装配式混凝土建筑PC构件的连接方式

第三章 第一节 预制构件的连接方式
➢ 对装配式结构而言，“可靠的连接方式”是第一重 要的，是结构安全的最基本保障。装配式混凝土结 构连接方式包括： 1. 钢筋套筒灌浆连接，分为全灌浆套筒和半灌浆套 筒两种。 2. 浆锚搭接连接 3. 后浇混凝土连接 4. 螺栓连接 5. 焊接连接
1. 套筒灌浆连接
（a）全灌浆套筒
（b）半灌浆套筒
1. 套筒灌浆连接--全灌浆套筒
1. 套筒灌浆连接--全灌浆套筒构造
全灌浆套筒剖面图
1. 套筒灌浆连接全灌浆套筒
1. 套筒灌浆连接半灌浆套筒
1. 套筒灌浆连接半灌浆套筒
1. 套筒灌浆连接半灌浆套筒
半灌浆套筒剖面图
1. 套筒灌浆连接半灌浆套筒
1. 套筒灌浆连接
《装配式混凝土结构设计规程》中的相关规定：
3.后浇混凝土连接
《装配式混凝土结构设计规程》中的相关规定：
3.后浇混凝土连接
粗糙面的处理方法：
✓ 人工凿毛法：人工使用铁锤和凿子剔除预制构件结 合面的表皮，露出碎石骨料。
✓ 机械凿毛法：使用专门的小型凿岩机配置梅花平头 钻，剔除结合面混凝土表皮。
✓ 缓凝水冲法：在预制构件混凝土浇注前，将含有缓 凝剂的浆液涂刷在模板上，浇注混凝土后，利用已 浸润缓凝剂的表面混凝土与内部混凝土的缓凝时间 差，用高压水冲洗未凝固的表层混凝土，冲掉表面 浮奖露出骨料形成粗糙表面。
➢ 钢筋浆锚搭接连接适用于较小直径的钢筋 （d≤20mm）的连接，连接长度较大，不适用于 直接承受动力荷载构件的受力钢筋连接。
3.后浇混凝土连接
➢后浇混凝土的概念：
后浇混凝土是指预制构件安装后在预制构件连接区 域或叠合层现场浇注的混凝土。
➢现浇混凝土与后浇混凝土的区分：
✓ 在装配式结构中，基础、首层、裙房、顶层等部位 的现浇混凝土成为现浇混凝土。
➢ 认识灌浆套筒（全灌浆套筒）：
1. 套筒灌浆连接
➢ 认识灌浆套筒（半灌浆套筒）：
1. 套筒灌浆连接
➢套筒灌浆连接是指在预制混凝土构件中预埋的
金属套筒中插入钢筋并灌注水泥基灌浆料而实现的 钢筋连接方式。
➢ 钢筋套筒灌浆连接的技术在美国和日本已经有近四 十年的应用历史，是一项十分成熟的技术。美国 ACI已明确将这种连接列入机械连接的一类，不仅 将这项技术广泛应用于预制构件受力钢筋的连接， 而且还用于现浇混凝土受力钢筋的连接。我国部分 单位对这种接头进行了一定数量的试验研究工作， 证实了它的安全性。
1.灌浆套筒连接应用举例
➢ 灌浆套筒在装配式结构中的应用—剪力墙
1.灌浆套筒连接应用举例
➢ 灌浆套筒在装配式结构中的应用--剪力墙
1.灌浆套筒连接应用举例
1.灌浆套筒连接应用举例
➢ 灌浆套筒在装配式结构中的应用—剪力墙
1 3
≤600
A
A
2 2
≤600
1
A-A
图 预制剪力墙竖向分布钢筋连接构造示意 1—不连接的竖向分布钢筋；2—连接的竖向分布钢筋；3—连接接头

2. 浆锚搭接连接的要求
➢ 纵向钢筋采用浆锚搭接时，对预留成孔工艺、孔道 形状和长度、构造要求、灌浆料和被连接钢筋应进 行力学性能以及实用性试验验证。
➢ 直径大于20mm的钢筋不宜采用浆锚搭接连接。 ➢ 直接承受动力载荷构件的纵向钢筋不应采用浆锚搭
接连接。 ➢ 房屋高度大于12m或超过三层时，不宜使用浆锚搭
