預制混凝土剪力墻連接技術

安 寧 李二菊

(1.煙臺大學土木工程學院，山東 煙臺 264005； 2.煙臺沃華建筑科技有限公司，山東 煙臺 264005)

0 引言

隨著我國經濟的迅速發展，對可持續發展的要求越來越重視，傳統的粗放型的建造方式存在能源、資源的大量消耗，環境污染嚴重等問題，已不能滿足新時代的發展要求。裝配式混凝土結構建造速度快，節約勞動力，質量有保證，因此，越來越得到業界的重視，并有了長足的發展[1，2]。裝配式建筑常用的結構體系主要包括木結構[3，4]、鋼結構[5，6]和預制混凝土結構。其中，預制混凝土結構應用最為廣泛[7，8]。預制混凝土剪力墻結構因具有抗震性能好、抗側移能力強、可應用于高層建筑的優點，因此成為預制混凝土結構的主要發展方向之一[9，10]，預制混凝土剪力墻結構的整體性能除了預制構件本身的強度，主要取決于各裝配單元間的連接技術[11-13]。根據連接位置不同，連接技術可分為豎向連接技術和水平連接技術[14]。本文主要總結概述了豎向連接技術和水平連接技術的集中連接方式，并分析了各種連接技術的優缺點，希望對后續的研究人員提供參考。

1 豎向連接技術

豎向連接技術能夠完成豎向裝配單元間的荷載傳遞，形成水平接縫，主要包括現澆帶連接技術、套筒灌漿連接技術、預留孔洞漿錨搭接技術、間接搭接技術、套筒擠壓連接技術、螺旋箍筋約束漿錨搭接技術等。

1.1 現澆帶連接

現澆帶連接是在預制裝配單元間設置現澆帶，連接邊緣預埋鋼筋，在裝配單元安裝就位后澆筑混凝土，形成整體受力結構。

蔡柳鶴等[15]對3個帶水平接縫的預制剪力墻進行了擬靜力試驗，其中墻體由上下兩片預制墻板與水平現澆帶構成，水平接縫采用型鋼抗剪連接件連接，即上下兩片墻板端部均設置通高角鋼，并在現澆帶內通過端板焊接而成。研究表明：水平接縫上下的預制墻板上斜裂縫較多，試件表現為彎剪破壞；水平接縫采用內含型鋼連接件現澆帶的試件具有較好的抗震性能和變形能力，連接方式可靠有效。

這種連接方式具有較好的傳力性能和較高的承載力，有良好的整體協同工作性能；但在施工時現澆帶連接難以澆筑密實、施工時上部裝配單元難以固定、連接時需要100%同截面搭接。這些問題使其優越性難以充分發揮，限制了其在接縫連接中的應用。

1.2 套筒灌漿連接

套筒灌漿連接是在墻體中預埋鑄鐵套筒，將豎向鋼筋伸入其中，將連接鋼筋插入對應的套筒的另一端內，在套筒內注入灌漿材料，使鋼筋與套筒牢固的連接在一起，如圖1所示。

陳康等[16]研究了豎向鋼筋采用直螺紋套筒灌漿連接的預制混凝土剪力墻的抗震性能，進行了3個試件的擬靜力試驗。研究表明：采用直螺紋套筒灌漿連接預制剪力墻能有效傳遞應力。這種連接方式施工安全無污染，但對施工精度和施工質量要求較高。

1.3 預留孔洞漿錨搭接

預留孔洞漿錨搭接是在下層墻體頂部預留豎向插筋，在上部墻體預留相應的孔洞，并且在插筋和預留孔洞周圍布置螺旋箍筋來加強搭接區域的約束。在當上層墻體安裝就位后，通過與孔洞連通的灌漿孔向孔洞內注入灌漿材料，從而將上下墻體形成整體，如圖2所示。

姜洪斌等[17]通過81個鋼筋錨固試件、108個鋼筋搭接試件研究了其承載力及影響因素。結果表明，插入式預留孔灌漿鋼筋搭接連接方法施工方便、連接可靠、價格低廉，但其性能同漿錨砂漿與混凝土構件預留孔孔壁間的粘結強度有著重要的關系。因此對于較薄的墻體孔洞邊緣的混凝土保護層厚度很小，運輸中易損壞，影響結構的性能。

1.4 套筒擠壓連接

李寧波等[18]研究了豎向鋼筋套筒連接的預制鋼筋混凝土剪力墻試件的抗震性能，分析了軸壓比、截面形狀對試件抗震性能的影響。試驗結果表明：剪力墻以壓彎破壞為主，邊緣構件縱向鋼筋受拉屈服、墻底兩側混凝土壓潰破壞；套筒擠壓連接能有效傳遞鋼筋拉、壓荷載作用。豎向鋼筋套筒連接的預制鋼筋混凝土剪力墻的抗震性能能滿足現行規范的要求，見圖3。

這種連接方式連接速度較快、質量易控制，可以提高施工效率和施工質量。但是這種連接方式在施工時需要在現場進行鋼筋連接之后再澆筑混凝土，這樣增加了現場的濕作業工作量。

2 水平連接技術

水平連接技術可實現裝配單元水平方向的連接，形成豎向接縫，以側面外伸鋼筋，界面設置粗糙面或鍵槽為代表。

鍵槽連接是指在預制構件的接縫處開設齒狀鍵槽，截面形式可以為三角形、矩形或梯形，預制構件間通過后澆混凝土和預埋在鍵槽內的鋼筋等連接件進行連接。楊勇[19]通過對3個帶豎向接縫的預制剪力墻試件和3個現澆混凝土剪力墻試件的擬靜力試驗，研究帶豎向接縫的預制剪力墻的受力性能，其中豎向接縫采用鍵槽連接。試驗結果表明：帶豎向接縫的預制剪力墻試件較現澆剪力墻試件承載力低但是延性更好，具有良好的抗震性能；通過對一系列接縫試件的試驗分析，得出影響接縫影響力的主要因素有：鍵槽尺寸和數量、剪切鋼筋的布置和軸向壓力。

3 展望

本文針對預制混凝土剪力墻結構的豎向連接技術和水平連接技術的問題，對目前應用較多的連接形式進行了總結。從各種連接形式可以看出，剪力墻裝配單元之間現有的連接形式仍存在一些局限性，例如側面外伸鋼筋容易在運輸、安裝過程中發生彎折，影響施工效率；粗糙面的粗糙程度衡量較為困難，影響連接效果；套筒灌漿對施工精度和施工質量要求較高等。與此同時對于水平連接技術的研究太少。

因此，現在仍需研發受力更合理、運輸更快捷、安裝更簡便、連接效果更好的裝配單元間的連接方式，這對我國實現建筑工業化發揮重要作用。