同济大学、北科天院教师团队多项技术助力建筑绿色低碳发展

我国建筑行业的可持续发展越来越受到重视。碳达峰、碳中和是国家的一个战略性发展规划和要求，也推动了建筑行业绿色建造的发展。预制装配式建筑符合绿色建造的要求，因此住房城建部和各级政府的大力推动预制装配式建筑发展。装配式建筑作为一种高效、环保的建筑方式，正逐渐成为行业发展的新趋势，装配式建筑领域也迎来了技术创新。

传统预制构件的竖向向连接接头形式

预制装配式结构中，构件的竖向连接接头是关键环节，目前应用最广泛的是套筒灌浆(对接)接头，为对接传力机理，其薄弱环节为套筒中部，为形成强约束，套筒最小内径与连接钢筋直径差约为10mm-15mm，施工误差为毫米级，施工不便，套筒口径小，灌浆不易密实，如图1所示，灌浆料强度要高(C80)，最大骨料粒径需小于2.36mm，套筒内需刻痕处理，接头造价高，且预制剪力墙一般暗柱为现浇，墙身为预制，装配率低。

图1 传统灌浆套筒存在的缺陷

新型APC接头应运而生

针对传统套筒灌浆(对接)接头技术缺陷，同济大学土木工程学院余琼教授开发了新型APC接头，APC (All vertical members precasted in concrete structures)接头为套筒灌浆搭接接头。新型接头两搭接钢筋对套筒作用力相反，具有互锁效应，如图2所示。套筒即为普通钢管，内壁无需刻痕处理，孔径大，施工方便，灌浆易密实，灌浆料的最大粒径可控制在4.75mm内，强度可采用C60，成本低，由于套筒口径大，竖向构件可实现全预制，预制率高。I型和II型APC接头具有自锁效应，套筒中两搭接钢筋受力方向相反，对套筒及灌浆料产生的力相互抵消，套筒及灌浆料所受的力小，套筒中部纵向受压。

图2 APC接头传力路径示意图

新型APC接头优势与工程应用

同济大学余琼教授研发的新型接头具有施工方便、成本低、预制率高、灌浆易密实等优势，APC接头连接技术缓解了传统套筒灌浆建筑施工造价成本高昂的压力，解决了当前社会劳动力短缺难题，可有效缩短施工工期、降低建造成本，有效提高了装配式框架、剪力墙结构施工效率，同时实现绿色施工及减少现场湿作业的工序，保证主体施工质量，满足国家现行建筑行业装配式建筑快速发展的要求。

目前APC接头已经在上海嘉北郊野公园项目和上海恒大项目中得到了应用，采用APC接头的预制构件在施工现场拼装，减少现场湿作业，施工现场噪音小，废物及废水排放少，施工环境好，减少建筑垃圾的产生，符合绿色环保的城市发展理念。

未来展望

未来余琼教授团队将继续深入开发装配式建筑构件连接技术，并加强学术交流合作。其中与北京科技大学天津学院城市建设学院孙佳秋老师联合开发了基于 MATLAB 平台的装配式部件设计施工一体化 BIM 建模分析方法，解决了采用传统软件设计装配式构建套筒存在的精度差、装配位置不精确、无法进行冲突检测等导致的效率低的问题;与郭佳老师合作开发的预应力钢筋套筒灌浆搭接接头，解决了大尺寸套筒约束能力弱的问题;与李敏老师，王邵臻老师合作的开发的智能套筒技术，有望实现智能和全周期的套筒内灌浆料质量检测。