留槽 拉毛
露骨料 凿毛
4.螺栓连接
螺栓连接：是指用螺栓和预埋件将预制 构件与预制构件或预制构件与主体结构 进行连接的一种连接方式。
✓螺栓连接属于干法连接； ✓ 钢筋套筒灌浆连接、浆锚搭接、后浇混
凝土连接都属于湿法连接。
4.螺栓连接
螺栓连接的适用范围： 在装配式混凝土结构中，螺栓连接仅
用于外挂墙板和楼梯等非主体结构构件 的连接。
2. 浆锚搭接连接
➢浆锚搭接灌浆料：
灌浆料是以水泥为基本原料，其性能应符合下表的 规定。
检测项目
流动度/mm
初始 30min
1d
抗压强度/Mpa
3d
28d
竖向自由膨胀率％
24h与3h差值
氯离子含量％
性能指标 ≥200 ≥150 ≥35 ≥55 ≥80
0.02~0.5 0.06
2. 浆锚搭接连接
➢ 在预制构件中有螺旋箍筋约束的孔道中进行搭接的 技术，称为钢筋约束浆锚搭接连接。
3.后浇混凝土连接
➢预制混凝土构件与后浇混凝土的接触面 须做成粗糙面或键槽面，或两者兼有， 以提高混凝土抗剪能力。
➢平面、粗糙面和键槽面混凝土抗剪能力 的比例为1 : 1.6 : 3，即粗糙面抗剪能力 是平面的1.6倍，键槽面是平面的3倍
图6.5.5梁端键槽构造示意 1-键槽；2-梁端面
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3.后浇混凝土连接
2. 浆锚搭接连接
预制内墙板间竖向钢筋的金属波纹管浆锚搭接连接
2. 浆锚搭接连接
预制外墙板间竖向钢筋的金属波纹管浆锚搭接连接
（外墙拼缝截面采用内高外低的防雨水渗漏构造）
2. 浆锚搭接连接
➢ 浆锚搭接连技术的关键在于孔洞的成型技术、灌浆 料的质量以及对被搭接钢筋形成约束的方法等各个 方面。
➢ 目前我国的孔洞成型技术种类较多，尚无统一的论 证，因此《规程》要求纵向钢筋采用浆锚搭接连接 时，对预留孔成孔工艺、孔道形状和长度、构造要 求、灌浆料和被连接钢筋，应进行力学性能以及适 用性的试验验证。
5.焊接连接
焊接连接：是指在预制混凝土构件中 预埋钢板，构件之间将预埋钢板进行焊 接连接来传递构件之间作用力的连接方 式。
✓ 焊接连接在混凝土结构中仅用于非结构构
件的连接。
2. 浆锚搭接连接
➢浆锚搭接预留孔洞的成型方式： 1. 埋置螺旋的金属内模，构件达到强度 后旋出内模；
2. 预埋金属波纹管做内模，完成后不抽 出。
两种成型方式对比：采用金属内膜旋出 时容易造成孔壁损坏，也比较费工，因 此金属波纹管方式可靠简单。
2. 浆锚搭接连接
➢约束浆锚连接的原理：
➢ 浆锚搭接连是基于黏结锚固原理进行连接的方法， 在竖向结构构件下段范围内预留出竖向孔洞，孔洞 内壁表面留有螺纹状粗糙面，周围配有横向约束螺 旋箍筋，将下部装配式预制构件预留钢筋插入孔洞 内，通过灌浆孔注入灌浆料将上下构件连接成一体 的连接方式。
断于接头
断于钢筋
钢筋拉脱
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1. 钢筋套筒灌浆连接的要求
