裝配整體式建筑免套筒超高性能混凝土新型連接技術

來源：上海建工科技創新平臺

在我國建筑業轉型升級的大背景下，中央持續出臺政策大力推廣裝配整體式建筑，其發展已成為全社會的共識并上升為國家戰略。裝配整體式建筑結構安全性的關鍵在于預制構件間的有效連接，而現有的灌漿套筒連接方式存在施工要求高、檢測手段復雜、梁柱節點處鋼筋重疊沖突難以安裝、施工效率低等問題，限制了裝配式建筑技術的推廣。

免套筒超高性能混凝土新型連接技術

為此，上海建工二建集團、上海建工房產公司聯合上海理工大學、河南工業大學以新型預制構件節點連接方式為研究重點，將超高性能混凝土應用于預制構件的連接，實現鋼筋直錨短搭接的免套筒新型高效連接技術，助力裝配整體式建筑產業化發展。

免套筒超高性能混凝土新型連接技術

科研創新 技術突破

上海建工二建集團從材料、界面、構件、結構等多個層次開展了一系列研究。

開展試驗研究

一、 黏結性能和預制構件節點力學性能研究

研究團隊進行了超高性能混凝土中的鋼筋中心拉拔試驗，得出用于測定超高性能混凝土與高強鋼筋黏結強度的中心拉拔試件的鋼筋錨固長度為4d，而實際工程中鋼筋搭接長度為10d時，與現澆砼結構規范規定的鋼筋錨固長度等效，具有足夠的安全儲備，可完全滿足承載和抗震需求。得益于超高性能混凝土的高強高韌特性，研究團隊發明了基于超高性能砼的鋼筋直錨短搭接高效連接技術，為裝配式建筑節點連接提供了一種新的方法。

免套筒超高性能混凝土新型連接技術

為進一步驗證直錨短搭接高效連接技術在結構中的實際效果和力學表現，研究團隊開展了基于超高性能混凝土連接的預制梁受彎性能試驗、預制柱抗震性能試驗、裝配式框架節點抗震性能試驗等。結果顯示，鋼筋搭接長度為10d時，超高性能混凝土連接的預制構件和預制節點已具有與現澆混凝土結構相同水平的力學性能和抗震能力。

二、 框架結構和剪力墻結構力學性能研究

裝配式單榀框架室內抗震性能試驗觀測了結構塑性鉸和裂縫的發展規律、結構承載能力、層間位移、滯回曲線、鋼筋應變等，試驗表明，超高性能混凝土連接的裝配式框架結構實現了強柱弱梁、強節點弱構件的設計目標，與現澆框架結構具有同等水平的位移變形能力和耗能能力。框架結構體系現場靜載試驗通過現場9級加載和3級卸載試驗，檢驗預制現澆整體梁、板構件的豎向變形和受力性能，觀測顯示，結構在設計荷載下的變形能夠很好地滿足適用性和安全性檢驗要求。

單榀框架室內抗震性能試驗

框架結構體系現場靜載試驗

研究團隊還進行了超高性能混凝土連接的剪力墻試驗，低周試驗結果表明，鋼筋直錨短搭接與超高性能混凝土結合的新型連接技術能夠有效傳遞鋼筋應力，采用新型連接技術的裝配式剪力墻結構承載力高于同條件的現澆剪力墻結構。

三、 形成裝配整體式建筑新型結構體系

研究團隊發明了梁柱構件預制和節點后澆超高性能混凝土、梁柱構件預制節點預制和后澆超高性能混凝土接縫兩種新型體系。兩種體系的受力性能均達到或優于現澆結構，且符合強柱弱梁、強節點弱構件的設計要求。新型體系突破了常規構造，節點處鋼筋用量節約70%，安裝工效提高約60%。

梁柱構件預制節點預制和后澆超高性能混凝土接縫結構體系

梁柱構件預制節點預制和后澆超高性能混凝土接縫結構體系

四、 研制定型化模具和臨時支撐體系

研究團隊研制了一套適用于梁柱節點、柱柱節點澆筑的無支撐定型化模具，拼接拆卸快速靈活，可翻轉使用300次以上，工作效率提升超30%，節省材料10%，節省勞動力超20%。

適用于裝配整體式建筑的工具式可調節臨時支撐體系一并得以研發，包括預制柱和梁柱節點的可調節臨時固定裝置、預制節點的盤扣臨時支撐、工具式定型化獨立支撐等。工具式可調節臨時支撐體系搭設便捷高效，適用性強，增大了樓板下方施工空間，提高了施工速度。

工具式可調節臨時支撐體系

成功應用 助力發展

金山楓涇海玥瀜庭商品房項目采用了梁柱構件預制節點預制和后澆超高性能混凝土的裝配整體式建筑新型結構體系，連接采用鋼筋直錨短搭接技術配以超高性能混凝土后澆的免套筒高效連接技術，實現了裝配式框架結構5天一層的極高效率，有效降低了設計與施工難度。

金山楓涇海玥瀜庭商品房項目

去年11月，二建集團攜相關成果參加了2019年上海國際城市與建筑博覽會，得到了領導們的積極點評與肯定。同時，項目核心研究成果已申請專利30余項，并獲得2019年上海市技術發明獎二等獎，應用前景廣泛。上海建工二建集團將進一步深耕裝配整體式建筑領域，力爭不斷取得新的技術突破，推動行業高質量高效率發展。

二建集團展臺