裝配式混凝土結構設計關鍵連接技術研究

刁力

摘 ? ?要：本文首先闡述了裝配整體式混凝土結構特點，接著分析了水平連接施工方法，最后對豎向連接施工方法進行了探討。希望能夠為相關人員提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：裝配式混凝土;結構設計;連接技術

1 ?引言

裝配式混凝土結構的關鍵技術是構件之間節點的連接技術。預制構件之間的連接節點是其結構受力和施工的重要部位，裝配式結構具有足夠承載力、剛度、延性以及良好整體性依靠的是可靠的連接技術。

2 ?裝配整體式混凝土結構特點

2.1 ?規模化生產

事實上，裝配整體式混凝土結構并非一次完成，它需要在指定的加工區域進行各類構件的預制處理，在此基礎上展開裝配施工，各環節之間的規模化作業可以顯著提升生產效率。

2.2 ?產品質量佳

所有預制構件均以工業化的生產方式獲得，科學規范的操作可以確保構件的尺寸精度，這種集約化的方式還可以降低構件對結構整體質量的影響。

2.3 ?工程成本低

由于采用的是工業化大規模生產方式，因此，對材料的利用更為充分，所得到的產品生產效率較高，能夠精準地控制生產成本。

2.4 ?施工難度小

整體結構基于對構件的裝配方式而獲得，此時只需要對施工人員進行科學的培訓，便可以確保裝配式混凝土結構的各環節質量。總體來說施工難度偏低，可操作性良好，現場監管工作能夠順利地進行。

2.5 ?外部干擾少

在前期設計過程中，便可以將各類水電管道考慮到整體結構中，此時能夠實現管道與主體之間的完好結合，為后續施工創造了良好的便捷性，施工過程中不容易受到外部因素的干擾。

3 ?水平連接施工方法

3.1 ?閉合環式鋼筋連接施工方法

將下部受力鋼筋彎折成“U”型兼作上部負彎矩筋，布置鋼筋時將鋼筋外漏于模板一定長度，外漏長度根據連接要求確定。布置好鋼筋后澆筑混凝土，養護至預定強度后方可運輸，吊裝。將兩塊全預制板吊裝到預定位置，使相應位置上的縱向鋼筋外漏于板的部分緊密錯位搭接在一起形成封閉箍，再將連接鋼筋穿過封閉箍，與封閉箍綁扎在一起，形成一個暗梁體系。在兩預制板之間澆筑混凝土現澆帶，待混凝土達到預期強度后完成兩塊預制板間的連接。鋼筋閉合環式連接方法施工方便，連接牢靠，整體性好，具有良好的抗震性能。這種方法不僅是用于裝配式全預制板之間的連接，還適用于裝配式梁板和裝配式剪力墻之間的連接。

3.2 ?鋼連接件連接的施工方法

3.2.1 ?插栓式連接施工方法

鋼連接件連接就是通過預埋在預制結構中的鋼結構部件之間的連接來實現預制結構間的連接，鋼連接件連接方式具有施工簡單、施工速度快、現場無濕作業、可拆卸等優點。同時該連接方式具有很好的延性，提高了抗震性能。該連接方式主要用于預制預制剪力墻之間的連接。鄭蓮瓊等提出一種插栓式預制剪力墻的連接方法。在工字鋼的腹板等距離上開孔，開孔間距根據受力計算得出，開孔直徑略大于插栓桿直徑，將工字鋼的上翼緣預埋在預制剪力墻側邊緣。將插栓裝置等距離焊接在凹型鋼板上，距離與腹板上的開孔距離相同，將凹型鋼板預埋在另一塊預制剪力墻的側邊緣。先將其中一塊預制剪力墻吊裝到預定位置，在其上方再吊起另一塊預制剪力墻，使兩預制剪力墻的翼緣與凹型鋼板的位置相對應，翼緣準確緩慢插入凹型鋼板。吊裝完成后將栓桿插入腹板上孔洞即完成了兩片預制剪力墻的連接。

3.2.2 ?螺栓式連接施工方法

由于上述連接方法中插栓桿與腹板孔洞之間、翼緣與凹型鋼板之間連接不緊密，容易產生小的相互滑動，鄭永乾等又提出一種預制剪力墻豎縫連接方式。該連接方式與上述連接方式的區別在于該連接方式采用螺栓將預埋在剪力墻中的鋼板緊密連接，并在連接處灌注混凝土確保兩片預制剪力墻不產生相對滑動。在凹型鋼板的凹槽處等距離打孔，螺栓孔的距離由受力計算得出。將凹型鋼板的封閉端預埋在剪力墻的側邊緣。預制剪力墻達到預定強度后運輸至現場，先將其中一塊預制剪力墻吊裝到預定位置，將另一塊剪力墻吊裝至相應位置，再將螺栓桿穿過螺栓孔擰緊螺帽。拼裝完成后在凹型鋼板內澆筑混凝土，完成兩片預制剪力墻的連接。

