预制拼装混凝土连续梁连接方法研究综述

程东辉　刘　芬　许鹏程

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨　150040)



预制拼装混凝土连续梁连接方法研究综述

程东辉刘芬许鹏程

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨150040)

介绍了预制拼装混凝土连续梁常见的几种连接方法及各自的特点，总结了预制拼装混凝土连接的研究现状，探讨了关于连接有待进一步研究的关键问题及未来的发展方向。

预制混凝土，连续梁，连接方法，研究现状

0　引言

预制混凝土结构，是将混凝土预先在工厂中浇筑成单个构件，然后运到施工现场，将其吊装拼接成建筑结构；预制混凝土拼装连续梁，顾名思义，是将连续梁分成若干段，同样在工厂进行浇筑后运至现场将梁段吊装拼装成整体连续梁，这种方法可应用于大跨度结构。目前，尽管大多数的工程施工仍然采用现浇混凝土，但这种传统的方法在施工过程中有很多不足之处，例如其施工的周期相对较长，且现场周围的环境较差，施工期间施工方的成本不好控制等问题[1]，然而预制的混凝土与传统现浇混凝土相对比在这些方面具有许多的优势。本文列举了现浇混凝土与预制混凝土的对比(见表1)，通过对比可知预制混凝土具有的一些优点可弥补现浇混凝土存在的不足，因而在全世界广泛的应用。

表1　两种制作方法的对比

对于预制混凝土拼装连续梁的结构，其连接方法是预制混凝土拼装连续梁与现浇连续梁最主要的区别，不同的连接方法很可能会引起连续梁整体性能的不同，所以，更深一步的研究预制混凝土拼装连续梁段连接方法至关重要。

1　拼装连续梁段连接方法

1.1后浇连接法

后浇连接是指在施工现场通过现浇混凝土将预制梁段或预制梁段与现浇梁段连接在一起形成整体连续梁，这种方法也被称为“湿连接”。

图1为预制梁段后浇连接方式。如今这种方法被广泛应用于梁段间、梁与柱之间的连接，虽然这种方法连接后的连续梁或者混凝土结构性能不比整浇结构差，但它仍存在一定量的湿作业，与我们所追求的全部工厂化有一定的差距。

1.2纯干法连接

纯干法连接是一种现场完全湿作业的连接方法，亦称为“干式连接”，通常有以下两种连接方式：高强螺栓连接及焊接连接。

1.2.1高强螺栓连接

图2所示的螺栓连接为比利时的一个连接例子，这种连接方式可以传递弯矩及剪力，连接外的承载力大多取决于螺栓和钢板的材性，主要是靠钢板与混凝土表面的摩擦力传力。该连接方式安装快，迅速利落，但是在承载力较大时，此种连接方式连接处易断开，且在制作时螺栓与预留的螺栓孔之间的尺寸容易产生误差，很容易造成整体挠度的变大。

1.2.2焊接连接

焊接连接的方法在美国是比较常用的连接方法，梁和柱的连接普遍采用这种方法，但该方法被用于梁段之间的连接也较多。此种连接方式的抗震性能不太理想，主要是因为该连接方法中没有明显的塑性铰的设置，一直在反复的荷载作用下，焊接位置处容易发生脆性破坏以致连接处断开，但该连接方法避免了湿作业，可以大大缩短工期，若塑性铰设置的较好，则该连接方法的优越性会很明显，开发良好变形性能的焊接连接的构造是当今干式连接构造的发展方向。图3为梁与柱之间焊接连接方法的示意图，同样也适用于梁段之间的连接。

2　预制混凝土连接研究现状

2.1研究现状

冯健等[3]人于1994年制作了四根试验梁，两根为外伸梁，分别采用整体连接与企口连接，另外两根为简支梁，也分别采用整体连接与企口连接，对这四根梁做了对比性试验。试验结果表明：采用企口连接梁的局部刚度出现下降，而挠度及转角增加，但是对构件的整体变形影响不明显。该文提出了比较精确的有关刚度降低的计算公式。

章文纲等[4]于1995年制作了10个足尺的梁柱节点，该节点为齿槽式的，齿槽的后浇部分采用钢纤维混凝土，并针对这些节点进行了试验，证明：采用这种连接方式，节点的承载能力可得到大幅度的提高，裂缝的宽度得以减小、整体的刚度得以提高，因而这种方法可被广泛的应用。这项研究还提出了有关该类节点的计算方法以及设计建议。

