预制混凝土剪力墙连接技术

安 宁 李二菊

(1.烟台大学土木工程学院，山东 烟台 264005； 2.烟台沃华建筑科技有限公司，山东 烟台 264005)

0 引言

随着我国经济的迅速发展，对可持续发展的要求越来越重视，传统的粗放型的建造方式存在能源、资源的大量消耗，环境污染严重等问题，已不能满足新时代的发展要求。装配式混凝土结构建造速度快，节约劳动力，质量有保证，因此，越来越得到业界的重视，并有了长足的发展[1，2]。装配式建筑常用的结构体系主要包括木结构[3，4]、钢结构[5，6]和预制混凝土结构。其中，预制混凝土结构应用最为广泛[7，8]。预制混凝土剪力墙结构因具有抗震性能好、抗侧移能力强、可应用于高层建筑的优点，因此成为预制混凝土结构的主要发展方向之一[9，10]，预制混凝土剪力墙结构的整体性能除了预制构件本身的强度，主要取决于各装配单元间的连接技术[11-13]。根据连接位置不同，连接技术可分为竖向连接技术和水平连接技术[14]。本文主要总结概述了竖向连接技术和水平连接技术的集中连接方式，并分析了各种连接技术的优缺点，希望对后续的研究人员提供参考。

1 竖向连接技术

竖向连接技术能够完成竖向装配单元间的荷载传递，形成水平接缝，主要包括现浇带连接技术、套筒灌浆连接技术、预留孔洞浆锚搭接技术、间接搭接技术、套筒挤压连接技术、螺旋箍筋约束浆锚搭接技术等。

1.1 现浇带连接

现浇带连接是在预制装配单元间设置现浇带，连接边缘预埋钢筋，在装配单元安装就位后浇筑混凝土，形成整体受力结构。

蔡柳鹤等[15]对3个带水平接缝的预制剪力墙进行了拟静力试验，其中墙体由上下两片预制墙板与水平现浇带构成，水平接缝采用型钢抗剪连接件连接，即上下两片墙板端部均设置通高角钢，并在现浇带内通过端板焊接而成。研究表明：水平接缝上下的预制墙板上斜裂缝较多，试件表现为弯剪破坏；水平接缝采用内含型钢连接件现浇带的试件具有较好的抗震性能和变形能力，连接方式可靠有效。

这种连接方式具有较好的传力性能和较高的承载力，有良好的整体协同工作性能；但在施工时现浇带连接难以浇筑密实、施工时上部装配单元难以固定、连接时需要100%同截面搭接。这些问题使其优越性难以充分发挥，限制了其在接缝连接中的应用。

1.2 套筒灌浆连接

套筒灌浆连接是在墙体中预埋铸铁套筒，将竖向钢筋伸入其中，将连接钢筋插入对应的套筒的另一端内，在套筒内注入灌浆材料，使钢筋与套筒牢固的连接在一起，如图1所示。

陈康等[16]研究了竖向钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的预制混凝土剪力墙的抗震性能，进行了3个试件的拟静力试验。研究表明：采用直螺纹套筒灌浆连接预制剪力墙能有效传递应力。这种连接方式施工安全无污染，但对施工精度和施工质量要求较高。

1.3 预留孔洞浆锚搭接

预留孔洞浆锚搭接是在下层墙体顶部预留竖向插筋，在上部墙体预留相应的孔洞，并且在插筋和预留孔洞周围布置螺旋箍筋来加强搭接区域的约束。在当上层墙体安装就位后，通过与孔洞连通的灌浆孔向孔洞内注入灌浆材料，从而将上下墙体形成整体，如图2所示。

姜洪斌等[17]通过81个钢筋锚固试件、108个钢筋搭接试件研究了其承载力及影响因素。结果表明，插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接方法施工方便、连接可靠、价格低廉，但其性能同浆锚砂浆与混凝土构件预留孔孔壁间的粘结强度有着重要的关系。因此对于较薄的墙体孔洞边缘的混凝土保护层厚度很小，运输中易损坏，影响结构的性能。

1.4 套筒挤压连接

李宁波等[18]研究了竖向钢筋套筒连接的预制钢筋混凝土剪力墙试件的抗震性能，分析了轴压比、截面形状对试件抗震性能的影响。试验结果表明：剪力墙以压弯破坏为主，边缘构件纵向钢筋受拉屈服、墙底两侧混凝土压溃破坏；套筒挤压连接能有效传递钢筋拉、压荷载作用。竖向钢筋套筒连接的预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能能满足现行规范的要求，见图3。

这种连接方式连接速度较快、质量易控制，可以提高施工效率和施工质量。但是这种连接方式在施工时需要在现场进行钢筋连接之后再浇筑混凝土，这样增加了现场的湿作业工作量。

2 水平连接技术

水平连接技术可实现装配单元水平方向的连接，形成竖向接缝，以侧面外伸钢筋，界面设置粗糙面或键槽为代表。

键槽连接是指在预制构件的接缝处开设齿状键槽，截面形式可以为三角形、矩形或梯形，预制构件间通过后浇混凝土和预埋在键槽内的钢筋等连接件进行连接。杨勇[19]通过对3个带竖向接缝的预制剪力墙试件和3个现浇混凝土剪力墙试件的拟静力试验，研究带竖向接缝的预制剪力墙的受力性能，其中竖向接缝采用键槽连接。试验结果表明：带竖向接缝的预制剪力墙试件较现浇剪力墙试件承载力低但是延性更好，具有良好的抗震性能；通过对一系列接缝试件的试验分析，得出影响接缝影响力的主要因素有：键槽尺寸和数量、剪切钢筋的布置和轴向压力。

3 展望

本文针对预制混凝土剪力墙结构的竖向连接技术和水平连接技术的问题，对目前应用较多的连接形式进行了总结。从各种连接形式可以看出，剪力墙装配单元之间现有的连接形式仍存在一些局限性，例如侧面外伸钢筋容易在运输、安装过程中发生弯折，影响施工效率；粗糙面的粗糙程度衡量较为困难，影响连接效果；套筒灌浆对施工精度和施工质量要求较高等。与此同时对于水平连接技术的研究太少。

因此，现在仍需研发受力更合理、运输更快捷、安装更简便、连接效果更好的装配单元间的连接方式，这对我国实现建筑工业化发挥重要作用。