装配整体式建筑免套筒超高性能混凝土新型连接技术

来源：上海建工科技创新平台

在我国建筑业转型升级的大背景下，中央持续出台政策大力推广装配整体式建筑，其发展已成为全社会的共识并上升为国家战略。装配整体式建筑结构安全性的关键在于预制构件间的有效连接，而现有的灌浆套筒连接方式存在施工要求高、检测手段复杂、梁柱节点处钢筋重叠冲突难以安装、施工效率低等问题，限制了装配式建筑技术的推广。

免套筒超高性能混凝土新型连接技术

为此，上海建工二建集团、上海建工房产公司联合上海理工大学、河南工业大学以新型预制构件节点连接方式为研究重点，将超高性能混凝土应用于预制构件的连接，实现钢筋直锚短搭接的免套筒新型高效连接技术，助力装配整体式建筑产业化发展。

免套筒超高性能混凝土新型连接技术

科研创新 技术突破

上海建工二建集团从材料、界面、构件、结构等多个层次开展了一系列研究。

开展试验研究

一、 黏结性能和预制构件节点力学性能研究

研究团队进行了超高性能混凝土中的钢筋中心拉拔试验，得出用于测定超高性能混凝土与高强钢筋黏结强度的中心拉拔试件的钢筋锚固长度为4d，而实际工程中钢筋搭接长度为10d时，与现浇砼结构规范规定的钢筋锚固长度等效，具有足够的安全储备，可完全满足承载和抗震需求。得益于超高性能混凝土的高强高韧特性，研究团队发明了基于超高性能砼的钢筋直锚短搭接高效连接技术，为装配式建筑节点连接提供了一种新的方法。

免套筒超高性能混凝土新型连接技术

为进一步验证直锚短搭接高效连接技术在结构中的实际效果和力学表现，研究团队开展了基于超高性能混凝土连接的预制梁受弯性能试验、预制柱抗震性能试验、装配式框架节点抗震性能试验等。结果显示，钢筋搭接长度为10d时，超高性能混凝土连接的预制构件和预制节点已具有与现浇混凝土结构相同水平的力学性能和抗震能力。

二、 框架结构和剪力墙结构力学性能研究

装配式单榀框架室内抗震性能试验观测了结构塑性铰和裂缝的发展规律、结构承载能力、层间位移、滞回曲线、钢筋应变等，试验表明，超高性能混凝土连接的装配式框架结构实现了强柱弱梁、强节点弱构件的设计目标，与现浇框架结构具有同等水平的位移变形能力和耗能能力。框架结构体系现场静载试验通过现场9级加载和3级卸载试验，检验预制现浇整体梁、板构件的竖向变形和受力性能，观测显示，结构在设计荷载下的变形能够很好地满足适用性和安全性检验要求。

单榀框架室内抗震性能试验

框架结构体系现场静载试验

研究团队还进行了超高性能混凝土连接的剪力墙试验，低周试验结果表明，钢筋直锚短搭接与超高性能混凝土结合的新型连接技术能够有效传递钢筋应力，采用新型连接技术的装配式剪力墙结构承载力高于同条件的现浇剪力墙结构。

三、 形成装配整体式建筑新型结构体系

研究团队发明了梁柱构件预制和节点后浇超高性能混凝土、梁柱构件预制节点预制和后浇超高性能混凝土接缝两种新型体系。两种体系的受力性能均达到或优于现浇结构，且符合强柱弱梁、强节点弱构件的设计要求。新型体系突破了常规构造，节点处钢筋用量节约70%，安装工效提高约60%。

梁柱构件预制节点预制和后浇超高性能混凝土接缝结构体系

梁柱构件预制节点预制和后浇超高性能混凝土接缝结构体系

四、 研制定型化模具和临时支撑体系

研究团队研制了一套适用于梁柱节点、柱柱节点浇筑的无支撑定型化模具，拼接拆卸快速灵活，可翻转使用300次以上，工作效率提升超30%，节省材料10%，节省劳动力超20%。

适用于装配整体式建筑的工具式可调节临时支撑体系一并得以研发，包括预制柱和梁柱节点的可调节临时固定装置、预制节点的盘扣临时支撑、工具式定型化独立支撑等。工具式可调节临时支撑体系搭设便捷高效，适用性强，增大了楼板下方施工空间，提高了施工速度。

工具式可调节临时支撑体系

成功应用 助力发展

金山枫泾海玥瀜庭商品房项目采用了梁柱构件预制节点预制和后浇超高性能混凝土的装配整体式建筑新型结构体系，连接采用钢筋直锚短搭接技术配以超高性能混凝土后浇的免套筒高效连接技术，实现了装配式框架结构5天一层的极高效率，有效降低了设计与施工难度。

金山枫泾海玥瀜庭商品房项目

去年11月，二建集团携相关成果参加了2019年上海国际城市与建筑博览会，得到了领导们的积极点评与肯定。同时，项目核心研究成果已申请专利30余项，并获得2019年上海市技术发明奖二等奖，应用前景广泛。上海建工二建集团将进一步深耕装配整体式建筑领域，力争不断取得新的技术突破，推动行业高质量高效率发展。

二建集团展台