4 ?豎向連接施工方法

4.1 ?錨漿連接施工方法

錨漿連接的具體連接過程為：下層預制結構頂面預留了與結構內豎向受力鋼筋數量與直徑相同的插筋，在上層預制結構底面相應位置預留表面粗糙的孔洞。在上層結構吊裝就位后，通過與孔洞相連通的灌漿孔和排氣孔向預留孔道內灌注微膨脹性的灌漿料，灌漿料達到預定強度后完成上下結構的連接。在孔洞周邊預埋螺旋箍筋，進一步加強對搭接區域的約束。錨漿連接的性能與孔洞的摩擦程度、灌漿料的強度、鋼筋的錨固長度等有關。錨漿連接對預制構件和運輸吊裝過程的精細度要求較高，誤差為毫米級。錨漿連接在保證安全行的同時大大降低了造價，具有很好的經濟性。

4.2 ?套筒灌漿連接施工方法

套筒灌漿連接是將鋼筋插入對接套筒中，然后從灌漿口注入由水泥、膨脹劑、細骨料和高性能外加劑等構成的高強度灌漿材料，當高強灌漿材料達到預定強度后，鋼筋與套筒牢固地連接在一起進而使兩相鄰的構件連接成一個整體。套筒灌漿連接具有很好傳遞鋼筋應力的優點，當作用力作用到鋼筋上時，傳力路徑為：鋼筋→灌漿料→套筒→灌漿料→另外一根鋼筋。目前常用的套筒按結構形式分為全灌漿套筒和半灌漿套筒。全灌漿套筒與半灌漿套筒的區別在于兩側鋼筋是否被灌漿料包裹。全套筒灌漿連接接頭兩側鋼筋都被灌漿料包裹，而半灌漿套筒先把一側鋼筋和直螺紋套筒一端連接，并且無需灌漿，另一端現場安裝連接結構構件的預埋鋼筋，然后在套筒內部灌入灌漿料。全灌漿套筒連接方式常用于預制裝配式梁鋼筋的連接，而半灌漿套筒連接方式多用于預制裝配式柱和預制剪力墻鋼筋的連接。該連接方式已經廣泛應用于實際工程中，該連接方式具有連接可靠、能夠很好地傳遞應力、裝配簡單、施工快捷、工廠化程度高、具有很高的裝配率等優點。但在應用在也存在一些問題。由于套筒連接，套筒本身直徑大于鋼筋直徑，因此，需要增加預制構件的保護層厚度。套筒連接，成本較高，尤其是鋼車螺紋成本更高。套筒連接，由于需要在套筒內灌漿，施工工藝較繁瑣。套筒連接，由于灌漿時，看不到筒內的情況，有可能出現漿體灌注不滿的情況。

4.3 ?螺栓連接施工方法

螺栓連接是鋼筋豎向連接中一種常見的連接方式。將預埋鋼筋焊接在帶孔洞的鋼板上，兩者一起預埋在上部預制構件的底部（將螺栓孔露出），將帶螺紋的鋼筋預埋在下部預制構件的頂端，位置與螺栓孔相對應。現場吊裝時，使下部的螺紋鋼筋穿過上部鋼板的螺栓孔并擰緊螺帽。為防止螺帽的松動和鋼材的銹蝕，在拼接區域澆筑混凝土，所澆筑的混凝土在達到預定強度后，即完成兩個預制構件的連接。螺栓連接方式的優點是既簡單安全，性能可靠，但缺點是該種連接方式有較高的精度要求。

5 ?結束語

近十幾年來，裝配式混凝土結構具有產品質量高、生產效率高、現場濕作業少、成本低、結構性能優良、環境污染小、施工周期短、全面提升建筑綜合品質等方面的優點，受到越來越多的關注，成為我國現代建筑產業化發展的主要方向。大力發展預制裝配式混凝土結構，符合我國目前積極倡導的住宅產業化和建筑工業化的基本趨勢，有利于實現綠色、環保、節能的建筑目標。

參考文獻：

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