Morgen等[5]于2005年提出了在框架节点内安装摩擦阻尼器的方案，且对此展开了研究。研究结果显示出：框架节点的耗能性能通过安装这种阻尼器得到显著的提高，同时提出了该类节点改进后阻尼器的设计方法。

黄祥海等[6]于2006 年对比了现有的干式连接方法的特点，并对几种有不足之处的干式连接方法做了改进，且提出了几种新型的全预制混凝土框架节点的设想。

李楠等[7]人于2009年制作了两组梁与柱的足尺模型，采用后浇筑的混凝土将其连接，梁底纵向钢筋采用焊接连接，并对两组模型进行了低周反复的荷载试验，通过试验对采用该种连接形式的梁柱节点的破坏状态、骨架曲线、延性、耗能能力等性能进行了深入的研究。

2.2研究存在的不足及研究方向

由以上总结可知尽管我们对预制混凝土的连接方法的研究取得了一定的成就，但目前仍处于初步阶段，大部分研究都局限在预制梁柱之间的连接，对预制板柱、外墙与主体等连接情况的研究不足。而且大部分都是对后浇筑连接方式及几种干式连接研究较多，而对一些新型的连接方式的研究比较少。

如今对于梁段之间、梁柱之间的连接有很多种连接方式，但是无论采用哪种连接方式，一定要求其能满足结构的整体性、稳定性、经济性、操作方便性等因素，所以选择哪种连接方式能快捷方便且经济值得我们去考虑，因此每种连接方式都需要逐一进行检验证明。目前我国在预制混凝土连接方式上有较大局限，就目前的几种连接方法并不能够百分百的保证连接之后的整体结构足够稳定、安全等，所以怎么进行研究以及更经济、方便、安全的连接方式的研究成为今后研究的首要问题。

3　结语

1)将预制混凝土与现浇混凝土进行了对比，体现出预制混凝土环保、可缩短周期、质量有保证等优点；2)列举了几种常见的预制混凝土拼装连续梁段拼装方法及其优缺点，总结了有关预制混凝土连接方式的研究现状；3)探讨了目前存在的有关连接方式与进一步研究的关键问题，目前对预制混凝土连接方式的研究还在初步阶段，为了建筑工业化的更好发展，针对此类研究需进一步深入。

[1]王慧英.预制混凝土工业化住宅结构体系研究[D].广州：广州大学,2007.

[2]CHEOKGS,LEWHS.ModelprecastConcretebeam-to-columnconnectionssubjecttocyclicloading[J].PCIJournal,1993(4):80-92.

[3]于长海,吕志涛,冯健.预制砼企口连接梁刚度的试验研究[J].江苏建筑,1994(3):48-50.

[4]章文纲,程铁生,迟维胜,等.装配式框架钢纤维混凝土齿槽节点[J].建筑结构学报,1995(3):52-58.

[5]MORGENBG,KURAMAYC.Seismicdesignoffriction-dampedprecastconcreteframestructures[C].ProceedingsoftheStructuresCongressandExposition,MetropolisandBeyond-Proceedingsofthe2005StructuresCongressandthe2005ForensicEngineeringSymposium,2005:2007-2018.

[6]黄祥海.新型全预制装配式混凝土框架节点的研究[D].南京：东南大学,2006.

[7]李楠,张季超,楚先锋,等.预制混凝土结构后浇整体式梁柱节点抗震性能试验研究[J].工程力学,2009(S1):41-44.

Onsurveyofconnectionmethodsoftheprecastassemblingconcretecontinuousbeams

ChengDonghuiLiuFenXuPengcheng

(School of Civil Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

Thisarticleintroducedseveralkindsofcommonconnectionmethodsoftheprecastassemblingconcretecontinuousbeamsandtheircharacteristics,summarizedtheresearchstatusoftheprecastassemblingconcrete,anddiscussedthekeyproblemsandthefuturedevelopmentdirectionoftheconnectionwhichneedtobestudiedfurtherly.

precastconcrete,continuousbeams,connectionmethods,researchstatus

1009-6825(2016)23-0040-03

2016-06-09

程东辉(1971- )，男，教授；刘芬(1991- )，女，在读硕士；许鹏程(1994- )，男，在读硕士

TU375

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