預制拼裝混凝土連續(xù)梁連接方法研究綜述

程東輝　劉　芬　許鵬程

(東北林業(yè)大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱　150040)

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預制拼裝混凝土連續(xù)梁連接方法研究綜述

程東輝劉芬許鵬程

(東北林業(yè)大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱150040)

介紹了預制拼裝混凝土連續(xù)梁常見的幾種連接方法及各自的特點，總結了預制拼裝混凝土連接的研究現(xiàn)狀，探討了關于連接有待進一步研究的關鍵問題及未來的發(fā)展方向。

預制混凝土，連續(xù)梁，連接方法，研究現(xiàn)狀

0　引言

預制混凝土結構，是將混凝土預先在工廠中澆筑成單個構件，然后運到施工現(xiàn)場，將其吊裝拼接成建筑結構；預制混凝土拼裝連續(xù)梁，顧名思義，是將連續(xù)梁分成若干段，同樣在工廠進行澆筑后運至現(xiàn)場將梁段吊裝拼裝成整體連續(xù)梁，這種方法可應用于大跨度結構。目前，盡管大多數(shù)的工程施工仍然采用現(xiàn)澆混凝土，但這種傳統(tǒng)的方法在施工過程中有很多不足之處，例如其施工的周期相對較長，且現(xiàn)場周圍的環(huán)境較差，施工期間施工方的成本不好控制等問題[1]，然而預制的混凝土與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土相對比在這些方面具有許多的優(yōu)勢。本文列舉了現(xiàn)澆混凝土與預制混凝土的對比(見表1)，通過對比可知預制混凝土具有的一些優(yōu)點可彌補現(xiàn)澆混凝土存在的不足，因而在全世界廣泛的應用。

表1　兩種制作方法的對比

對于預制混凝土拼裝連續(xù)梁的結構，其連接方法是預制混凝土拼裝連續(xù)梁與現(xiàn)澆連續(xù)梁最主要的區(qū)別，不同的連接方法很可能會引起連續(xù)梁整體性能的不同，所以，更深一步的研究預制混凝土拼裝連續(xù)梁段連接方法至關重要。

1　拼裝連續(xù)梁段連接方法

1.1后澆連接法

后澆連接是指在施工現(xiàn)場通過現(xiàn)澆混凝土將預制梁段或預制梁段與現(xiàn)澆梁段連接在一起形成整體連續(xù)梁，這種方法也被稱為“濕連接”。

圖1為預制梁段后澆連接方式。如今這種方法被廣泛應用于梁段間、梁與柱之間的連接，雖然這種方法連接后的連續(xù)梁或者混凝土結構性能不比整澆結構差，但它仍存在一定量的濕作業(yè)，與我們所追求的全部工廠化有一定的差距。

1.2純干法連接

純干法連接是一種現(xiàn)場完全濕作業(yè)的連接方法，亦稱為“干式連接”，通常有以下兩種連接方式：高強螺栓連接及焊接連接。

1.2.1高強螺栓連接

圖2所示的螺栓連接為比利時的一個連接例子，這種連接方式可以傳遞彎矩及剪力，連接外的承載力大多取決于螺栓和鋼板的材性，主要是靠鋼板與混凝土表面的摩擦力傳力。該連接方式安裝快，迅速利落，但是在承載力較大時，此種連接方式連接處易斷開，且在制作時螺栓與預留的螺栓孔之間的尺寸容易產生誤差，很容易造成整體撓度的變大。

1.2.2焊接連接

焊接連接的方法在美國是比較常用的連接方法，梁和柱的連接普遍采用這種方法，但該方法被用于梁段之間的連接也較多。此種連接方式的抗震性能不太理想，主要是因為該連接方法中沒有明顯的塑性鉸的設置，一直在反復的荷載作用下，焊接位置處容易發(fā)生脆性破壞以致連接處斷開，但該連接方法避免了濕作業(yè)，可以大大縮短工期，若塑性鉸設置的較好，則該連接方法的優(yōu)越性會很明顯，開發(fā)良好變形性能的焊接連接的構造是當今干式連接構造的發(fā)展方向。圖3為梁與柱之間焊接連接方法的示意圖，同樣也適用于梁段之間的連接。

