裝配式結(jié)構(gòu)鋼筋連接抗震性能研究進(jìn)展

李德鑫　王寧

摘? ? 要：近年來，國(guó)家對(duì)發(fā)展裝配式結(jié)構(gòu)的重視程度不斷的增加，該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來越多。為了在國(guó)內(nèi)各個(gè)省市推廣，對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)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(yīng)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(duì)于這些連接方式在非地震作用下的力學(xué)性能研究已經(jīng)相對(duì)較豐富，而其在地震作用下的力學(xué)性能研究還相對(duì)較少。如果要在地震區(qū)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(jié)了包括剪力墻、預(yù)制柱在內(nèi)的兩種結(jié)構(gòu)體系豎向鋼筋連接的抗震性能研究進(jìn)展，以期為這方面的研究工作提供參考。

關(guān)鍵詞：套筒搭接;剪力墻;預(yù)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(jìn)展

鋼筋套筒灌漿技術(shù)逐漸被國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范所采納[1]，并廣泛應(yīng)用在框架、剪力墻結(jié)構(gòu)上。近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)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(xiàn)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(shí)產(chǎn)權(quán)的套筒灌漿錨搭接接頭，并通過拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)了其工作性能，實(shí)驗(yàn)得出：相同的鋼筋，套筒外的鋼筋發(fā)生拉斷破壞的試件，隨著搭接長(zhǎng)度的增加，套筒對(duì)于自身的橫向約束減弱;而鋼筋與灌漿料滑移并發(fā)生破壞的試件，隨著鋼筋直徑的增加，套筒對(duì)于自身的橫向約束增強(qiáng)。

同年，吳東岳[3]選用我國(guó)具有廣泛應(yīng)用前景的漿錨連接預(yù)制剪力墻，討論了漿錨連接預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法，得出以下成果：改進(jìn)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(shè)置強(qiáng)壁約束箍和長(zhǎng)鋼筋搭接長(zhǎng)度，可有效連接漿錨段的縱向鋼筋;提出了一種計(jì)算帶孔鋼漿錨連接預(yù)制剪力墻抗彎承載力的新方法;通過數(shù)值模擬，研究了空間結(jié)構(gòu)模型中的內(nèi)力分布和混凝土損傷規(guī)律，進(jìn)一步揭示了空間結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)力分布特征和破壞規(guī)律，為試驗(yàn)提供了較為可靠的補(bǔ)充計(jì)算結(jié)果。

2017年，馬軍衛(wèi)等[4]通過對(duì)2榀1/2比例兩層兩跨混凝土框-剪結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)，試驗(yàn)中試件的框架裝配結(jié)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(yīng)力的結(jié)論，并提出建議：在工程實(shí)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(xié)同受力。

2018年，余瓊等[5]在保證搭接套筒中鋼筋發(fā)生拉斷而接頭不發(fā)生破壞的前提下，對(duì)兩種套筒搭接方式節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)，通過對(duì)比試驗(yàn)測(cè)得的破壞形態(tài)、開裂荷載、位移角、延性、剛度等性能，提出一種新型構(gòu)造方法澆筑的預(yù)制剪力墻，即可以很好的滿足抗震要求，相比于現(xiàn)澆墻，有較好的極限變形能力，但延性和剛性相對(duì)欠佳。

2? 鋼筋不同連接方式下裝配式鋼筋混凝土預(yù)制柱抗震性能研究進(jìn)展

近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于裝配式預(yù)制柱，在往復(fù)作用下的連接性能研究主要包括：

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

2016年，李銳等[7]通過對(duì)縱筋和箍筋均為500MPa的6個(gè)鋼筋套筒灌漿連接預(yù)制混凝土柱和2個(gè)現(xiàn)澆混凝土柱進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn)，研究并分析了軸壓比、配箍形式和灌漿料強(qiáng)度對(duì)預(yù)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(qiáng)，其中軸壓比較小的預(yù)制柱，滯回曲線出現(xiàn)捏縮，塑性良好，隨著軸壓比的增大，結(jié)合面發(fā)生更多的滑移，耗能能力降低;并提出如下建議：對(duì)于軸壓比較大的預(yù)制柱宜采用全長(zhǎng)加密配箍，并防止混凝土保護(hù)層剝落。

2017年，趙勇等[8]通過對(duì)6個(gè)配置的縱筋和箍筋均為500MPa級(jí)高強(qiáng)鋼筋的截面尺寸為600×600mm的鋼筋套筒灌漿連接預(yù)制混凝土柱進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn)，對(duì)比分析軸壓比、縱筋直徑和配箍形式對(duì)其抗震性能的影響，得出：軸壓比為0.50的預(yù)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(yù)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(xiàn)捏縮，耗能能力相對(duì)較低。因而有必要嚴(yán)格規(guī)范控制大直徑高強(qiáng)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(yù)制混凝土柱有限元模型，分析了循環(huán)荷載作用下灌漿缺陷對(duì)預(yù)制混凝土柱性能的影響，得出以下結(jié)論：在彈性階段，單調(diào)荷載作用下和循環(huán)荷載作用下的灌漿缺陷都對(duì)預(yù)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(diào)荷載作用下的灌漿缺陷會(huì)降低預(yù)制混凝土柱的承載力和延性，循環(huán)荷載作用下的灌漿缺陷會(huì)導(dǎo)致預(yù)制混凝土柱的承載力和延性降低，剛度退化。

3? 結(jié)論

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)連接拼縫的抗震性能研究已經(jīng)開始重視，但是大多都采用大型構(gòu)件進(jìn)行研究，對(duì)單個(gè)鋼筋接頭在往復(fù)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(xiàn)：

[1] JGJ 355-2015.鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]

[2] 余瓊，許志遠(yuǎn)，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(yàn)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（12）：34～42.

[3] 吳東岳.漿錨連接裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià)[D].東南大學(xué)，2016.

[4] 馬軍衛(wèi)，潘金龍，蔣蘇童，尹萬云，劉守城.現(xiàn)澆剪力墻裝配整體式框-剪結(jié)構(gòu)抗震性能[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)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(yù)制剪力墻抗震試驗(yàn)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)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(yù)制鋼筋混凝土短柱抗震性能試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2015（15）：81～86.

[7] 李銳，鄭毅敏，趙勇.配置500MPa鋼筋套筒灌漿連接預(yù)制混凝土柱抗震性能試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2016（5）：255～263.

[8] 趙勇，李銳，王曉鋒，韓超.大直徑高強(qiáng)鋼筋套筒灌漿連接預(yù)制柱抗震性能試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，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(shù)值模擬[J].建筑結(jié)構(gòu)，2018（23）：33～37+60.

項(xiàng)目支撐：

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201710081021）。