用浆锚搭接时，应进行力学性能及适用性的试验验证，鉴于我国对浆锚搭接尚无统一的技术标准，在获得厂家提供的成套检验报告且通过专家论证后方可使用。

3、接合部位连接技术

装配整体式混凝土结构采用“等同现浇结构”的设计理念，预制构件与现浇混凝土接合部位的连接对结构安全性至关重要。节点设计既要充分考虑预制构件的生产、施工的方便，同时必须采用合适的连接技术来保证接合部位有效的应力传递。预制混凝土构件与现浇混凝土的接合部位主要是剪应力传递或者剪应力和压应力的组合传递，应力传递主要依靠以下几方面：接触面压应力传递、剪切摩擦、设置抗剪键、销筋作用。

压应力σ与剪切应力τ组合产生图中的破坏曲面，在破坏曲面的极限范围内，结合面处混凝土的性能与整体浇筑的混凝土相同，这种作用即为接触面压应力传递，此时的极限状态为：τ=μσ，式中μ为摩擦系数，数值取决于结合面的粗糙度。装配式规程规定预制构件与后浇混凝土的结合面应设置粗糙面，

可采用化学处理、拉毛等方法制作粗糙面。化学处理是指在模具表面涂抹化学药剂，浇筑完混凝土拆除模具后用水冲洗接触药剂表面，预制构件露出骨料形成粗糙面的技术。接合部位处有正交钢筋，边界面应力传递为剪切摩擦，边界面的错位变形会产生相应的裂口，在边界面的正交钢筋会产生拉力，当不能确保边界面钢筋具有足够的粘结力时，边界面的剪力传递不能依靠剪切摩擦，而靠钢筋本身错位变形引起的销筋作用来完成。为防止混凝土保护层剥离或劈裂破坏，箍筋在靠近边界面处应加密，且应采用135°弯钩箍住纵筋。

4、三明治墙板连接技术

预制夹芯保温外墙板(俗称“三明治墙板”)，兼具围护、保温、防水、防火等功能，三明治墙板分为组合式和非组合式两类。非组合式是指两层墙板各自承担水平荷载，外叶墙通过柔性连接件悬挂在内叶墙上，竖向荷载全部由内叶墙承担，整个截面内不满足平截面假定；组合式是指两层墙板作为整体共同受力，中间刚性连接件能够传递内、外叶墙由弯曲产生的剪力，截面满足平截面假定。

从受力机理来看，连接件对保证三明治墙板的结构安全至关重要，连接件分为刚性连接件和柔性连接件两类。刚性连接件用于组合式墙板，有桁架式、桶状、板状等类型，以哈芬公司的金属连接件为代表，国内组合式墙板的应用较少。柔性连接件用于非组合式墙板，有棒式、针式等类型。

5、接缝防水技术

预制外墙板之间的接缝是装配式外墙体系特有的部位，接缝处防水能否处理得当，是装配式建筑能否成功的关键。接缝处的防水做法一般有材料防水和构造防水两种。材料防水是指靠防水材料阻断水的通路，以达到防水的目的或增加抗渗漏的能力，如接缝处的密封材料应选用耐候性密封胶，背衬材料应选用发泡聚乙烯塑料棒，第二道防水的密封胶条应选用三元乙丙橡胶或氯丁橡胶等。

构造防水是指采用合适的构造形式，阻断水的通路，达到防水的目的。雨水侵入外墙板有自身特性形成的内部因素，例如重力作用和毛细管现象，也有风力作用、压力差等外部因素。对于这些影响，可以采用设置坡度、加大腔体、增加企口、设减压腔等构造防水形式。采用材料防水和构造防水相结合的做法是日本、中国台湾等地的成熟经验。该做法防水性能良好，接缝处变形能力强，装配式规程推荐采用该技术。

6、结语

现行的连接方式，由于其技术体系仍不完善，还需要不断改进，标准规范指导实际还有待提高，我国在节点连接处还要做大量的研究和探索，培训相关专业技术人员，保证设计、生产、施工进度。减少施工过程中的湿作业点，提高施工进度，降低装配式生产、施工成本，才能使这个行业健康有序的壮大发展。

参考文献

[1]赵作周，周剑，侯建群，等.装配式混凝土剪力墙结构水平缝抗剪机理及承载力计算方法综述[J].建筑结构，2015，45（12）

[2]韩超，郑毅敏，赵勇.钢筋套筒灌浆连接技术研究与应用进展[J].施工技术，2013，42（21）：113-116.