装配式混凝土建筑PC构件的连接方式说课讲解

1、第三章第三章 第一节第一节 预制构件预制构件(yzh (yzh gujin)gujin)的连接方式的连接方式 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(gngjn)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. 焊接连接第一页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接连接认识(rn shi)灌浆套筒（全灌浆套筒）：第二页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接连接 认识(

2、rn shi)灌浆套筒（半灌浆套筒）：第三页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接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(yzh gujin)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。第四页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gung

3、jing)jing)连接连接灌浆套筒灌浆料： 灌浆料是以水泥为基本原料，配以适当的细集料、混凝土外加剂和其他材料组成的干混料，加水搅拌(jiobn)后具有良好的流动性、早强、高强、微膨胀等特性，填充于套筒与带肋钢筋间隙内。 检测项目检测项目性能指标性能指标流动度/mm初始30030min260抗压强度/Mpa1d353d6028d85竖向自由膨胀率24h与3h差值0.20.5氯离子含量0.03第五页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接连接 连接套筒包括全灌浆套筒和半灌浆套筒两种形式。 全灌浆套筒：两端均采用(ciyng)灌浆方式与钢筋连接； 半灌

4、浆套筒：一端采用(ciyng)灌浆方式与钢筋连接，而另一端采用(ciyng)非灌浆方式与钢筋连接（通常采用(ciyng)螺纹连接）。（a）全灌浆(gungjing)套筒（b）半灌浆套筒第六页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接连接-全灌全灌浆浆(gung(gungjing)jing)套筒套筒第七页，共57页。1. 1. 套筒灌浆连接套筒灌浆连接(linji)-(linji)-全灌浆套全灌浆套筒构造筒构造全灌浆(gungjing)套筒剖面图第八页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接全灌浆连接全灌浆(g

5、ung(gungjing)jing)套筒套筒第九页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接半灌浆连接半灌浆(gung(gungjing)jing)套筒套筒第十页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接半灌浆连接半灌浆(gung(gungjing)jing)套筒套筒第十一页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接半灌浆连接半灌浆(gung(gungjing)jing)套筒套筒半灌浆半灌浆(gungjing)套筒剖面图套筒剖面图第十二页，共57页。1. 1. 套筒灌浆

6、套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接半灌连接半灌浆浆(gung(gungjing)jing)套筒套筒第十三页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接连接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(jizh)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。 第十四页，共57页。1. 1. 套筒灌浆套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接连接套筒灌浆(gungjing)连接的原理： 全灌浆套筒连接(linji)原理半灌浆套筒连接原

7、理第十五页，共57页。1.1.灌浆套筒连接灌浆套筒连接(linji)(linji)应用举例应用举例1.钢筋(gngjn)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(gngjn)的连接。2. 也可用于叠合梁等后浇部位的纵向钢筋(gngjn)连接。 灌浆(gungjing)套筒在装配式结构中的应用第十六页，共57页。 灌浆(gungjing)套筒在装配式结构中的应用-柱1.1.灌浆套筒连接应用灌浆套筒连接应用(yngyng)(yngyng)举例举例第十七页，共57页。1.1.灌浆套筒连接灌浆套筒连接(linji)(linji)应用举例应用举例第十八页，共57页。连接套筒1.

8、1.灌浆灌浆(gung(gungjing)jing)套筒连接应用举套筒连接应用举例例第十九页，共57页。1.1.灌浆灌浆(gung(gungjing)jing)套筒连接应用举例套筒连接应用举例第二十页，共57页。 灌浆套筒在装配式结构(jigu)中的应用剪力墙1.1.灌浆套筒连接灌浆套筒连接(linji)(linji)应用举例应用举例第二十一页，共57页。 灌浆(gungjing)套筒在装配式结构中的应用-剪力墙1.1.灌浆灌浆(gung(gungjing)jing)套筒连接应用举例套筒连接应用举例第二十二页，共57页。1.1.灌浆灌浆(gung(gungjing)jing)套筒连接应用举套筒

9、连接应用举例例第二十三页，共57页。236006001AA12A-A图 预制剪力墙竖向分布钢筋连接构造示意(shy)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 灌浆(gungjing)套筒在装配式结构中的应用剪力墙1.1.灌浆灌浆(gung(gungjing)jing)套筒连接应用举套筒连接应用举例例第二十四页，共57页。 灌浆(gungjing)套筒在装配式结构中的应用叠合梁1.1.灌浆套筒连接应用灌浆套筒连接应用(yngyng)(yngyng)举例举例第二十五页，共57页。1. 1. 钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)套筒灌浆连接的要求套筒灌浆连接的要求u 在装配整体式混凝

10、土结构中，套筒灌浆连接主要用于墙、柱重要竖向连接构件(gujin)中的同截面钢筋连接，其连接性能应满足钢筋机械连接技术规程JGJ 107-2010 中的级接头的要求。u套筒灌浆连接施工应采用由接头型式检验确定的匹配灌浆套筒、灌浆料，灌浆套筒、灌浆料经检验合格后方可使用。第二十六页，共57页。1. 1. 钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)套筒灌浆连接的要求套筒灌浆连接的要求u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(jnxng)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。第二十七页，共57页。28 钢

