装配整体式混凝土结构钢筋连接技术分析

2018年4月

HenanScienceandTechnology

交通与建筑

装配整体式混凝土结构钢筋连接技术分析

阚博苏洁

（国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心，四川

成都610213）

摘要：装配整体式结构钢筋间的连接是保证钢筋间传力及结构整体性能的关键。本文以装配整体式混凝

土结构钢筋连接技术的专利申请为研究对象，分析装配整体式混凝土结构钢筋连接技术的专利申请现状，总结其技术演变历程。

关键词：装配整体式；钢筋连接；套筒灌浆；约束浆锚中图分类号：TU755.3

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2018）10-0113-02

ReviewAssembledofRebarMonolithicConnectionKANBoSUConcreteTechnologyJie

Structure

of（PatentExaminationCooperationSichuanCenterofthePatentOffice,SIPO，ChengduSichuan610213）

Abstract:tweentechnologytheThebarsconnectionoftheandsteeltheconnectionoverallbetweenperformancethesteelbarsoftheintegraloftheofconcretestructure.theintegralstructureThisstructurepaperisasthetooktheresearchthekeypatenttoensureobject,applicationthetransferanalyzedtheoftheofpatentassemblyforcebe⁃cationappli⁃

technologicalstatusofKeywords:assembledevolutionthesteelprocess.connectiontechnologyoftheassembly-integratedconcretestructure,andsummarizedthestructure；rebarconnection；sleevegrouting；constrainedanchor

1

装配整体式混凝土结构概况

强微膨胀灌浆料，1.2.4

套筒灌浆连接。向预装就位的套筒内灌注高

即可完成钢筋间的连接。高强灌浆材1.1预制混凝土结构分类

料的高强性和无收缩性，可保证其与套筒内壁及钢筋表

根据装配式混凝土建筑装配化程度，可将装配式结面的粘结摩擦及咬合强度，使钢筋间应力有效传递。可构分两大类：①预制装配式，其全部构件在工厂进行批量分为接头两端均灌浆连接钢筋的套筒全灌浆连接，以及

生产再现场拼装，各构件间采用有效连接形式形成整体接头一端灌浆、另一端用其他方式连接钢筋的套筒半灌或性能可靠的节点；②装配整体式，其主要承重构件采用浆连接。

预制构件，现场后浇混凝土、水泥基灌浆料成整体［1］。

旋状等粗糙预留孔，1.2.5

约束浆锚连接。将钢筋插入内壁为波纹或螺

孔内壁加强以提高钢筋搭接连接性1.2.11.2装配整体式混凝土结构的钢筋连接方式分类

通过与孔洞连

的热量使钢筋受热熔化，焊接连接。利用电弧放电、再施加压力使熔融态钢筋锻在气体燃烧等产生

能，当钢筋在孔中伸入至设定搭接长度时，通的灌浆孔排气孔向孔道内灌注微膨胀性水泥基灌浆一起，钢筋冷却后形成可靠连接。

料，实现钢筋间可靠传力的连接［1］。

现钢筋的力传递。常用接头类型有套筒挤压接头、1.2.2机械连接。通过连贯于两根钢筋间的套筒实锥螺2专利技术发展状况分析纹接头、镦粗直螺纹接头、滚轧直螺纹接头。1.2.3

搭接连接。依靠搭接区段内钢筋与混凝土的

2.1

全球范围内装配整体式混凝土结构钢筋连接技术专专利申请量年度趋势

粘结锚固传递钢筋应力。

利申请量呈上升趋势，包括4个阶段。

收稿日期：2018-03-05

作者简介：阚博（1990—），女，硕士，研究方向：建筑结构；苏洁（1989—），女，硕士，研究方向：建筑结构（等同第一作者）。

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装配整体式混凝土结构钢筋连接技术分析

第4期

第一阶段是1994年以前，年专利不超过5件，属技术领先地位，日本位于地震带，其预制结构经历了多次地震萌芽期。早在1971年就出现了第一项关于装配整体式考验，也由此积累了大量工程经验，设立了更精细的建筑混凝土结构钢筋连接技术的专利，但直至1994年，全球标准。从专利区域分析也可看出，日本位列技术来源国，申请量才开始逐渐上升。

