将预制构件断开的钢筋通过特制的钢套筒进行对接连接,钢筋与套筒内腔之间填充无收缩、高强度灌浆料,形成钢筋套筒灌浆连接,其连接构造见图2-3。不连续钢筋之间通过灌浆料、钢套筒进行应力传递;在钢筋不连续断面,钢套筒则需承担该截面全部应力;钢套筒对灌浆料形成有效约束,进一步提高了灌浆料与钢筋、钢套筒之间的粘结性能。
套筒作为钢筋连接器,最早于20世纪60年代后期由Alfred A.Yee发明,经过不断改良,研发出了成熟的套筒产品,且在发展过程中逐渐形成了全灌浆套筒与半灌浆套筒两种主要产品形式(图2-4)。套筒早期形式即为全灌浆套筒,套筒两端不连续钢筋均需插入套筒内并通过灌浆实现钢筋连接;半灌浆套筒为后期形成的套筒形式,套筒一端钢筋(一般为预埋钢筋)采用螺纹与套筒连接,另一端钢筋(伸出预制构件表面的不连续钢筋)则仍然采用灌浆锚固于套筒内,半灌浆套筒可进一步缩短套筒长度,且便于构件预制过程中套筒在模板中的定位。
图2-4 套筒产品形式示例(www.daowen.com)
目前国内外代表性的套筒产品主要有美国LENTON®INTERLOK半灌浆套筒、日本NMB全灌浆套筒、日本东京铁钢灌浆套筒、中国台湾润泰全灌浆套筒、深圳现代营造“砼的”半灌浆套筒及北京建茂JM半灌浆套筒。除北京建茂采用机械加工成型外,其他套筒均采用球墨铸铁铸造成型。由于各家套筒产品的原材料、加工工艺、表面形状与内腔结构等方面的差异,各自形成了相应的产品标准,并要求采用与各自套筒相配套的专用灌浆料。由于套筒材料特殊性、加工工艺复杂性及产品专用性,套筒及配套灌浆料的产品价格较高,应用于工程中将明显增加造成成本,从而在一定程度上制约了其应用与发展。
《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1—2014)、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ 355—2015)等对钢筋套筒灌浆连接做出了详细规定,归纳如下:①接头应满足《钢筋机械连接技术规程》(JGJ 107—2010)中Ⅰ级接头的性能要求;②适用于各种受荷条件的构件中直径为12~40 mm的受力钢筋连接,钢筋应采用热轧带肋钢筋;③灌浆料1 d、3 d、28 d抗压强度分别至少为35 MPa、60 MPa和85 MPa,其他性能要求见JGJ 355—2015表3.1.3-1;④钢筋插入灌浆套筒的锚固长度应符合灌浆套筒参数要求,按照目前套筒产品参数统计,锚固长度一般为6~8d(d为钢筋直径)。
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