采用钢筋套筒灌浆连接的混凝土预制构件设计时 应符合下列规定： 1. 接头连接钢筋的强度等级不应高于灌浆套筒规定 的连接钢筋强度等级； 2. 连接钢筋的直径规格不应大于灌浆套筒规定的连 接钢筋直接规格，且不宜小于灌浆套筒规定的连接 钢筋规格一级以上； 3. 构件配筋方案应根据灌浆套筒外径、长度及灌浆 施工要求确定，钢筋插入灌浆套筒的锚固长度应符 合灌浆套筒参数要求
2. 浆锚搭接连接
➢ 另外比较成熟的还有金属波纹管浆锚搭接连接技术。
• 金属波纹管浆锚搭接连接：墙板主要受力钢筋采 用插入一定长度的钢套筒或预留金属波纹管孔洞 ，灌入高性能灌浆料形成的钢筋搭接连接接头。
• 金属波纹浆锚管：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接的金属波纹管。
✓ 连接区域或叠合部位的现场浇注的混凝土成为后浇 混凝土。
3.后浇混凝土连接
➢后浇混凝土连接时装配式混凝土结构中 非常重要的连接方式，基本上所有的装 配式混凝土结构建筑都会有后浇混凝土。
➢后浇混凝土钢筋连接是后浇混凝土连接 节点最重要的环节。
➢后浇混凝土钢筋连接方式可采用现浇结 构钢筋的连接方式，主要包括：机械螺 纹套筒连接、钢筋搭接、钢筋焊接等。
1. 钢筋套筒灌浆连接的要求
2. 浆锚搭接连接 ➢认识浆锚搭接连接
2. 浆锚搭接连接
➢浆锚搭接连接是指在预制混凝土构件中采用特
殊工艺制成的孔道中插入需搭接的钢筋，并灌注水 泥基灌浆料而实现的钢筋搭接连接方式。
➢ 这种搭接技术在欧洲有多年的应用历史，也被称之 为间接搭接或间接锚固。我国已有多家单位对间接 搭接技术进行了一定数量的研究工作，如哈尔滨工 业大学、黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司等对这 种技术进行了大量试验研究，也取得了许多试验研 究成果。
➢ 灌浆套筒在装配式结构中的应用
1.钢筋套筒灌浆连接主要用于装 配式混凝土结构的剪力墙、预 制柱的纵向受力钢筋的连接。
2. 也可用于叠合梁等后浇部位的 纵向钢筋连接。
1.灌浆套筒连接应用举例
➢ 灌浆套筒在装配式结构中的应用--柱
1.灌浆套筒连接应用举例
1.灌浆套筒连接应用举例
连接套筒
1.灌浆套筒连接应用举例
➢套筒灌浆连接的原理：
钢筋从套筒两端开口插入套筒内部，钢筋与套筒之 间填充高强度微膨胀结构性灌浆料，借助灌浆料的 微膨胀特性并受到套筒的围束作用，增强与钢筋、 套筒之间的摩擦力实现钢筋应力传递。
1. 套筒灌浆连接 ➢套筒灌浆连接的原理：
全灌浆套筒连接原理
半灌浆套筒连接原理
1.灌浆套筒连接应用举例
1. 钢筋套筒灌浆连接的要求
《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014强制性 条文：预制构件采用钢筋套筒灌浆连接时，应在构 件生产前进行钢筋套筒灌浆连接接头的抗拉强度试 验，每种规格的连接接头试件数量不少于3个。
1. 钢筋套筒灌浆连接的要求
《钢筋套筒灌浆连接 应用技术规程》规定 连接只能断于钢筋。
接连接。 ➢ 在多层框架结构中，《装配式混凝土结构设计规程》
不推荐采用浆锚搭接方式。
2. 浆锚搭接连接的要求
《装配式混凝土结构设计规程》对浆锚连接的规定：
试验验证：是指需要验证的项目必须经过相关部门组 织的专家论证或鉴定后方可使用
两种钢筋连接方式的比较