预制装配式建筑的技术关键在于连接

引言

装配式建筑在实际过程中不仅面临不同种类的构件之间的连接，还面临不同材性构件部品之间的连接，也存在主体和装修之间的接口连接，还有设备专业在装配式建筑下面临的新挑战。

本篇作为序列一，主要介绍混凝土构件之间的连接。

欧洲的预制混凝土结构连接件生产商在这方面已经有成熟的产品和体系，下面就带大家了解一下。

哈芬集团（HALFEN）

德国哈芬公司于1929年创建于杜塞尔多夫，经过近一个世纪的不断发展，哈芬可为客户提供诸多产品系列如：混凝土锚固系统、幕墙支撑系统、钢筋增强及连接系统、混凝土预制构件、框架装配件系统和吊装系统。

作为老牌的德国预制混凝土结构连接件生产商，哈芬在住宅工业化、产业化的领域，有很多值得推广和借鉴的产品。

哈芬槽

作为哈芬的核心产品之一，哈芬槽甚至经常会被用来称呼所有的槽式预埋件。

产品特点

哈芬槽式埋件体积小、重量轻、承载能力高，它最大特点就是可调节性，这也是预制装配构件在安装使用中非常重要的一点。

应用及安装方式

在德国，哈芬槽式预埋件的连接应用被纳入图集，成为设计师的信手拈来的应用方式。其应用方式有很多种，典型应用有：

▲预制的墙体与板或梁的连接

▲预制墙体间的连接

哈芬槽式埋件安装时使用T形螺栓即可满足固定要求，且上下左右均可调节，免去现场焊接，与原板式预埋件相比缩短了安装工期，用在幕墙上的哈芬埋件一般是HTA、HZA系列。

哈芬槽式埋件采用一条C形槽钢以及两个以上布置在槽钢背面的锚固钉或栓固钉组成，制作成品（图1）。

▲图1 哈芬槽式埋件成品

C形槽钢内使用泡沫填充物或条形填充材料，能够防止混凝土或杂物进入槽钢内，在浇筑混凝土前放入设计部位，将槽钢背面的锚固钉与梁钢筋绑扎，外沿混凝土表面齐平，再浇筑混凝土，完成后效果如图2所示。待主体结构施工完毕、安装幕墙时，将C形槽钢内泡沫填充物取出，放入专用T形螺栓（图3）。使用相配的螺母、垫圈固定角钢，安装幕墙龙骨（图4）。 

▲图2 浇筑混凝土后的槽钢

▲图3 取出泡沫填充物后外观效果

▲图4 安装效果

应用案例 

总高度为492米的上海环球金融中心目前是上海第二高、世界第七高的建筑（2013年）。这栋建筑于2008年8月28日开业。在上海的美国建筑公司科恩佩德森福克斯（Kohn Pedersen Fox）和华东建筑设计研究所有限公司接受委托设计这个工程。哈芬为这个项目供应了HTA型槽钢。

上海环球金融中心的外墙、结构和静态系统都设计成模块化系统。模块化系统每13层重复一次。这种方法使得哈芬HTA型槽钢能够完全发挥效用。除了极佳的可调整性，哈芬槽钢还节省了相当多的施工时间。造就了极高的施工速度以及随之而来的成本降低。

哈芬FPA墙板锚固件

产品特点

哈芬墙板锚固件可以快速方便地将混凝土外墙板安装至混凝土结构或钢结构框架上。其应用于混凝土板的外挂，可以通过预埋槽或者锚栓跟主体结构进行连接。所有的预安装都可以在地面进行，只通过简单的吊装和很少的人力就可完成完美的安装。

应用案例

法国马赛La Marseillaise办公大楼使用的此产品。La Marseillaise大楼高135米，楼面净面积为39560平方米。立面由3850个独立的UHPFRC（超高性能纤维增强混凝土）遮阳结构组成，共使用了16000平方米的玻璃板。该项目大量使用了HALFEN FPA系统为安装提供便利，所有遮阳板安装完成仅花了不到8个月时间。

佩克集团（Peikko）

佩克（Peikko）公司成立于1965年，是一家从事制造混凝土连接件的芬兰外企，致力于混凝土结构的连接和加固技术以及薄楼板复合梁结构的技术。产品包括柱脚连接座、Delta组合梁、加固预埋板等20余种。

