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3.2受拉连接

3.2.1焊接连接

近来，市场上只出现了可焊接结构钢，符合德国混凝土规范DIN 18800-1的结构钢等级以及无缝钢管和焊接空心钢管也都适合焊接。这意味着预制混凝土建筑的永久承重连接往往采用焊接连接的形式。

钢筋混凝土结构焊接连接的设计、制造和质量控制由DIN 1045-1和DIN EN ISO 17660第1和第2部分“钢筋焊接”确定；第1部分介绍了承压焊接连接，第2部分非承压焊接连接，即仅用于运输和/或安装的焊接连接。后者的一个例子是标准网格，它是用简单的重叠连接制作的。

这里只考虑承重焊接连接。

所有焊接连接(这也适用于非承重连接)只能由符合ISO 9606-1(角焊缝试验)规定的合格焊工生产，并且他们已经完成了钢筋焊接的额外培训。此外，承包商或制造商必须根据ISO 14731雇用一名对钢筋焊接有专门知识的监督人员。

DIN1045-1表12规定了允许的焊接方法。除了剪力连接器的螺柱焊接外，几乎完全用于预制混凝土施工的焊接方法是电弧焊。我们在此将手工电弧焊(E)与保护电弧焊(通常称为金属活性气体(MAG)焊接)区分开来。后者特别适合工厂制造，只能在露天进行时，应在工作周围竖起一个保护帐篷，以防止保护气体被风吹走。

如今也可能是焊接连接，涉及不锈钢等级1.4401和1.4571到DIN EN ISO 10088(可见德国建筑技术研究所批准Z-30.3-6，覆盖不锈钢制造的产品、连接和组件)，并按照DIN EN ISO 17660-1进行。然而，这需要特殊的电极。在设计普通钢和不锈钢连接时，必须考虑两种钢的不同热膨胀性能，以避免约束应力和破坏。当这两种钢在电解液(如水)的存在下接触时，就会发生电偶腐蚀。然而，当钢嵌入混凝土时，水并不是问题。

DIN EN ISO 17660-1提供了关于钢筋之间、钢筋与型钢之间焊接连接的设计和详细信息。基本规则是提供角焊缝(图3.14)和搭接或拼接连接(图3.15)，这些连接应优先于对接连接或T形连接(图3.16)，因为它们更容易生产，且有显著的承载能力储备。

图3.14 符合DIN EN ISO 17660-1沿钢筋或其他钢部件侧面的角焊缝

图3.15符合DIN EN ISO 17660-1承压连接钢筋之间的搭接和拼接连接

（a）贯穿杆件 （b）埋头杆件

在有间隙的地方，角焊缝的尺寸必须随着间隙尺寸的增大而增大。

（c）对接杆件

图3.16 符合DIN EN ISO 17660-1的钢筋端部角焊缝

杆件(T形连接)两端的角焊缝很容易产生误差。对于结构计算的建议(当焊接试验没有结果可用时)是，只有当钢筋通过与钢筋完全相同的承载能力的板(图3.16a和3.17)时，才进行这种角焊缝。该方法基于公司测试，符合[227]。由于结构原因，如在短支承或短柱处，杆件必须用锚板冲洗，则不建议采用图3.16c所示的连接形式。如上所述的测试所示，在某些情况下，这样的连接承受的力小于杆的50%。如图3.16b所示的焊接连接类型可以在不可避免的情况下使用，但除非经过特定的适用性试验证明可以假定完全的承载能力，否则此处节点只能承载杆中75%的载荷。

如图3.16a所示，焊接连接的承载作用是由相对较小的环形焊缝楔入效应引起的。破坏是通过对突出杆的锥体状剪切而发生的，这就是为什么如果可能的话，这个数值不应小于1.0bull;ds。然而，上述试验表明，不需要提供0.4bull;ds的焊缝。相反，一个简单的楔喉大小为a = 7mm是足够的(图3.17)。

如果载荷不是主要是静态的，DIN 1045-1表12规定，受拉钢筋之间的对接只能用闪光焊接(FW)进行。电弧和MAG焊接只适用于受压钢筋，而且只能在一定范围内使用。