这与他整体工业化发展水平和市场需求情况相匹配。

第二阶段是1994—2004年，申请量有较明显的增长并在2004年达到申请量峰值。究其原因，20世纪末期欧2.3

在技术发展过程中，核心专利申请

有重要价值的10篇核心专利申洲各国结合时代发展需要，对预制建筑提出可持续发展请日期均早于2010年，最早的核心专利是1972年的的要求，将“建筑工业化”作为21世纪建筑发展的趋势；US3952468法国政府自1978年成立预制构件建筑协会（ACC）制定建式混凝土结构钢筋连接技术最早起源于美国。日本所拥A和1975年的DE2522018A1，表明装配整体筑模数协调规则并在实施中发现问题后，适时提出了构有的高质量核心专利数量最多，共5篇，申请日大都处于造体系，建筑技术和建筑功能样式实现多样化；美国继其在20世纪中后期成立预制/预应力混凝土协会（PCI）出版接、1994机械连接、—1998年，约束浆锚连接，覆盖了套筒全灌浆连接、可见日本在套筒半灌浆连1994—2004年相应设计手册后，1997年又颁布了《统一建筑规范》这一全球技术发展期对装配整体式混凝土结构钢筋连接（UBC-97）；20世纪90年代日本提出了“环境友好可持续技术的发展作出了较大贡献。中国后续也在机械连接技

新型住宅”的跨世纪住宅寿命目标，其预制结构在1995术方面取得了进步。从引证频次看，核心专利中被引证年神户地震中表现出良好的抗震性能；世界各国对预制次混凝土技术的重视和推广是推动技术增长的重要动力。

JPH09189097A数排前三的分别是JPS637453A（32次第三阶段是2004—2010年，申请量处平稳发展阶日本的专利占据较核心位置，（31次）、US3952468A而且套筒全灌浆连接和机（24次），可见美国和）、段。这是因装配整体式混凝土结构钢筋连接技术的创新械连接是目前研究最为广泛的2个方向。从同族国家情难度大，而且经济发展使高层、大体量建筑成为主要建设况来看，核心专利申请的同族国家主要集中在日美中英，这几个国家对装配整体式混凝土结构有较大市场需求，对象，工程技术人员对装配整体式混凝土结构的整体性申请人也较注重对这几个国家的市场布局。从技术内容能有疑虑，这对结构形式单一、构件跨度小、设计标准难看，2篇引用频次最高的专利涉及套筒全灌浆连接，5篇统一的装配整体式混凝土结构的发展形成了阻碍。

涉及机械连接，涉及约束浆锚连接、套筒半灌浆连接的专第四阶段是2010年至今，特别是2014年开始年专利利各1篇，套筒全灌浆连接和机械连接领域所拥有的核申请量保持在70件左右呈震荡式变化，进入了技术成熟期心专利最多，引用频次也较高，说明这两种连接方法是过且维持着良好的增长势头。随着全球范围内对绿色建筑节去很长时间该领域的主流方法与热点研究领域。

能减排的需求，以及各国各具特色的装配整体式混凝土结构建筑体系的形成，装配整体式混凝土结构钢筋连接技术3结语

的产业需求加大，各国对新技术研发及知识产权的重视程随着对绿色建筑节能减排要求的不断提高，人工成度有较大提升，直接影响了全球专利申请态势的走向。

本的急遽攀高，建筑产业对装配整体式混凝土结构的需2.2求越发迫切，装配整体式结构的应用也越发广泛，而且装不论是技术来源还是目标市场，技术原创国、目标市场国区域分布

中国都以较大优势配整体式结构钢筋之间的连接是保证钢筋间传力及结构位居第一，表明目前中国对装配整体式混凝土结构需求整体性能的关键，不同连接形式对项目总造价和工期都巨大，研究力度也迅速提高。这是由于中国基础建设起有直接影响。现有技术中已经提出了干式连接和灌浆连步相对较晚，2010年开始人工成本逐步增加；2008年中接2种基本思路，并在上述2种思路下发展了较多成熟成国汶川大地震后房屋快速建造需求增加，大批从业人员功的技术方案，搭接、焊接、机械连接、套筒灌浆连接及约接受了能统一工业化水准、缩短建造周期的装配整体式束浆锚连接等都是目前重要且广泛推广的钢筋连接技结构；中国相继出台政策对建筑工业化生产持鼓励态度术。近年的研究热点也体现出逐步向更优化的机械连接、套筒灌浆连接和约束浆锚连接转移的特点。此外，其发展并提出了具体要求。上述原因综合导致装配整体式混凝与新材料、新方法的结合或许也是进一步的发展方向。

土结构和影响钢筋间传力及结构整体性能的关键、直接影响工程总造价及工期的钢筋连接技术，成了国内建筑参考文献：

从业人员的热点研究方向。

［1］张伟.装配整体式混凝土结构钢筋连接技术研究［D］.由于第二次世界大战大规模的战后重建需求急增，西安：长安大学，2015.

导致欧洲成了预制建筑的发源和主要推广地；发展背景［2］徐巍，张鹏，魏方勇，等.钢筋套筒灌浆连接技术在装配与欧洲相同的日本预制装配式结构技术在亚洲一直处于

整体式混凝土结构中的应用［J］.施工技术，2014（12）：567-569.