裝配式結構鋼筋連接抗震性能研究進展

李德鑫　王寧

摘? ? 要：近年來，國家對發展裝配式結構的重視程度不斷的增加，該結構的應用也越來越多。為了在國內各個省市推廣，對裝配式結構中薄弱位置——拼接縫的連接性能研究需要更加深入。目前，接縫中應用最為廣泛的鋼筋連接方式是灌漿套筒連接和漿錨連接。對于這些連接方式在非地震作用下的力學性能研究已經相對較豐富，而其在地震作用下的力學性能研究還相對較少。如果要在地震區推廣裝配式建筑，其鋼筋連接的抗震性能研究就成為了亟待解決的問題。本文總結了包括剪力墻、預制柱在內的兩種結構體系豎向鋼筋連接的抗震性能研究進展，以期為這方面的研究工作提供參考。

關鍵詞：套筒搭接;剪力墻;預制柱

1? 鋼筋不同連接方式下裝配式鋼筋混凝土剪力墻抗震性能研究進展

鋼筋套筒灌漿技術逐漸被國內外相關規范所采納[1]，并廣泛應用在框架、剪力墻結構上。近年來，國內學者對于裝配式剪力墻連接性能的研究主要包括：

2016年，余瓊等[2]為提高現有套筒灌漿接頭的施工方便性，提出了一種新型具有自主知識產權的套筒灌漿錨搭接接頭，并通過拉伸試驗試驗了其工作性能，實驗得出：相同的鋼筋，套筒外的鋼筋發生拉斷破壞的試件，隨著搭接長度的增加，套筒對于自身的橫向約束減弱;而鋼筋與灌漿料滑移并發生破壞的試件，隨著鋼筋直徑的增加，套筒對于自身的橫向約束增強。

同年，吳東岳[3]選用我國具有廣泛應用前景的漿錨連接預制剪力墻，討論了漿錨連接預制剪力墻結構的抗震設計方法，得出以下成果：改進后的金屬波紋管穿孔鋼漿錨接插件，在無需特殊加工要求的情況下，通過設置強壁約束箍和長鋼筋搭接長度，可有效連接漿錨段的縱向鋼筋;提出了一種計算帶孔鋼漿錨連接預制剪力墻抗彎承載力的新方法;通過數值模擬，研究了空間結構模型中的內力分布和混凝土損傷規律，進一步揭示了空間結構模型的內力分布特征和破壞規律，為試驗提供了較為可靠的補充計算結果。

2017年，馬軍衛等[4]通過對2榀1/2比例兩層兩跨混凝土框-剪結構構件進行擬靜力試驗，試驗中試件的框架裝配結合面坐漿層上的裂縫不隨加載位移的增大線性開展，得到灌漿套筒可以有效地傳遞縱向鋼筋應力的結論，并提出建議：在工程實踐中，連梁與剪力墻連接處的下縱筋采用灌漿套管連接，可以使剪力墻的水平阻力有效地傳遞到框架上，保證剪力墻與框架在地震作用下的協同受力。

2018年，余瓊等[5]在保證搭接套筒中鋼筋發生拉斷而接頭不發生破壞的前提下，對兩種套筒搭接方式節點連接進行擬靜力試驗，通過對比試驗測得的破壞形態、開裂荷載、位移角、延性、剛度等性能，提出一種新型構造方法澆筑的預制剪力墻，即可以很好的滿足抗震要求，相比于現澆墻，有較好的極限變形能力，但延性和剛性相對欠佳。

2? 鋼筋不同連接方式下裝配式鋼筋混凝土預制柱抗震性能研究進展

近年來，國內學者對于裝配式預制柱，在往復作用下的連接性能研究主要包括：

2015年，章一萍等[6]通過對對現澆鋼筋混凝土短柱和預制鋼筋混凝土短柱在低周反復荷載作用下的抗震性能進行了試驗，研究了連接處預留水平接縫的形式對采用套筒灌漿連接縱筋的預制鋼筋混凝土短柱抗震性能的影響，得出以下結論：采用套筒灌漿連接的預制混凝土短柱可以按照等同現澆混凝土短柱設計;高強度灌漿料可以提高預制鋼筋混凝土短柱的水平承載能力，但會降低預制鋼筋混凝土短柱的塑性變形能力;不同形式的預留水平縫對試件極限承載力影響不大，其抗震性能與現澆鋼筋混凝土短柱相似。