梁宽度b=25cm

图3.17 圆形锚板焊接端锚固(按[157])

地震带结构的焊接连接应引起特别的重视。DIN 4149第8.3.5.3条规定，对于假定具有较高延性的任何稳定构件(第2类)，钢筋之间不允许焊接连接。钢结构焊接连接必须符合DIN 4149第9.3.1.3节中规定的填充金属的要求。

预制混凝土施工中的焊接连接通常是基于从预制混凝土构件中伸出的钢筋，这些钢筋或直接焊接在一起，或连接到拼接板上，然后将整个接头现场包裹在混凝土中(见图2.44)。吊杆必须足够长，以允许最小的弯曲，以适应公差。良好的焊工和焊接设备是必不可少的。有关防腐蚀的资料，请参阅第一数据库第2号单张(只有德文版本)。

3.2.2锚固钢板、销钉、螺柱、浇注槽

近年来，钢筋混凝土施工中的固定技术已发展成为一个独立的领域。该技术包括浇铸件，例如槽口、钢轨、焊接头螺柱的板或用带螺纹联接器的带肋钢筋制成的带焊接头螺柱或带尾锚固件，以及膨胀形式的现场紧固件、切边锚固件或粘结锚固件(图3.19和3.20)。

这个主题在《Beton-Kalender》^[230,238]中有自己的章节。因此，这里不会详细讨论它。

欧洲技术规范^[228]越来越多地规范这些铸造部件，使制造商能够创建特定的设计软件，从而简化其固定件的使用。例如，所谓的CCD方法(CCD =混凝土承载力设计)代表了当前设计锚和锚板的标准。对于浇注通道和导轨也有类似的开发^[229]。

在《Beton-Kalender》^[231,238]中可以找到典型的锚槽和轨道，以及预制混凝土组件和立面元素的典型紧固件。

截面1

截面2

平

平面A 平面B

（a）地板墙壁连接点 （b）地板隔板内的连接

图3.18 悬空楼板焊接接头

椎体 膨胀套筒

椎体

（b）

灌浆盒

锚筋

（c）

（a）

图3.19钻孔锚杆实例：（a）控制力扩大锚；（b）底切锚；（c）粘结锚

（a）

（c）

紧固螺栓扣件

竹节钢筋

槽钢

钢板

（b）

焊接

栓钉

图3.20 浇注件实例：（a）槽体；（b）焊头螺柱板；（c）尾锚

3.2.3剪切销钉

在预制混凝土施工中，为了保证直接接触的预制混凝土构件的位置，经常使用剪切销钉。剪钉与两部分接触面相交，必须抵抗接缝处产生的任何剪力。剪切销钉在[232- 234,239]中有详细的论述。

设计的准则是销钉固定点混凝土的压应力和销钉的弯曲。虽然木钉的弯矩可以相对准确地计算出来，但确定混凝土的承载能力，例如借助路基模量，是一个问题。

剪力销钉接头可以通过以下方式破坏（图3.21）

——高支承压力在混凝土（a），

——横截面的开裂（b和c），

——定位销的弯曲。

由于钢的破坏和混凝土的破坏都是可能的，因此应始终进行以下两种分析^[232]。

考虑到钢的塑性储备系数为1.25，计算桩能承受的剪力为：

其中：

——销钉钢的屈服应力

W ——销钉的阻力力矩

a ——力臂

——销钉理论固结深度

一个安全系数=1.75足以使钢失效。考虑到局部剥落的风险，建议选用 = d =销钉直径。所需预埋长度在5d ~ 6d之间；每次使用6d是明智的。

裂纹

裂纹

裂纹

剥落

剥落

图3.21 在剪切测试失败机制^[232]：（a）局部剥落；

（b）不足边距（ / d lt; 8）；（c）不足边距（/ d lt; 8）

混凝土的破坏荷载为：

[kN]

其中：

d——销钉直径

a——用到的施加荷载的杠杆臂（单位：mm）

——DIN 1045-1中的混凝土筒体抗压强度(单位：N/mm²)