佩克柱脚连接座

佩克HPKM、PPKM和PEC柱脚连接座是紧固件产品，可容许预制柱间或预制柱与基础间的弯矩刚性延伸和连接。

使用柱脚连接座和连接螺栓，可把柱子上所有的力传递到承载结构上。预制柱被固定到预埋在底部结构中的锚固连接螺栓上；连接固定是通过锚固螺栓上的螺母和垫片来实现。也可以把柱子安装在正确高度水平和竖向铅垂位置。在安装后柱底和下部结构之间的接缝，要尽可能快的灌浆。之后，连接部件和灌浆层将象钢筋混凝土结构一样共同工作。

▲柱子连接中的柱脚连接座和连接锚固螺栓

柱脚连接座数量的多少依赖于柱子的尺寸、柱子的受力、混凝土等级和使用的柱脚连接座的类型。通常4个柱脚连接座就可足够产生弯矩刚性连接。

▲预制过程柱脚连接座的安装

现场预制柱的安装：

- 安装水平：螺母顶面，或者在柱底放置钢板来实现；

- 梅花扳手拧紧螺栓后，吊机可从柱子上脱钩；

- 安装必须要根据安装计划进行。

- 接缝灌浆：无收缩类型；灌浆强度必须至少是柱子所需混凝土等级的70%。

▲现场预制柱的安装

▲应用实例图

佩克Delta组合钢梁

Delta组合钢梁是一种中空钢-混凝土组合梁，是由钢板焊接而成，在梁的腹板两边留有圆孔。在现场安装后，要由混凝土完全填满浇注。

Delta组合钢梁起到组合梁的作用：或者通过与空心楼板的组合；或者通过与薄壳型叠合楼板组合，再用现浇的方法。

Delta组合钢梁能够具有达到R120的防火等级而不需要额外的防火措施。

▲组合钢梁

应用方式

用Delta钢制组合梁同预制楼板结合在一起，可达到最好的效果，它能允许框架柱网的空间达到12mx12m和8mx16m。Delta钢制组合梁可方便快捷地和其它构件安装在一起，构成轻型结构；每层高度可节约高达500mm，使用Delta钢制组合梁能够减少无效建筑空间，从而实现节能效应。Delta钢制组合梁，最理想是应用于办公楼、学校、医院、行政大楼和停车场等。

▲Delta组合钢梁同薄壳型叠合板和空心楼板

Delta钢制组合梁也能和现浇混凝土楼板一起使用，在此情况下应该使用直梁，而不是起拱梁；楼板底模应该和组合梁底板下面齐平。在长跨情况下，Delta钢制组合梁也能选择安放在混凝土楼板的下表面。

Delta钢制组合梁也可在现浇建筑施工中，使建造薄楼层系统变得可能。

▲Delta梁同轻质混凝土预制构件及现浇楼板

德国乔达（JORDAHL）

JORDAHL公司于1907年在德国柏林创立，业务范围涵盖了混凝土、钢筋、重型加固件及更多。JORDAHL®产品（如锚固钢槽）已成为结构工程发展的里程碑。公司的产品组合包括大约18,000种产品，可为建筑施工、隧道、土木工程项目、体育场馆及基础设施项目和框架系统等应用提供合适的解决方案。大多数产品都拥有欧洲技术认可(ETA)或一般的建筑认证。

JORDAHL®JVB-V连接件

产品特点

JORDAHL®JVB-V连接件是连接预制混凝土构件（如柱和墙）的理想选择。结合JORDAHL®锚固通道和螺钉，它们形成了理想的紧固解决方案。它安装快速简便，在施工条件下无需现场焊接，不需要固定混凝土零件，无需灌浆砂浆即可使用。通过自由可调节性灵活地对准预制混凝土部件，通过可调节刀片补偿建筑公差。

▲JORDAHL®JVB-V连接件应用

学习国外经验，融入本国特色

预制混凝土构件连接件种类繁多，应用数量大，应用范围广。目前国内并没有形成相关标准，因此工程应用设计参数不统一，设计选用不确定性大，且缺乏统一的检验标准，导致预制构件连接件在使用过程中存在着较多问题。国家和相关企业目前已经着手研究相关课题，编制相关标准。

我们的行业和企业在充分实验研究后，应该多编制一些欧洲的预制混凝土结构连接件生产商这样的产品手册和软件工具方便设计者选用。

▲哈芬集团产品手册及应用手册

▲哈芬软件，可以帮助客户获得精确的尺寸和选择正确的产品组合。

▲佩克集团产品手册及应用手册

▲佩克集团应用软件

▲德国乔达产品手册

▲乔达提供免费设计辅助软件，提供包括对规划过程至关重要的所有信息。

通过总结现有工程应用经验，对照参考国外相关标准，我们一定也制定出适合我国国情的预制构件连接件的产品标准与工程标准。