2　預制混凝土連接研究現(xiàn)狀

2.1研究現(xiàn)狀

馮健等[3]人于1994年制作了四根試驗梁，兩根為外伸梁，分別采用整體連接與企口連接，另外兩根為簡支梁，也分別采用整體連接與企口連接，對這四根梁做了對比性試驗。試驗結果表明：采用企口連接梁的局部剛度出現(xiàn)下降，而撓度及轉角增加，但是對構件的整體變形影響不明顯。該文提出了比較精確的有關剛度降低的計算公式。

章文綱等[4]于1995年制作了10個足尺的梁柱節(jié)點，該節(jié)點為齒槽式的，齒槽的后澆部分采用鋼纖維混凝土，并針對這些節(jié)點進行了試驗，證明：采用這種連接方式，節(jié)點的承載能力可得到大幅度的提高，裂縫的寬度得以減小、整體的剛度得以提高，因而這種方法可被廣泛的應用。這項研究還提出了有關該類節(jié)點的計算方法以及設計建議。

Morgen等[5]于2005年提出了在框架節(jié)點內安裝摩擦阻尼器的方案，且對此展開了研究。研究結果顯示出：框架節(jié)點的耗能性能通過安裝這種阻尼器得到顯著的提高，同時提出了該類節(jié)點改進后阻尼器的設計方法。

黃祥海等[6]于2006 年對比了現(xiàn)有的干式連接方法的特點，并對幾種有不足之處的干式連接方法做了改進，且提出了幾種新型的全預制混凝土框架節(jié)點的設想。

李楠等[7]人于2009年制作了兩組梁與柱的足尺模型，采用后澆筑的混凝土將其連接，梁底縱向鋼筋采用焊接連接，并對兩組模型進行了低周反復的荷載試驗，通過試驗對采用該種連接形式的梁柱節(jié)點的破壞狀態(tài)、骨架曲線、延性、耗能能力等性能進行了深入的研究。

2.2研究存在的不足及研究方向

由以上總結可知盡管我們對預制混凝土的連接方法的研究取得了一定的成就，但目前仍處于初步階段，大部分研究都局限在預制梁柱之間的連接，對預制板柱、外墻與主體等連接情況的研究不足。而且大部分都是對后澆筑連接方式及幾種干式連接研究較多，而對一些新型的連接方式的研究比較少。

如今對于梁段之間、梁柱之間的連接有很多種連接方式，但是無論采用哪種連接方式，一定要求其能滿足結構的整體性、穩(wěn)定性、經濟性、操作方便性等因素，所以選擇哪種連接方式能快捷方便且經濟值得我們去考慮，因此每種連接方式都需要逐一進行檢驗證明。目前我國在預制混凝土連接方式上有較大局限，就目前的幾種連接方法并不能夠百分百的保證連接之后的整體結構足夠穩(wěn)定、安全等，所以怎么進行研究以及更經濟、方便、安全的連接方式的研究成為今后研究的首要問題。

3　結語

1)將預制混凝土與現(xiàn)澆混凝土進行了對比，體現(xiàn)出預制混凝土環(huán)保、可縮短周期、質量有保證等優(yōu)點；2)列舉了幾種常見的預制混凝土拼裝連續(xù)梁段拼裝方法及其優(yōu)缺點，總結了有關預制混凝土連接方式的研究現(xiàn)狀；3)探討了目前存在的有關連接方式與進一步研究的關鍵問題，目前對預制混凝土連接方式的研究還在初步階段，為了建筑工業(yè)化的更好發(fā)展，針對此類研究需進一步深入。

[1]王慧英.預制混凝土工業(yè)化住宅結構體系研究[D].廣州：廣州大學,2007.

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

[3]于長海,呂志濤,馮健.預制砼企口連接梁剛度的試驗研究[J].江蘇建筑,1994(3):48-50.

[4]章文綱,程鐵生,遲維勝,等.裝配式框架鋼纖維混凝土齒槽節(jié)點[J].建筑結構學報,1995(3):52-58.

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

[6]黃祥海.新型全預制裝配式混凝土框架節(jié)點的研究[D].南京：東南大學,2006.

[7]李楠,張季超,楚先鋒,等.預制混凝土結構后澆整體式梁柱節(jié)點抗震性能試驗研究[J].工程力學,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

程東輝(1971- )，男，教授；劉芬(1991- )，女，在讀碩士；許鵬程(1994- )，男，在讀碩士

TU375

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