同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司 200092
摘要：本文首先阐述了装配式混凝土结构的相关概念，接着详细研究了主要的装配式混凝土结构设计的连接技术，旨在说明装配式混凝土结构在我国建筑结构中的重要作用，为装配式混凝土结构设计的连接技术提供一些参考和意见。
关键词：装配式混凝土结构；连接技术；研究
一、装配式混凝土结构概述
所谓装配式混凝土结构，是指通过预制构件连接而成的混凝土结构，在建筑施工中有着非常重要的应用。与现浇法施工相比，装配式施工不需要在现场对建筑结构进行浇筑，从而大大节省了工序的衔接时间，同时也节约了场地、节省了能耗，并有效降低了现场浇筑对环境的负面影响：如粉尘污染、噪音污染等，是实现绿色施工的重要手段。此外，采用装配式混凝土施工，还可以保证多道工序同时施工，实现了施工现场的立体交叉作业，为现代化建筑建设的高效率和高质量提供了坚实的技术保障。
二、装配式混凝土结构设计关键连接技术研究
虽然装配式施工在技术性能上优于现浇施工，但需要重视装配式施工中的结构连接问题，一旦连接不当，很可能导致整体结构抗震性能较差，造成接缝处的渗水和漏水等现象，影响建筑的使用质量和安全。因此，在装配式混凝土施工中，要注重对连接技术的研究。主要的连接技术有；
（一）钢筋连接技术
1.灌浆套筒连接
灌浆套筒连接技术又可以分为全灌浆套筒连接技术和半灌浆套筒连接技术。其中，全灌浆套筒连接技术主要是将连接部位的两端钢筋都穿入套筒内部，再经过灌浆口向套筒中灌入高强度的微膨胀砂浆，从而实现套筒、钢筋和砂浆形成一个整体；半灌浆套筒连接技术是连接部位的一端钢筋与套筒进行螺纹式连接，另一端穿入套筒内部，灌注高强度的微膨胀砂浆，从而实现钢筋两端的有效连接。目前，全灌浆套筒连接技术在世界范围内都有着非常广泛的应用，如日本38层的横滨框架公寓楼、马来西亚11层的框架住宅、我国北京的38层的框剪高层住宅等；半灌浆套筒连接技术在我国的北京、深圳、上海等地都有着良好的应用。
在灌浆套筒的连接技术中，首先要确保连接后的钢筋、套筒、灌浆料组成的整体的抗拉性能满足设计要求。在材料的选择上，选用强度较高的带肋钢筋，并确保混凝土和套筒之间的有效粘接，最好是选用同一厂家生产的配套产品。在该组合的受力情况中，主要的力包括套筒和灌浆料之间的摩擦力f1、灌浆料和钢筋之间的摩擦力f2，当这两个力的组合能够满足设计的抗拉强度要求时，就能实现装配式混凝土结构的有效连接。据实验资料显示，该组合的摩擦力足够，在试验过程中往往是套筒外的钢筋被拉断，因此该组合能够满足装配式混凝土的连接要求。
2.浆锚搭接
该技术主要是通过在预制墙板中预留连接孔，之后再将连接钢筋插入孔中，并通过高压注浆的方式实现结构之间的有效连接。在浆锚搭接技术中，常见的有约束浆锚搭接和浆锚间接搭接两种技术。其中，约束浆锚搭接技术常用于中小直径的钢筋连接，属于常见的纵筋连接技术，目前在我国哈尔滨洛克小镇的18层剪力墙建筑楼层中有成功的应用；浆锚间接搭接技术适用于孔道长的钢筋连接，也属于纵筋连接技术，目前在苏州的论坛城17层的剪力墙建筑楼层中有成功的应用。由于该技术主要针对中小直径的钢筋连接，主要用于楼层之间装配式施工连接。
（二）接合部位连接技术
接合部位连接技术主要用于装配式混凝土结构和现浇混凝土结构之间的连接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在该技术的研究上，主要考虑到节点连接时的应力传递情况，具体从以下两点进行分析：
1.力学原理
在预制混凝土结合和现浇混凝土结构的连接应力上，主要考虑剪应力传递或剪应力与压应力的组合传递。在这一点上，主要考虑以下几方面的影响：一是接触面的压应力传递，当两种不同结构之间发生接触时，相互产生的压应力会使接合面产生一定的破坏，比如接口面的不齐整导致的错位破坏等；二是接触面之间的剪切摩擦，装配式结构与现浇式结构的接触面都应采用粗糙面接触的方式，增大摩擦力，从而确保连接部位的力学性能，常见的制作粗糙面的方法有化学处理、拉毛等；三是设置抗剪键，也就是将接合面设计为凹凸相间的粗糙面，从而有效实现两接合面的咬合，在抗剪键的设置上，要控制抗剪键的倾角，一般不超过30度；四是销筋的设置，主要针对不能保证边界钢筋具有足够的粘结力的情况，通过销筋作用来实现边界剪力的传递，从而防止混凝土剥落或劈裂破坏。在销筋的选择上，常采用箍筋的方式，以135度角钩住纵筋。