建议安全系数为= 3。

根据Rasmussen给出的公式^[232]，假设销钉直径d = 16- 25毫米时A = 0，得到大致相同的结果：

在这种情况下，建议使用= 5的安全系数。

当销钉出口下方的混凝土发生破坏时，可以用直径最小的钢盘来防止。将直径7d的钢盘焊接到销钉上，或在销钉上施加横向压缩力，则混凝土的许用荷载可大致增加一倍。

上述方程的先决条件是一个足够的最小边距和gt; 8 d。仅从结构上考虑，较小的边缘距离不应用于非钢筋混凝土。

在混凝土尺寸较小、销钉剪力较大的情况下，可采用钢筋对混凝土进行加固。钢筋的横截面积可由下式计算：

（59）

其中取自图3.22。

钢筋间距为50毫米，钢筋直径小于8毫米的网格加固已证明是值得的。在这样一个网,五条平行于加载可能被视为有效。另一种选择是，杆直径lt; 12mm的双剪环可以放置在销钉周围，并锚定在力的相反方向(图3.23)。

为总结本节，关于两个有趣的专有剪力榫的信息，它们被作为“剪力荷载连接器”，允许在剪力榫的纵向方向移动(图3.24)。

I型通过模具安装。所述钢筋具有超过其长度一半的沥青涂层，该涂层可防止与混凝土粘结，因此，如果在销钉的末端有空间或可压缩泡沫材料，则允许在纵向方向上移动。

图3.22 式59中的因子值

1. （c）

必要时切断

方形网格，直径5mm杆件间隔50mm布置

有效的垂直杆件

矩形梁或类似截面的循环

（b）

有效的钢筋网

平面型组件端面的循环

图3.23 剪力桩的有效加固形式

图3.24 滑动销子（Speba系统）

（a）A型 （b）B型 （c）C型

图3.25 适用于不同纵向位移程度的剪切连接器系统的类型

II型包括用于钉在模具内部的销钉的套筒;没有必要在模具上钻一个洞来做销钉。脱模后，将销钉插入套筒中，一旦连接完成，则将销钉铸造到相邻构件中。

这种剪切连接器是非常可取的，例如，当轴承或膨胀节被压缩，仍然需要抵抗剪切力时，连接器的纵向运动是必要的。

与此同时，这些专有的“剪切载荷连接器”的开发还在继续，现在它们以图3.25所示的形式出现，具有不同的自由度，并得到了国家技术批准^[231,240]。结合适当的附加钢筋，这些连接件可以用作组件之间的承重连接。

3.2.4螺钉连接器

整个系列的螺钉连接器可用于连接钢筋，特别是传递拉力。然而，大多数的这些产品都是不适合预制混凝土构件之间的连接，因为他们不能弥补任何公差在纵向和横向的方向，或者充其量只能应付最小公差，也因为连接器自己或设备需要安装它们需要太多的空间。然而，这种螺钉连接器对于连接灌浆缝中铺设的松散钢筋或穿过套管，或从预制混凝土构件(所谓的启动棒)中伸出并浇筑到现浇混凝土中的钢筋非常有用。关于下面描述的螺钉连接器的详细信息可以在参考文献^[231]中找到。

近年来，螺钉连接器在预制混凝土施工中得到了广泛的应用。两个预制混凝土构件在螺纹连接方面的装配精度问题已得到缓解，采用的是固定的浇注螺栓系统，通常使用螺钉连接器，以避免穿透模具，并使用具有适当公差选择的浇注部件。根据铸件的尺寸，允许的公差范围在3到8毫米之间。使用该系统，现在可以为承重和非承重详细情况设计柱、梁和墙连接件(参见图2.63至2.68)。

3.2.5运输设备

预制混凝土构件不是在它们的最终位置产生的，因此在设计阶段必须考虑如何以及在什么位置它们可以被提起、转动和运输。固定件的类型、定位和尺寸必须事先计划好，吊装设备也要计划好。对于后者，必须检查可用性。

由于运输固定物对成品结构

资料编号：[3558]