2016年，李銳等[7]通過對縱筋和箍筋均為500MPa的6個鋼筋套筒灌漿連接預制混凝土柱和2個現澆混凝土柱進行低周反復加載試驗，研究并分析了軸壓比、配箍形式和灌漿料強度對預制柱抗震性能的影響，研究表明：試件滯回曲線均較飽滿，耗能能力較強，其中軸壓比較小的預制柱，滯回曲線出現捏縮，塑性良好，隨著軸壓比的增大，結合面發生更多的滑移，耗能能力降低;并提出如下建議：對于軸壓比較大的預制柱宜采用全長加密配箍，并防止混凝土保護層剝落。

2017年，趙勇等[8]通過對6個配置的縱筋和箍筋均為500MPa級高強鋼筋的截面尺寸為600×600mm的鋼筋套筒灌漿連接預制混凝土柱進行低周反復加載試驗，對比分析軸壓比、縱筋直徑和配箍形式對其抗震性能的影響，得出：軸壓比為0.50的預制件的滯回曲線飽滿，具有良好的塑性變形能力和耗能能力;軸壓比為0.25的預制試件，根部灌漿層的接縫表面處的縱向鋼筋從套筒中拉出，滯回曲線出現捏縮，耗能能力相對較低。因而有必要嚴格規范控制大直徑高強套筒的性能。

2018年，唐和生等[9]通過建立考慮灌漿缺陷影響的預制混凝土柱有限元模型，分析了循環荷載作用下灌漿缺陷對預制混凝土柱性能的影響，得出以下結論：在彈性階段，單調荷載作用下和循環荷載作用下的灌漿缺陷都對預制混凝土柱的承載力、剛度以及延性影響很小;在塑性階段，單調荷載作用下的灌漿缺陷會降低預制混凝土柱的承載力和延性，循環荷載作用下的灌漿缺陷會導致預制混凝土柱的承載力和延性降低，剛度退化。

3? 結論

目前，國內對裝配式結構連接拼縫的抗震性能研究已經開始重視，但是大多都采用大型構件進行研究，對單個鋼筋接頭在往復荷載作用下的研究不多，希望能夠增加此方面的研究。

參考文獻：

[1] JGJ 355-2015.鋼筋套筒灌漿連接應用技術規程[S]

[2] 余瓊，許志遠，袁煒航，呂西林.兩種因素影響下套筒約束漿錨搭接接頭拉伸試驗[J].哈爾濱工業大學學報，2016（12）：34～42.

[3] 吳東岳.漿錨連接裝配式剪力墻結構抗震性能評價[D].東南大學，2016.

[4] 馬軍衛，潘金龍，蔣蘇童，尹萬云，劉守城.現澆剪力墻裝配整體式框-剪結構抗震性能[J].湖南大學學報（自然科學版），2017（9）：63～71.

[5] 余瓊，孫佳秋，許雪靜，方永青.鋼筋套筒灌漿搭接連接的預制剪力墻抗震試驗[J].同濟大學學報（自然科學版），2018，46（10）：1348～1359+1373.

[6] 章一萍，馮波，熊峰，張川，王雷，隗萍，張春雷，牛金虎.套筒灌漿連接縱筋的預制鋼筋混凝土短柱抗震性能試驗研究[J].建筑結構，2015（15）：81～86.

[7] 李銳，鄭毅敏，趙勇.配置500MPa鋼筋套筒灌漿連接預制混凝土柱抗震性能試驗研究[J].建筑結構學報，2016（5）：255～263.

[8] 趙勇，李銳，王曉鋒，韓超.大直徑高強鋼筋套筒灌漿連接預制柱抗震性能試驗研究[J].土木工程學報，2017（5）：27～35+71.

[9] 唐和生，凌塑奇，王霓.考慮灌漿缺陷的裝配式混凝土柱抗震性能數值模擬[J].建筑結構，2018（23）：33～37+60.

項目支撐：

國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201710081021）。