构件预埋件连接设计及构件间连接构造

装配式钢筋混凝土结构除了单个构件的设计之外，还必须进行构件间的连接构造设计。这是由于各种构件只有通过彼此间可靠的连接构造，才能使厂房结构成为一个整体。同时，构件的连接构造关系到构件设计时的计算简图，也关系到施工质量及施工进度。因此，连接构造设计是保证构件可靠传力及保证结构整体性的重要环节。

1）预埋件设计

预埋件的类型和数量较多，耗钢量较大，在设计中应予以足够重视。

（1）预埋件的构造要求

预埋件由锚板和锚筋组成。受力预埋件的锚板，宜采用Q235级钢，受力预埋件的锚筋应采用HPB300级或HRB400级钢筋，严禁采用冷加工钢筋，以免产生脆断现象。预埋件的受力直锚筋不宜少于4根，且不宜多于4排；其直径不宜小于8mm，且不宜大于25mm。受剪预埋件的直锚筋，可采用2根。预埋件的锚筋应位于构件的外层主筋内侧。

直锚筋与锚板应采用T 形焊。当锚筋直径不大于20mm 时，宜采用压力埋弧焊；当锚筋直径大于20mm 时，宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于6mm，且对300Mpa级钢筋，不宜小于0.5d；对其他钢筋不宜小于0.6d。当锚筋为HPB300级钢筋时，对于受力预埋件，其端头需加弯钩。

锚板厚度应根据受力情况确定，锚板的厚度宜大于锚筋直径的0.6倍。受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚应大于b／8（b为锚筋间距，图14-92）；锚筋中心至锚板边缘的距离不应小于2d 及20mm。对于受拉和受弯预埋件，其锚筋的间距b、b1 和锚筋至构件边缘的距离c、c1，均不应小于3d及45mm；对受剪预埋件，其锚筋的间距b及b1 不应大于300mm，且b1 不应小于6d 和70mm，锚筋至构件边缘的距离c1 不应小于6d 及70mm，b、c不应小于3d 及45mm。当预埋件受拉、弯、剪三种力的复合作用时，应同时满足上述各项要求。

受拉直锚筋和弯折锚筋的锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度la，当锚筋采用HPB300级钢筋时，尚应设置弯钩。当无法满足锚固长度的要求时，应采取其他有效的锚固措施。受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15d（d 为锚筋直径）。

（2）预埋件的计算

由锚板和对称配置的直锚筋所组成的受力预埋件（图14-92），其锚筋的总截面面积As可按下列公式计算。

图14-92 由锚板和直锚筋组成的预埋件

①当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，取下列两个公式计算值的较大值：

②当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，并取其中的较大值：

当M＜0.4 Nz时，取M-0.4 Nz=0。

式中 V——剪力设计值；

N——法向拉力或法向压力设计值，法向压力设计值应符合N≤0.5fcA，此处，A 为锚板的面积；

M——弯矩设计值；

αr——锚筋层数的影响系数，当钢筋按等间距配置时，二层取1.0，三层取0.9，四层取0.85；

αv——锚筋的受剪承载力系数，按公式（14-55）计算，当αv＞0.7时，取αv=0.7；

d——锚筋直径（mm）；

z——沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离；

αb——锚板的弯曲变形折减系数，按公式（14-56）计算。

公式（14-51）～公式（14-54）中的αv、αb 按下列公式计算：

式中 t——锚板厚度。

③由锚板和对称配置的弯折钢筋与直锚筋共同承受剪力的预埋件（图14-93），其弯折锚筋与钢板间的夹角，不宜小于15°，且不宜大于45°。弯折锚筋的截面面积Asb应按下列公式计算：(www.xing528.com)

当直锚筋按构造要求设置时，取As=0。

图14-93 弯折锚筋

2）主要构件的连接构造

（1）屋架与柱头的连接

在单层厂房中，屋架与柱头的连接有两种形式，一种是采用柱顶和屋架端部的预埋件进行电焊的方式（图14-94a）；另一种是考虑到屋架安装后不能及时进行电焊的施工情况，采用柱顶预埋螺栓作为屋架就位时的临时固定措施（图14-94b）。后者预埋件加工比较麻烦，且屋架吊装就位时，螺栓易与屋架碰撞。

柱与屋架连接处的预埋件承受由屋架传来的垂直压力。排架柱顶的水平剪力则由连接焊缝传递。

图14-94 柱与屋架的连接

（2）吊车梁与柱的连接

厂房柱子承受由吊车梁传来的竖向及水平荷载。因此，吊车梁与柱在垂直方向及水平方向都应有可靠的连接。吊车梁的竖向压力通过吊车梁梁底支承板与牛腿顶面预埋件连接钢板来传递。当吊车吨位大于30t时，为了安装调整方便，并使竖向压力传递明确，宜在梁底设置厚度不小于10mm、宽度较梁底大60mm 的垫板。吊车梁的水平力主要通过吊车梁顶面预埋件与柱子预埋件间的连接钢板（或角钢）来传递。此外，为了改善吊车梁支点在水平荷载作用下的受力条件，梁、柱间宜用C20混凝土填实。

（3）抗风柱与屋架的连接

抗风柱柱顶在水平方向应与屋架上弦有可靠的连接，以保证能有效地通过屋盖系统把水平风荷载传给纵向排架；而在竖向应允许屋架和抗风柱有相对的竖向位移，以防止厂房与抗风柱沉降不均匀时产生不利影响。因此，屋架和抗风柱，一般采用竖向可以移动、水平方向又具有一定刚度的弹簧板连接，如图14-95和图14-96a所示，并在屋架下弦底与抗风柱下柱顶面之间留有大于150mm 的空隙。若厂房沉降较大时，则宜采用图14-96b所示的螺栓连接方式。

（4）柱与连系梁的连接

位于厂房外墙或内部隔墙内的连系梁（过梁），有时需承受梁以上部分的墙体重，将该部分墙重先通过连系梁传给柱子，再传至基础。这种承重的连系梁与柱的连接需有可靠的传力性能，如采用钢筋混凝土牛腿来支承连系梁，会增加柱的制作上的困难，所以往往采用钢牛腿。图14-97表示连系梁支承于钢牛腿上的连接构造。

设置在内列柱柱顶处或其他部位的纵向连系梁，有时候也需采用钢牛腿连接，但这种牛腿的受力很小，不需要计算。

图14-95 抗风柱与屋架上、下弦的连接

图14-96 抗风柱与屋架上弦的连接

（5）柱间支撑与柱的连接

柱间支撑是单层厂房结构中用以承受山墙传来的风荷载、吊车梁传来的纵向水平制动力以及纵向水平地震作用的主要构件，对保证单层厂房结构的纵向刚度和空间整体性有重要影响，它一般由型钢构成。较小截面柱的柱间支撑（如阶形柱的上柱柱间支撑），布置在上柱截面形心轴线上，其上下节点分别在上柱柱顶和上柱根部附近；较大截面柱的柱间支撑（如下柱柱间支撑），布置在下柱截面翼缘部分的形心轴线上，其上下节点分别在牛腿顶面和基础顶面附近（图14-98）。

图14-97 连系梁支承于钢牛腿上的构造

图14-98 柱与柱间支撑的连接