浅谈预制装配式结构的节点连接方式

2017-03-01李玉耀

河南建材 2017年4期

关键词：现浇剪力墙预应力

李玉耀

河南省收费还贷高速公路管理中心（450052）

浅谈预制装配式结构的节点连接方式

李玉耀

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装配式结构是我国建筑结构发展的方向，符合绿色施工的要求，节能环保，有利于降低扬尘、减少场地污染、节水节电等。这里总结了各种预制装配式结构的节点连接方式及其研究现状，提出了现阶段我国在预制装配式结构节点连接方面需要研究的问题，并对今后的研究和应用前景进行展望。

预制装配式结构；节点连接；结构钢筋

0 前言

预制装配式混凝土结构起源于20世纪二三十年代，是建筑工业化的一种十分重要的方式。20世纪90年代开始，我国引进装配式大板居住建筑技术，并建立规范体系。预制装配式结构经济性好、质量优异、节能环保，与我国建筑发展方向十分契合，适合大规模推广应用。

预制装配式结构的节点连接主要为：梁柱连接、柱柱连接、墙墙水平连接、墙一墙纵向连接等。本文从框架连接方式、剪力墙连接方式和钢筋连接方式三个方面，总结一下预制装配式结构中常见的几种节点连接方式[1]。

1 预制装配式结构钢筋的连接方式

1.1 浆锚连接

浆锚连接技术是将搭接钢筋拉开一定距离后进行搭接的方式，连接钢筋的拉力通过剪力传递给灌浆料，再传递到灌浆料和周围混凝土之间的界面。即在混凝士中预埋波纹管，待混凝土达到要求的强度后，将钢筋穿入波纹管，再将高强度无收缩灌浆料灌入波纹管，以起到锚固钢筋的作用。锚固材料对钢筋的锚固力不仅与锚固材料和钢筋的握裹力有关，还与波纹管和锚固材料、波纹管和混凝土之间的连接有关[2]。浆锚连接有机械性能稳定、操作简单、易于填充带肋钢筋间隙的特点，适合竖向钢筋连接，包括剪力墙、框架柱等的连接[3]。

1.2 机械连接

机械连接技术是通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法，被称为继绑扎、电焊之后的“第三代钢筋接头”，具有接头强度高于钢筋母材、速度比电焊快5倍、无污染、节省钢材20%等优点。我国常用的钢筋机械接头有套筒挤压接头、锥螺纹接头、墩粗直螺纹接头、熔融金属充填接头等。

1.3 套筒连接

套筒连接技术是将连接钢筋插入带有凹凸槽的高强套筒内，然后注入高强灌浆料，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力。套筒连接有不受钢筋种类限制、全方位连接、可预制施工、操作方便等特点，适用于受拉、受压双向作用力的各类构筑物和混凝土结构中的大直径钢筋连接施工[4]。

2 预制框架结构的连接方式

预制混凝土框架结构中连接部位较多，大致可以分为干连接和湿连接。干连接包括牛腿连接、钢板连接、螺栓连接、焊接连接、企口连接、机械套筒连接、预应力连接等;湿连接包括普通现浇连接、底模现浇连接、浆锚连接、预应力技术后浇连接、灌浆拼装、桦式连接等。

2.1 桦式连接

桦式连接是柱与柱连接的一种方式，其构造是上方柱带一个桦头,上下柱均预留纵向钢筋接头，纵向钢筋焊接连接，并配置一定的箍筋，在节点空隙中现浇混凝土，使其形成一个整体。

2.2 企口连接

企口连接是梁与梁连接的一种方式。冯健等[5]对预制混凝土企口连接梁刚度的试样进行研究，提出了较精确的刚度降低的计算方法。朱筱俊等[6]对改进的斜企口梁进行了承载力计算分析，利用剪切摩擦和拉压杆模型等推导了相应的极限承载力公式，并通过已有试验数据进行验证。

2.3 螺栓连接

螺栓连接是采用螺栓的方式将柱与柱、梁与梁、梁与柱等结构构件连接在一起的方式。四川大学王威等[7]对预制装配式混凝土墙、板螺栓连接抗剪性能进行研究。结果表明，装配式螺栓连接具有良好的承载力、刚度及耗能能力,是一种可靠的干连接方式。通过对薄弱部位进行箍筋加密和增加螺栓的个数,能显著提高装配式螺栓连接的抗剪性能。东南大学孙建等[8]对螺栓连接的一字型RC剪力墙受力性能进行实验。结果表明，摩擦作用、销栓作用是受拉区水平接缝传递荷载的主要方式，受压区水平接缝的工作机制与连接件之间的初始空隙有关，摩擦作用、销栓作用以及顶紧挤压作用是受压区水平接缝传递荷载的主要方式。

3 预制剪力墙连接方式

预制混凝土剪力墙连接方式也可以分为干连接和湿连接。干连接主要包括螺栓连接、后张预应力连接、键槽连接等。湿连接主要包括现浇带连接、套筒灌浆、预留孔浆锚搭接等。

3.1 现浇带连接

现浇带连接是在预制剪力墙安装于设计位置后，将两片剪力墙预留钢筋通过搭接等方式连接，然后现场浇筑混凝土成为一个整体。钱稼茹等[9]通过试验得到了预制剪力墙构件与现浇剪力墙构件的破坏形态，其破坏形态基本相同，说明预制剪力墙抗震性能较好。

3.2 键槽连接

键槽连接主要用于装配式大板结构中。在连接部位设置均匀密布的小键槽，通过后浇混凝土将上下剪力墙连成整体。这种连接形式能够保证剪力均匀地传递。常业军[10]等通过试验分析了连接缝的受力机理及抗震性能，试验结果显示，试件在接缝处均发生了剪切破坏，并建立了接缝极限抗剪强度的计算公式。柳炳康等[11]分析了装配式大板结构的抗剪机理为斜压杆机制和压力摩擦机制。

3.3 后张预应力连接

后张法指的是先浇筑混凝土，待达到设计强度的75%后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。具体施工方法是：先制作构件，并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道，待构件的混凝土强度达到规定的强度后，在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力。最后在孔道中灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。毛杰等[12]通过对小箱梁预应力预制构件的理论分析和对在中江高速公路中几个标段后张法预制构件上拱度随时间变化的数据收集与分析 ,讨论了混凝土的干缩、徐变对预拱度的影响。罗家良等[13]结合沙心涌特大桥工程概况及其施工特点，详细介绍了该工程预应力混凝土连续箱梁采用后张法分段预制施工的工艺要点，指出现浇预应力箱梁解决了预制梁施工中碰到的不等跨、斜交的问题,为类似工程提供参考借鉴。