预制装配式建筑套筒灌浆连接技术研究

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1、预制装配式建筑套筒灌浆连接技术研究及应用天津市建设系统科学技术发展项目（项目编号2015-6）天津住宅科学研究院有限公司赵晓辉（15802205692）2017年3月1引言预制装配式建筑是由预制混凝土构件通过钢筋、连接件等加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的建筑，属于住宅工业化、住宅产业化范畴。主要组成构件包括预制混凝土夹心保温外墙板、混凝土叠合受弯构件（叠合梁、叠合板）、预制外挂墙板、预制楼梯等，如图1所示。钢筋连接技术是预制装配式建筑的关键技术之一，可靠的连接是保证结构整体性和抗震能力的关键，目前我国装配式建筑采用的连接方式有

2、套筒连接、浆锚连接和机械连接3种，其中以套筒灌浆连接方式居多，如图2所示。图1装配式建筑示意图图2竖向钢筋套筒连接2套筒灌浆连接技术原理钢筋套筒灌浆连接接头由带肋钢筋、灌浆套筒和专用灌浆料组成。钢筋套筒灌浆连接原理是透过铸造的中空型套筒，钢筋从两端开口插入套筒内部，不需要搭接或焊接，钢筋与套筒之间填充高强度微膨胀结构性灌浆料。其连接机理主要是借助灌浆料受到套筒的约束作用，加上灌浆料本身具有微膨胀特性，以此增强与钢筋、套筒内侧间正向作用力，钢筋由该正向力与粗糙表面产生的摩擦力，来传递钢筋应力。按钢筋与套筒连接方式不同，分为全灌浆和半

3、灌浆。全灌浆接头是一种传统的连接形式，连接套筒与两端的钢筋均采用灌浆方式连接，接头结构如图3a所示。半灌浆接头是一种较新的连接形式，套筒与一端钢筋采用灌浆连接方式连接，而另一端采用机械连接方式连接，接头结构如图3b所示。图3灌浆接头结构示意图由于预制构件的连接钢筋接头不得不在同一截面布置，因此在《装配式混凝土结构技术规范》JGJ1-2014中明确规定，采用套筒灌浆连接的纵向钢筋，其接头应满足现行国家行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107中的Ⅰ级接头性能要求。接头是否达到Ⅰ级接头性能要求，要通过JGJ107规定的接头型式检验进

4、行判定，其内容包括：单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压3项试验，对接头的变形性能和抗拉强度进行检测，各项均达到Ⅰ级性能指标的接头，方可判为Ⅰ级接头。不同规格钢筋的套筒灌浆连接接头要分别进行型式检验，接头型式检验性能指标见表1。表1灌浆接头性能指标3钢筋连接用灌浆套筒国家行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398-2012将灌浆套筒按加工方式分为铸造灌浆套筒和机械加工灌浆套筒。为保证套筒横截面的承载能力，套筒灌浆连接端钢筋锚固长度不宜小于8倍钢筋直径，套筒内钢筋长度最短不小于接头型式检验确定的锚固长度，最长不大于套筒灌浆腔最

5、大深度，灌浆套筒中间轴向定位点两侧应预留钢筋安装调整宽度。同时，为保证套筒灌浆腔对灌浆料的锚固能力，腔内设置的剪力槽的数量应符合表2的规定，剪力槽两侧凸台轴向厚度不应小于2mm。表2灌浆套筒单侧灌浆腔内剪力槽数量连接钢筋直径，mm12～2022～3236～40剪力槽数量，个≥3≥4≥5灌浆套筒采用铸造工艺制造时宜选用球墨铸铁，采用机械加工工艺制造时宜选用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其它经过接头型式检验确定符合要求的钢材。采用球墨铸铁制造的灌浆套筒，材料应符合GB/T1348的规定，其材料性能尚应符合表3的规定，

6、灌浆套筒的尺寸偏差应符合表4的规定。《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398对灌浆套筒外观质量要求为：采用铸造工艺加工的灌浆套筒内外表面不应有影响使用性能的夹渣、冷隔、砂眼、缩孔、裂纹等质量缺陷。采用机械加工工艺加工的灌浆套筒表面不得有裂纹或影响接头性能的其它缺陷；灌浆套筒端面和外表面的边棱处应无尖棱、毛刺。并且要求灌浆套筒应与灌浆料匹配使用，采用灌浆套筒连接钢筋接头的抗拉强度应符合JGJ107中Ⅰ级接头的规定。表3灌浆套筒的材料性能要求性能指标项目GT4GT5（用于400MPa钢筋）（用于500MPa钢筋）抗拉强度，MPa≥550≥

7、600延伸率，%≥5≥3球化率，%≥90≥90布氏硬度，HBW180～250180～250表4灌浆套筒尺寸偏差序项目套筒尺寸偏差号钢筋直径，mm12～2022～3236～401外径允许偏差，mm±0.8±1.0±1.52长度允许偏差，mm±（0.01×L）锚固段环形突起部分的内径最小3≥10尺寸与钢筋直径差值，mm4、套筒灌浆连接性能试验4.1预制剪力墙抗震性能试验4.1.1试验方案试验试件共为3个，均由试验墙体、墙顶的加载梁及墙底的地梁组成，分别命名为RCW-1、PRCW-1、PRCW-2，其中RCW-1为现浇剪力墙试件；PRC

8、W-1为两侧预制，中间现浇试件，用于模拟窗间墙情况，两侧预制墙体竖向钢筋均为双排套筒灌浆连接；PRCW-2单侧为预制墙体，另一侧为现浇试件，用于模拟一般情况，预制墙体竖向钢筋均为单排套筒灌浆连接，套筒连接钢筋布置方式为“S”形。预制剪力墙与地梁之间