借鉴约束浆锚连接，同样可在金属波纹管浆锚连接接头外周设置螺旋箍筋，通过螺旋箍筋对局部混凝土的围箍作用，形成约束金属波纹管浆锚连接。影响约束金属波纹管浆锚连接接头搭接性能的主要因素包括钢筋直径、搭接长度、螺旋箍筋规格、混凝土强度等级等，为探讨各参数对其性能的影响规律，进行了系列约束金属波纹管浆锚连接接头的搭接性能试验。

试件设计详图见图2-11，试件截面尺寸为150 mm×120 mm，混凝土强度等级考虑C30、C40两种，浆锚钢筋与预埋钢筋强度等级为HRB400，钢筋直径考虑了10 mm、12 mm、14 mm、16 mm与18 mm多种情况，搭接长度ll则按照三级抗震基本锚固长度laE的0.8倍、1.0倍与1.2倍确定，螺旋箍筋强度等级为HPB300，直径考虑了4 mm、6 mm两种规格，s为螺旋箍筋螺距，考虑了50 mm、75 mm与100 mm三种情况，d为波纹管外径40 mm，D为螺旋箍筋内径，具体数值则根据浆锚钢筋直径与波纹管外径之和适当放大，并按5 mm模数取值。另外，对于ϕ16、ϕ18较粗的钢筋，仅考虑C40混凝土的情况。每种参数组合的试件做3个，共计360个试件。

图2-11　约束浆锚钢筋搭接性能试验试件设计详图

试件C30、C40混凝土实测立方体抗压强度为34 MPa、43 MPa，BY（S）-40灌浆料实测棱柱体抗压强度为65 MPa，钢筋材料性能见表2-6。

表2-6　约束浆锚搭接性能试验钢筋材料性能详表

鉴于前一批次搭接性能试验中存在的试件安装困难、试件无约束导致钢筋弯折及偏心增大等问题，本次试验专门设计了钢结构加载工装（图2-12）。试件可直接摆放在钢盒中，在试件侧面与钢盒之间设置聚四氟乙烯板，以减小试件与钢盒之间的摩擦力，两侧端板作为加载千斤顶及钢筋锚具的支座，并于中部附近开槽以便于钢筋的穿越，张拉端的端板通过螺栓连接在钢盒上，可改变位置，从而适应试件长度的变化。

图2-12　约束浆锚钢筋搭接性能试验工装

试件主要有钢筋拉断与钢筋滑移两种破坏形式，典型的破坏照片见图2-13。对于10 mm与12 mm直径钢筋试件（各规格90个试件），试验破坏时均在钢筋母材处断裂，没有滑移破坏。在加载过程中，钢筋屈服前混凝土表面开裂现象轻微，甚至没有开裂；破坏后试件混凝土块体保持较完整状态，少部分构件有掉角等情况。对于14 mm直径钢筋试件（90个试件），混凝土强度等级为C30的试件破坏时全部断于钢筋母材，而混凝土强度等级为C40的试件中，有3个发生滑移破坏，试验极限荷载和钢筋实测极限荷载十分接近。对于16 mm直径钢筋试件，约1/3发生滑移破坏。对于18 mm直径钢筋试件，则大部分发生滑移破坏。各试件的最终破坏情况见表2-7。

图2-13　约束浆锚钢筋搭接性能试验试件破坏形态

表2-7　约束浆锚钢筋搭接性能试验试验结果详表1

续表2-7

注：1.对于钢筋拉断试件，本表仅给出搭接长度最小的试件试验结果；
2.部分滑移，是指相同试件有的发生钢筋拉断，有的发生钢筋滑移；
3.接头抗拉强度与连接钢筋的极限强度标准值（HRB400钢筋为540 MPa）的比值不小于1.1，即试验试件极限应力不小于594 MPa，则满足JGJ 107—2010中的Ⅰ级接头及满足ACI 318中Type 1类单向拉伸强度要求。(www.daowen.com)

钢筋拉断的试件破坏时，靠近张拉端混凝土均会形成横向贯通裂缝，分析认为是由于搭接钢筋在此截面的不连续导致的，且与钢筋直径直接相关，表现在钢筋直径越大，横向开裂越严重；靠近锚固端的角部混凝土多数发生崩裂或出现纵向劈裂裂缝，而张拉端该现象则不明显，分析认为这主要是由于加载工装构造引起的，靠近锚固端钢筋伸出混凝土试件较短，相同偏心距影响下，钢筋弯折程度更大，因而，间接增大了钢筋偏心受拉导致的侧向拉力，导致混凝土拉裂或劈裂，且该现象与钢筋直径及搭接长度有关，表现为钢筋直径越大、搭接长度越长，混凝土掉角与破碎情况越严重；箍筋配置对其受力性能影响则不是很明显，说明对于钢筋拉断试件，其性能主要由钢筋直径与搭接长度决定，但对于混凝土构件的损伤程度影响明显，从图2-14可以看出，箍筋配置越高，试件混凝土裂缝越少且角部混凝土崩落程度越轻微。

图2-14　箍筋螺距对混凝土损伤程度影响

钢筋拔出的试件破坏时，靠近张拉端混凝土同样会形成横向裂缝；均是预埋钢筋被拔出，且在靠近预埋钢筋的侧面出现贯通的纵向劈裂裂缝[图2-15（a）]，表明由于金属波纹管的有力约束作用，浆锚钢筋的锚固性能优于预埋钢筋，而预埋钢筋由于与金属波纹管绑扎在一起，其混凝土握裹不充分，形成了搭接接头的薄弱部位；螺旋箍筋构造对钢筋拔出试件的性能有明显影响，表现在搭接钢筋规格相同时，箍筋直径越大、间距越小，滑移发生时的荷载越高，即其承载力得到提高。

图2-15　滑移破坏试件细部破坏照片

无论是钢筋拉断还是钢筋拔出的试件，钢筋均能达到屈服，且随着钢筋直径的增大，试件端部混凝土掉角或破碎情况均更为严重。因此，限制金属波纹管浆锚连接所适用的钢筋直径或要求在较大直径钢筋浆锚连接接头范围内适当配置横向钢筋是有必要的。

另外，由于制作误差，试验存在不可避免的离散性，如表2-7中所示，对于16 mm钢筋，相同ϕ6@100箍筋配置条件，0.8laE搭接长度试件表现较1.0laE搭接长度试件表现更好，但此情况仅为个例，不致影响整个试验数据规律性。同时，从图2-14（b）可以发现，螺旋箍筋端头须有水平段，且应按规范要求设置至少一圈半，才能在此关键部位发挥其对混凝土约束裂缝开展的有利作用，试验中由于未注意到这一点，造成混凝土破坏情况较为严重，亦充分体现了箍筋的约束作用。

为保证约束金属波纹管浆锚连接接头搭接性能的可靠性，根据试验统计结果表2-8给出了试验涉及的各种条件下螺旋箍筋配置建议。

表2-8　螺旋箍筋配置建议

续表2-8

注：箍筋螺距一栏中，“/”表示根据试验结果，不得采用该规格搭接连接。

为便于实际工程应用，将试验结果推广至更为普遍的情况，对于采用约束金属波纹管浆锚连接的钢筋，其直径限定在18 mm及以下，其各种抗震等级条件下的箍筋配置建议见表2-9，该表已被江苏省工程建设地方标准《装配整体式混凝土剪力墙结构技术规程》（DGJ 32/TJ 125—2016）采用。

表2-9　约束金属波纹管浆锚连接用螺旋箍筋选用表