装配式混凝土结构剪力墙竖向连接方式现状及研究

丁浩爽 陈昕

摘 要：文章介绍了装配式混凝土构件发展背景，对装配式混凝土结构的连接方式进行了分类，总结了装配式混凝土结构剪力墙连接方式，最后介绍了我国装配整体式钢筋混凝土剪力墙结构建造连接发展现状。

关键词：装配式；混凝土；连接方式；剪力墙

装配整体式钢筋混凝土剪力墙结构中几种连接方式

配整体式剪力墙结构中预制构件的连接应受力明确、传力可靠，满足结构的承载能力、延性及耐久性要求，并具有耐火性能，满足建筑立面的美学要求。在装配整体式剪力墙结构中，预制剪力墙的竖向钢筋可优先采用套筒灌浆连接，还可采用约束浆锚搭接连接和间接搭接浆锚连接，水平钢筋可采用焊接连接或搭接连接，其他预制构件的钢筋可根据受力特点选用机械连接、焊接连接或搭接连接。装配式剪力墙结构中，边缘构件宜现浇，当边缘构件采用预制墙板时，边缘构件内竖向钢筋的连接优先采用灌浆套筒连接，也可采用约束浆锚搭接连接，当有可靠试验验证时，边缘构件内竖向钢筋也可采用约束浆锚搭接连接间接搭接浆锚连接。

套筒灌浆连接

采用两端为内部设有凹槽的金属套筒，或者一端为直螺纹、另一端为内部刻有凹槽的金属套筒，在套筒中灌注灌浆料，为预制剪力墙板竖向钢筋提供可靠的机械连接。

多年来，美国和日本对钢筋套筒灌浆连接技术进行了大量的实验研究工作，包括套筒应力-应变曲线、循环张拉的疲劳试验（循环张拉超过100万次，应力包括两个方向）、钢筋偏位对连接的影响、灌浆后灌浆受到扰动对连接的影响等等。此技术经过长期的使用，经历了地震的考验，美国和日本的结论均为可以在地震区和高层建筑中使用。我国对套筒灌浆连接的研究结果表明，由于钢套筒对钢筋提供了刚性的径向约束，从而在灌浆料的耦合作用下可以产生类似焊接接头的效果；由于钢套筒的屈服强度远高于灌浆料的抗压强度，所以套筒接头中可以用高强度的灌浆料以缩短锚固长度。

约束浆锚搭接连接

预制剪力墻竖向钢筋的连接方式之一，在钢筋搭接长度范围内设置螺旋箍筋约束的，在预制混凝土的预留孔中插筋并灌浆、或直接在现浇混凝土中进行的钢筋搭接连接。

约束浆锚搭接连接原理为混凝土中钢筋的非接触搭接，又在搭接区域进行了螺旋约束箍筋的加强，这种连接方法经试验验证搭接性能可靠，搭接长度在《混凝土结构设计规范》规定的基础上，可以进一步缩短。水泥基灌浆受力钢筋套筒灌浆连接和约束浆锚搭接连接的关键技术之一，是灌浆料的质量。根据国外的经验，灌浆料应具有一定的变形能力和良好的力学性能，并应具有高强、早强和无收缩等基本特性，以便使其能与套筒、被连接钢筋更好地共同工作，同时满足装配式结构快速施工的要求。这项技术引入我国的历史还比较短，我国尚无相应的产品标准，工程实践经验也较少。

金属波纹管连接

采用镀锌钢带卷制形成的单波或双波形咬边扣压制成的预埋于预制钢筋混凝土构件中用于竖向钢筋浆锚连接的金属波纹管。

剪力墙波纹管连接在施工中暴露出以下缺点：

①装配式剪力墙结构基本受力性能及抗震性能研究不够；相关技术标准和构造图集、技术指南不完善；总体设计策划能力差，细部构造、建筑部品及配套材料研究开发不够；构配件生产工工艺及施工装备水平落后；

②相关规范关于剪力墙竖向钢筋配置的构造要求限制了更为简便的连接形式的研究和应用；

③预留孔洞过大，保护层厚度过小；

④用原始约束浆锚连接工艺预制的剪力墙，其墙体内部竖向浆锚连接部分传统上使用芯模管作为灌浆的模板使用，待灌浆料硬化后将其取出。这种传统安装模式带来的建筑耗能大，施工效率低下，建筑品质严重参差不齐、难以保证的问题，取出芯模管也容易对预留孔洞造成损坏。

⑤用原始波纹管连接工艺预制的剪力墙，在其吊装安装时容易损坏波纹管管壁，使灌浆时不易灌满。

结束语：

剪力墙结构竖向连接问题，对国内外已存在的连接形式进行了总结。随着研究的进展和社会对住房数量需求的不断增加，预制装配式剪力墙结构建筑无疑是建筑行业发展的新契机。作为其关键技术之一，剪力墙构件之间的竖向连接形式的研究虽然取得了很大的进展，但是装配式剪力墙结构构件竖向连接现有的的连接形式基本都有一些缺点以及局限性，剪力墙结构竖向连接问题，对国内外已存在的连接形式进行了总结。随着研究的进展和社会对住房数量需求的不断增加，预制装配式剪力墙结构建筑无疑是建筑行业发展的新契机。作为其关键技术之一，剪力墙构件之间的竖向连接形式的研究虽然取得了很大的进展，但是装配式剪力墙结构构件竖向连接现有的的连接形式基本都有一些缺点以及局限性，因此，进一步合理化简化浆锚链接形式对促使我国实现住宅产业化目标将发挥重要作用。今后我国关于装配式剪力墙结构构件竖向连接的研究必然会向着节点更加安全，受力更加直接，操作更加方便，更加有利于节能环保的方向发展。