2.接合部位
在预制混凝土结构和现浇混凝土结构的接合部位，主要有以下接合方式：梁端竖向接合、柱底水平接合、叠合板水平接合等。
（1）对于梁端的竖向接合，接合面受剪承载力Vbu应满足以下要求：
Vbu≤Vb1+Vb2+Vb3，
其中，Vb1为剪切摩擦和销筋作用力；Vb2为后浇混凝土的抗剪力；Vb3为键槽的抗剪力。
（2）对于柱底的水平接合，接合面受剪承载力Vcu应满足以下要求：
Vcu≤Vc1+μN
其中，Vc1为剪切摩擦和销筋作用力；N为接合面的轴力；μ为摩擦系数，常取0.8。
（3）对于叠合板水平接合，接合面受剪承载力Vfu应满足以下要求：
Vfu≤Vf1+μN
其中，Vf1为桁架钢筋的抗剪作用力。
（三）三明治墙板连接技术
所谓三明治墙板连接技术，即预制夹芯保温外板墙连接技术，顾名思义，就是将两层墙板与中间连接件进行有效组合的一种连接技术，该技术除了能够实现结构之间的有效连接外，还具备防护性能，在国外的许多国家都有广泛应用。在三明治墙板连接技术中，主要可分为组合式连接和非组合式连接两种形式。其中，组合式连接是将上下两层墙板作为整体，共同受力，由中间连接件参与剪力的传递，截面满足平截面假定；非组合式连接是指上下两层墙板分别受力，各自承担水平荷载，竖向荷载由内叶墙全部承担，截面不满足平截面假定。根据国外的经验来看，组合式连接技术容易产生裂缝，因此常采用非组合式连接技术。
在连接件的性能选择上，非组合式墙板常采用柔性连接件。美国最开始采用高强度的玻璃纤维连接件来进行连接，能够实现建筑的保温功能，在世界范围内都有着广泛的应用。例如美国百事可乐基地、新西兰坎特伯雷大学生公寓、我国北京的假日风景建筑等等，都采用该种柔性连接墙板技术。此外，采用一种名为复合树脂玻璃纤维三棱柱形连接件的柔性墙板技术在我国的沈阳、新疆等地已有成功的应用案例。随着技术的发展，将会有更多的柔性板墙材料适用于现代化的建筑结构连接技术中。
（四）接缝防水技术
该技术主要针对装配式施工中预制外墙板之间的缝隙，能够实现接缝处的防水功能，从而确保连接部位的性能和整体建筑的质量和安全。在接缝防水技术的分类上，常见的有两种：材料防水技术和构造防水技术。其中，材料防水技术是利用防水材料的性能，将防水材料布置在接缝处，阻断水的通路，从而达到防水防渗的目的。在防水材料的选择上，应该进行分层选择：在第一道防水材料的选择上，一般将耐候性密封胶用于接缝处的密封材料选择；第二道防水材料选择三元乙丙橡胶作为防水材料。
构造防水，是通过改善接缝处的构造条件，对水进行引流，阻止水进入接缝，从而实现防水的目的。常见的构造防水方式有：改变接口处的坡度，采用外墙切口斜向上的形式；将平整的切口设为企口，以阻挡风力将雨水带入口中，在企口的设计上，要根据水流的方向不同采用不同形式的企口。一般来说，对于水平方向的接缝，采用企口缝或高低缝；对于竖直方向的接缝，则采用双直槽缝进行防水。
在装配式混凝土结构的接缝防水技术选择上，一般会将两种防水技术有机结合，从而提高结构的防水能力，这种做法在日本和我国台湾等地都有较为成熟的应用。
三、总结
综上所述，装配式混凝土结构在现代建筑中有着非常广泛的应用，其具有的高效、节能、环保等优点，为我国的经济发展带来了新的契机。在装配式混凝土结构的设计上，要充分考虑对连接技术的选择，结合具体施工情况，学习先进的技术理念，从连接部位的应力出发，考虑到连接部位的防水性能，切实做好装配式混凝土结构的连接部位施工，从而实现装配式建筑连接部位的良好性能，保证整体建筑结构的质量和安全。
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论文作者:沈伟宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/7/4
标签：技术论文; 套筒论文; 混凝土结构论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 部位论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;