PC建筑结构有几种连接方式？

装配式混凝土建筑结构，根据连接方式不同，分为“装配整体式混凝土结构”和“全装配式混凝土结构”。

（1）装配整体式混凝土结构

装配整体式混凝土结构的定义是：“由预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接，并与现场后浇混凝土、水泥及灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。”

简言之，装配整体式混凝土结构的连接以“湿连接”为主要方式。

装配整体式混凝土结构具有较好的整体性和抗震性。目前，大多数多层和全部高层PC建筑都是装配整体式混凝土结构，有抗震要求的低层装配式建筑也多是装配整体式混凝土结构。

（2）全装配式混凝土结构

全装配式混凝土结构的PC构件靠干法连接（如螺栓连接、焊接等）形成整体。预制钢筋混凝土柱单层厂房就属于全装配式混凝土结构。国外很多低层建筑和多层建筑采用全装配式混凝土结构。在抗震设防要求不高的地区也有小高层（十几层）建筑采用全装配式混凝土结构的。

（3）等同原理

等同原理：通过采用可靠的连接技术和必要的结构与构造措施，使装配整体式混凝土结构与现浇混凝土结构的效能基本等同。

等同原理不是一个严谨的科学原理，而是一个技术目标。柱梁结构体系大体上实现了这个目标，剪力墙结构体系还有距离。比如，建筑最大适用高度降低、边缘构件现浇等规定，在技术效果上尚未达到等同。

（4）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。装配式混凝土结构的连接方式详见图1-1。

1）套筒灌浆连接。套筒灌浆连接是装配整体式结构最主要、最成熟的连接方式，美国人1970年发明套筒灌浆技术，至今已经有40多年的历史。套筒灌浆连接技术发明初期就在美国夏威夷一座38层建筑中应用，而后在欧美、亚洲得到广泛应用，目前在日本应用最多，用于很多超高层建筑，最高建筑200多米高。日本的套筒灌浆连接的PC建筑经历过地震的考验。

图1-1 装配式混凝土结构连接一览表

套筒灌浆连接的工作原理是：将需要连接的带肋钢筋插入金属套筒内“对接”，在套筒内注入高强早强且有微膨胀特性的灌浆料，灌浆料在套筒筒壁与钢筋之间形成较大的正向应力，在钢筋带肋的粗糙表面产生较大的摩擦力，由此得以传递钢筋的轴向力，见图1-2、图1-3和图1-4。

我们以现场柱子连接为例介绍套筒灌浆的工作原理。

下面柱子（现浇和预制都可以）伸出钢筋（见图1_-5），上面预制柱与下面柱伸出的钢筋对应的位置埋置了套筒，预制柱子的钢筋插入到套筒上部一半位置，套筒下部一半空间预留给下面柱子的钢筋插入。预制柱子套筒对准下面柱子伸出的钢筋安装，使下面柱子的钢筋插入套筒，与预制柱子的钢筋形成对接（见图1-6）。然后通过套筒灌浆口注入灌浆料，使套筒内注满灌浆料。

套筒连接是对现行混凝土结构规范的“越线”，全部钢筋都在同一截面连接，这违背了规范关于钢筋接头同一截面不大于50%的规定。但由于这种连接方式经过了试验和工程实践的验证，特别是超高层建筑经历过地震的考验，是可靠的连接方式。

图1-2 套筒灌浆料原理图

图1-3 套筒灌浆作业原理图

图1-4 套筒灌浆实物样品

图1-5 下面柱子伸出的钢筋

图1-6 上面柱子对应下面柱子钢筋位置是套筒

2）浆锚搭接连接。浆锚搭接的工作原理是：将需要连接的带肋钢筋插入预制构件的预留孔道里，预留孔道内壁是螺旋形的。钢筋插入孔道后，在孔道内注入高强早强且有微膨胀特性的灌浆料，锚固住插入钢筋。在孔道旁边，是预埋在构件中的受力钢筋，插入孔道的钢筋与之“搭接”。这种情况属于有距离搭接。

浆锚搭接有两种方式：一是浆锚孔用金属波纹管，见图1-7；二是两根搭接的钢筋外圈有螺旋钢筋，它们共同被螺旋筋所约束，见图1-8。

浆锚搭接方式，预留孔道的内壁是螺旋形的，其成型方式有两种：一是预埋金属波纹管做内模，不用抽出，此方法简便易行，欧洲标准也有相关规定。二是埋置螺旋的金属内模，构件达到强度后旋出内模。金属内模方式，在旋出内模时容易造成孔壁损坏，也比较费工，不如金属波纹管方式简单可靠。国家标准《装标》规定，采用金属波纹管以外的方式需试验验证。浆锚搭接还有一种方式，孔在下方，钢筋在上部，不是安装后灌浆，而是孔内灌浆后插入钢筋，此方法欧洲标准中也有，但我国规范中没有，详见图1-9。

