安 寧 李二菊

(1.煙臺大學(xué)土木工程學(xué)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(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對可持續(xù)發(fā)展的要求越來越重視，傳統(tǒng)的粗放型的建造方式存在能源、資源的大量消耗，環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，已不能滿足新時代的發(fā)展要求。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造速度快，節(jié)約勞動力，質(zhì)量有保證，因此，越來越得到業(yè)界的重視，并有了長足的發(fā)展[1，2]。裝配式建筑常用的結(jié)構(gòu)體系主要包括木結(jié)構(gòu)[3，4]、鋼結(jié)構(gòu)[5，6]和預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)。其中，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛[7，8]。預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)因具有抗震性能好、抗側(cè)移能力強(qiáng)、可應(yīng)用于高層建筑的優(yōu)點(diǎn)，因此成為預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展方向之一[9，10]，預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性能除了預(yù)制構(gòu)件本身的強(qiáng)度，主要取決于各裝配單元間的連接技術(shù)[11-13]。根據(jù)連接位置不同，連接技術(shù)可分為豎向連接技術(shù)和水平連接技術(shù)[14]。本文主要總結(jié)概述了豎向連接技術(shù)和水平連接技術(shù)的集中連接方式，并分析了各種連接技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，希望對后續(xù)的研究人員提供參考。

1 豎向連接技術(shù)

豎向連接技術(shù)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(xiàn)澆帶連接技術(shù)、套筒灌漿連接技術(shù)、預(yù)留孔洞漿錨搭接技術(shù)、間接搭接技術(shù)、套筒擠壓連接技術(shù)、螺旋箍筋約束漿錨搭接技術(shù)等。

1.1 現(xiàn)澆帶連接

現(xiàn)澆帶連接是在預(yù)制裝配單元間設(shè)置現(xiàn)澆帶，連接邊緣預(yù)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(jié)構(gòu)。

蔡柳鶴等[15]對3個帶水平接縫的預(yù)制剪力墻進(jìn)行了擬靜力試驗，其中墻體由上下兩片預(yù)制墻板與水平現(xiàn)澆帶構(gòu)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(shè)置通高角鋼，并在現(xiàn)澆帶內(nèi)通過端板焊接而成。研究表明：水平接縫上下的預(yù)制墻板上斜裂縫較多，試件表現(xiàn)為彎剪破壞；水平接縫采用內(nèi)含型鋼連接件現(xiàn)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(xié)同工作性能；但在施工時現(xiàn)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(yōu)越性難以充分發(fā)揮，限制了其在接縫連接中的應(yīng)用。

1.2 套筒灌漿連接

套筒灌漿連接是在墻體中預(yù)埋鑄鐵套筒，將豎向鋼筋伸入其中，將連接鋼筋插入對應(yīng)的套筒的另一端內(nèi)，在套筒內(nèi)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(yù)制混凝土剪力墻的抗震性能，進(jìn)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(yù)制剪力墻能有效傳遞應(yīng)力。這種連接方式施工安全無污染，但對施工精度和施工質(zhì)量要求較高。

1.3 預(yù)留孔洞漿錨搭接

預(yù)留孔洞漿錨搭接是在下層墻體頂部預(yù)留豎向插筋，在上部墻體預(yù)留相應(yīng)的孔洞，并且在插筋和預(yù)留孔洞周圍布置螺旋箍筋來加強(qiáng)搭接區(qū)域的約束。在當(dāng)上層墻體安裝就位后，通過與孔洞連通的灌漿孔向孔洞內(nèi)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(jié)果表明，插入式預(yù)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(gòu)件預(yù)留孔孔壁間的粘結(jié)強(qiáng)度有著重要的關(guān)系。因此對于較薄的墻體孔洞邊緣的混凝土保護(hù)層厚度很小，運(yùn)輸中易損壞，影響結(jié)構(gòu)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(yù)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(jié)果表明：剪力墻以壓彎破壞為主，邊緣構(gòu)件縱向鋼筋受拉屈服、墻底兩側(cè)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(yù)制鋼筋混凝土剪力墻的抗震性能能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，見圖3。

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

2 水平連接技術(shù)

水平連接技術(shù)可實現(xiàn)裝配單元水平方向的連接，形成豎向接縫，以側(cè)面外伸鋼筋，界面設(shè)置粗糙面或鍵槽為代表。

鍵槽連接是指在預(yù)制構(gòu)件的接縫處開設(shè)齒狀鍵槽，截面形式可以為三角形、矩形或梯形，預(yù)制構(gòu)件間通過后澆混凝土和預(yù)埋在鍵槽內(nèi)的鋼筋等連接件進(jìn)行連接。楊勇[19]通過對3個帶豎向接縫的預(yù)制剪力墻試件和3個現(xiàn)澆混凝土剪力墻試件的擬靜力試驗，研究帶豎向接縫的預(yù)制剪力墻的受力性能，其中豎向接縫采用鍵槽連接。試驗結(jié)果表明：帶豎向接縫的預(yù)制剪力墻試件較現(xiàn)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(shù)量、剪切鋼筋的布置和軸向壓力。

3 展望

本文針對預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向連接技術(shù)和水平連接技術(shù)的問題，對目前應(yīng)用較多的連接形式進(jìn)行了總結(jié)。從各種連接形式可以看出，剪力墻裝配單元之間現(xiàn)有的連接形式仍存在一些局限性，例如側(cè)面外伸鋼筋容易在運(yùn)輸、安裝過程中發(fā)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(zhì)量要求較高等。與此同時對于水平連接技術(shù)的研究太少。

因此，現(xiàn)在仍需研發(fā)受力更合理、運(yùn)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(xiàn)建筑工業(yè)化發(fā)揮重要作用。