11、 筋 套 筒 灌 浆 钢 筋 套 筒 灌 浆(gungjing)连接连接应用技术规程规定应用技术规程规定连接只能断于钢筋。连接只能断于钢筋。断于钢筋断于钢筋(gngjn)断于接头断于接头(ji tu)钢筋拉脱钢筋拉脱1. 1. 钢筋套筒灌浆连接的要求钢筋套筒灌浆连接的要求第二十八页，共57页。1. 1. 钢筋套筒灌浆连接钢筋套筒灌浆连接(linji)(linji)的要求的要求u 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：u 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；u 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(zhji)规格，且不宜小

12、于灌浆套筒规定的连接钢筋规格一级以上；u 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第二十九页，共57页。1. 1. 钢筋套筒灌浆钢筋套筒灌浆(gung(gungjing)jing)连接的连接的要求要求第三十页，共57页。2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接认识浆锚搭接(d ji)连接第三十一页，共57页。2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接浆锚搭接连接是指在预制混凝土构件(gujin)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

13、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。第三十二页，共57页。2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连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(gujin)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。第三十三页，共57页。2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)

14、(d ji)连接连接 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(xi b)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。约束(yush)浆锚连接的原理： 第三十四页，共57页。2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接浆锚搭接灌浆(gungjing)料： 灌浆(gungjing)料是以水泥为基本原料，其性能应符合下表的规定。 检测项目检测项目性能指标性能指标流动度/mm初始20030min150抗压强度/Mpa1d353d5528d

15、80竖向自由膨胀率24h与3h差值0.020.5氯离子含量0.06第三十五页，共57页。2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接 在预制构件中有螺旋箍筋约束的孔道中进行搭接(d ji)的技术，称为钢筋约束浆锚搭接(d ji)连接。 第三十六页，共57页。 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(xngchng)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(xngchng)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。 另外(ln wi)比较成熟的还有金属

16、波纹管浆锚搭接连接技术。 2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接第三十七页，共57页。预制内墙板间竖向钢筋的金属(jnsh)波纹管浆锚搭接连接2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接第三十八页，共57页。预制(y zh)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. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接第三十九页，共57页。2. 2. 浆锚搭接浆锚搭接(d ji)(d ji)连接连接 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

17、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(linji)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(linji)钢筋，应进行力学性能以及适用性的试验验证。第四十页，共57页。2. 2. 浆锚搭接连接浆锚搭接连接(linji)(linji)的要求的要求 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(god)大于12m或超过三层时，不宜使用浆锚搭接连接。 在多层框架结

18、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。第四十一页，共57页。2. 2. 浆锚搭接连接浆锚搭接连接(linji)(linji)的要求的要求装配式混凝土结构设计规程对浆锚连接(linji)的规定： 试验验证：是指需要验证的项目必须经过(jnggu)相关部门组织的专家论证或鉴定后方可使用 第四十二页，共57页。两种钢筋连接方式两种钢筋连接方式(fngsh)(fngsh)的比较的比较 相比较而言，钢筋套筒灌浆连接技术更加成熟，适用于较大直径钢筋的连接；广泛应用于装配式混凝土结构中剪力墙、柱等纵向受力钢筋的连接。 钢筋浆锚搭接连接适用于较小直径的钢筋（d20mm）的连接，连接长度(chn

19、gd)较大，不适用于直接承受动力荷载构件的受力钢筋连接。第四十三页，共57页。3.3.后浇混凝土连接后浇混凝土连接(linji)(linji) 后浇混凝土是指预制构件安装(nzhung)后在预制构件连接区域或叠合层现场浇注的混凝土。后浇混凝土的概念(ginin)： 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。 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。第四十四页，共57页。3.3.后浇混凝土连接后浇混凝土连接(linji)(linji)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

20、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(zhyo)包括：机械螺纹套筒连接、钢筋搭接、钢筋焊接等。 第四十五页，共57页。3.3.后浇混凝土连接后浇混凝土连接(linji)(linji)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(nngl)。平面、粗糙面和键槽面混凝土抗剪能力(nngl)的比例为1 : 1.6 : 3，即粗糙面抗剪能力(nngl)是平面的1.6倍，键槽面是平面的3倍 第四十六页，共57页。47图图6.5.56.5.5梁端键槽构造梁端键槽构造(guzo)(guzo)示意示意1-1-键槽；键槽；2-2-梁端面梁端面第四十七页，共57页。3.3.后浇混凝土连接后浇混凝土连接(linji)(linji) 装配式混凝土结构设计规程中的相关(xinggun)规定： 第四十八页，共57页。3.3.后浇混凝土连接后浇混凝土连接(linji)(linji) 装配式混凝土结构设计规程中的相关(xinggun)规定： 第四十九页，共57页。3.3.后浇