图1-7 波纹管浆锚搭接示意图

1—连接钢筋 2—插筋3—波纹管 4—管孔

图1-8 环形箍筋浆锚搭接示意图

1—连接钢筋 2—箍筋 3—插筋4—空腔 5—注浆孔 6—出浆孔

图1-9 孔内灌浆后安装示意图

3）叠合连接。叠合连接是预制板（梁）与现浇混凝土叠合的连接方式，将构件分成预制和现浇两部分，通过现浇部分与其他构件结合成整体。包括：叠合楼板、叠合梁、双面叠合剪力墙板等，见图1-10～图1-13。

图1-10 叠合楼板简图

图1-11 叠合楼板

图1-12 叠合梁施工安装图

图1-13 双面叠合剪力墙板施工安装示意图

a）楼层位置连接（与现浇墙连接） b）楼层位置连接（与叠合墙连接）(www.xing528.com)

1—预制墙板 2—现浇剪力墙 3—竖向连接筋 4—现浇楼板 5—预制底板 6—后浇混凝土叠合层 7—连接内钢筋

4）后浇混凝土连接。后浇混凝土的钢筋连接方式有：搭接、焊接、套筒注胶连接、套筒机械连接、锚环连接、软索与钢筋销连接等，见图1-14、图1-15。

图1-14 套筒机械连接

图1-15 锚环连接

a）墙板连接立面图b）墙板连接断面图1—预制墙板2—钢筋3—带螺纹的预埋件4—连接锚环

钢丝绳加钢筋销连接是欧洲常见的连接方法，用于墙板与墙板之间后浇区竖缝构造连接。相邻墙板在连接处伸出钢丝绳索套交汇，中间插入竖向钢筋，然后浇筑混凝土，见图1-16、图1-17。

图1-16 钢丝绳索套加钢筋销连接原理

图1-17 钢丝绳索套加钢筋销连接实例

预埋伸出钢丝绳索套比出筋方便，适于自动化生产线，现场安装简单，作为构造连接，是非常简便的连接方式，目前国内规范对这种连接方式尚未有规定，见图1-18。

5）预制混凝土构件与后浇混凝土连接面的粗糙面和键槽构造。

①粗糙面。对于压光面（如叠合板、叠合梁表面）在混凝土初凝前“拉毛”形成粗糙面，见图1-19。

图1-18钢丝绳索套

图1-19 预应力叠合板压光面处理粗糙面

对于模具面（如梁端、柱端表面），可在模具上涂刷缓凝剂，拆模后用水冲洗未凝固的水泥浆，露出集料，形成粗糙面，见图1-20。

②键槽。键槽是靠模具凸凹成形的。图1-21是日本PC柱子底部的键槽。

图1-20 缓凝剂处理的叠合梁粗糙面

图1-21 日本PC柱底键槽

在欧洲，预应力空心楼板侧面，为了增加板的抗剪性能，既有粗糙面，又有键槽，详见图1-22。

6）螺栓连接。螺栓连接是用螺栓和预埋件将预制构件与预制构件或预制构件与主体结构进行连接。前面介绍的套筒灌浆连接、浆锚搭接连接、后浇筑连接和钢丝绳索套加钢筋销连接都属于湿连接。螺栓连接属于干连接。

螺栓连接是全装配式混凝土结构的主要连接方式，可以连接结构柱梁。非抗震设计或低抗震设防烈度设计的低层或多层建筑，当采用全装配混凝土结构时，可用螺栓连接主体结构。

图1-23是欧洲一座全装配式混凝土框架结构建筑，柱梁体系都是用螺栓连接。图1-24是螺栓连接柱子示意图。图1-25是螺栓连接墙板示意图。图1-26是美国凤凰城图书馆螺栓连接柱子的细部图，螺栓连接构造示意图见图1-27。

图1-22 楼板侧面粗糙面+键槽

图1-23 螺栓连接的框架结构全装配式建筑

图1-24 螺栓连接柱子示意图

图1-25 螺栓连接墙板示意图

图1-26 美国凤凰城图书馆—预制柱采用螺栓连接

图1-27 螺栓连接构造示意图

1—螺栓孔 2—螺栓 3—安装孔

7）焊接连接。焊接连接方式是在预制混凝土构件中预埋钢板，构件之间如钢结构一样用焊接方式连接。与螺栓连接一样，焊接方式在装配整体式混凝土结构中，仅用于非结构构件的连接。在全装配结构中，可用于结构构件的连接。

欧洲装配式混凝土建筑楼板之间、楼板与梁之间会用到焊接连接形式，欧洲标准也有相应规定，见图1-28。

图1-28 焊接连接

a）外墙板与梁的连接 b）楼板与梁的连接

焊接连接节点设计需要进行预埋件锚固设计和焊缝设计，须符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）中关于预埋件及连接件的规定、《钢结构设计规范》（GB50017—2003）和《钢结构焊接规范》（GB50661—2011）的有关规定。