費(fèi)小爽

（沈陽建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110168）

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的21世紀(jì)，建筑業(yè)以快速的發(fā)展成為我國主要的經(jīng)濟(jì)組成部分。與此同時(shí)，資源消耗加快、環(huán)境污染嚴(yán)重、勞動(dòng)力短缺等一系列問題漸漸暴露在人們眼前[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建筑能耗中，因?yàn)橥鈮?dǎo)致的能源消耗占總體能耗的比例高達(dá)一半以上[2]，所以要解決建筑能耗，提高建筑節(jié)能，首先就要解決外墻保溫的問題。

目前，在我國住宅產(chǎn)業(yè)化中，最常見墻體保溫有以下三種形式，包括外墻內(nèi)保溫、外墻外保溫和夾心保溫三種。三者間主要區(qū)別在于保溫板相對(duì)于墻體的位置；外墻外保溫對(duì)保溫材料的耐久性和耐火性要求較高，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)空鼓開裂，滲水脫落等問題；外墻內(nèi)保溫墻體會(huì)占用室內(nèi)使用空間，而且在梁、柱等節(jié)點(diǎn)位置無法保溫，會(huì)造成冷熱橋產(chǎn)生；夾心保溫墻板是由內(nèi)葉墻板、外葉墻板、保溫層以及連接三者的連接件組成，這種新型墻體可以很好地保護(hù)保溫材料，使其與結(jié)構(gòu)主體同壽命，是一種集承重、保溫、裝飾于一體的新型外墻保溫體系，同時(shí)適用于工業(yè)化生產(chǎn)，所以夾心保溫墻板正逐步發(fā)展成為墻體保溫的主流形式，是當(dāng)前建筑領(lǐng)域中討論的熱點(diǎn)問題。

1 夾心保溫墻板連接件的特點(diǎn)

連接件作為夾心墻板的關(guān)鍵部件，它起到連接內(nèi)、外葉混凝土墻板及保溫板的作用。連接件穿透保溫層并錨入內(nèi)、外葉混凝土板中，使夾心保溫墻板具有整體性、受力安全及耐久性等要求。作為夾心保溫墻板中的關(guān)鍵性部件，連接件不僅具有連接作用，同時(shí)還要承受并傳遞內(nèi)、外葉混凝土墻板相互間的作用，即不僅承擔(dān)豎向荷載下外葉混凝土墻板的穩(wěn)定性，還要將風(fēng)荷載、地震荷載進(jìn)行傳遞，使內(nèi)、外葉混凝土墻板之間相互協(xié)調(diào)，防止失穩(wěn)。

目前，我國對(duì)于預(yù)制混凝土夾心保溫墻板的連接件還沒有相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！堆b配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ1-2014)[3]標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于連接件有以下說明：通過試驗(yàn)須得到連接件的相關(guān)性能指標(biāo)。其中包括承載力、變形以及耐久能力；在滿足安全的條件下還要具備節(jié)能要求。ACI320《錨固于混凝土中的纖維加固復(fù)合連接件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》[4]中關(guān)于連接件內(nèi)、外葉墻的位移差≤0.1英寸(2.54mm)，這樣才能使預(yù)制混凝土夾心保溫墻板具有安全性。

2 夾心保溫墻板連接件的分類

從受力性能劃分，夾心保溫墻板可以劃分為兩部分：組合式和非組合式。兩者的主要區(qū)別在于連接件連接性能的強(qiáng)弱；當(dāng)連接件的連接能力較強(qiáng)時(shí)，內(nèi)、外葉混凝土墻板之間產(chǎn)生完全協(xié)同作用，混凝土夾心保溫墻板處于“完全組合”狀態(tài)。此時(shí)，內(nèi)、外葉混凝土墻板作為一個(gè)整體共同受力，會(huì)產(chǎn)生較大的剛度和承載力。連接件限制了內(nèi)、外葉板間的位移，同時(shí)變形滿足平截面假定[6]；而非組合式就是當(dāng)內(nèi)、外葉混凝土墻板之間的協(xié)同能力較弱時(shí)，兩者無法進(jìn)行組合受力，這就造成連接件具有相應(yīng)的變形能力。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們通常認(rèn)為此時(shí)受力的構(gòu)件是混凝土內(nèi)葉墻板，但外葉墻的變形并不會(huì)影響到內(nèi)葉墻。在具有變形能力的同時(shí)，還要在承受外葉墻板和保溫層的自重，以及部分外部荷載。所以對(duì)連接件不僅要考慮受力性能的要求，還要考慮變形性等方面的要求[7]。在我國目前對(duì)于夾心保溫墻板的實(shí)際工程應(yīng)用中，主要以非組合式為主。

根據(jù)材料屬性劃分，目前國內(nèi)外混凝土夾心保溫墻板中的連接件包括：普通鋼筋連接件、金屬合金連接件、FRP類型的連接件等。普通鋼筋材料的連接件因?yàn)槠湓靸r(jià)低、方便生產(chǎn)和施工等優(yōu)點(diǎn)在早期使用過，但是，由于具有高導(dǎo)熱性、會(huì)在墻體中形成熱橋，影響保溫效果，逐漸被摒棄；FRP類型的連接件具有高強(qiáng)度、高耐久性、低導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，但是抗腐蝕性和抗火性能較差；金屬合金材料的連接件主要以不銹鋼連接件為主，它的耐腐蝕性良好、導(dǎo)熱性較低，同時(shí)相比于其他更易于安裝，可靠性和安全性更高，具有良好的發(fā)展前景。

根據(jù)連接件形狀劃分，連接件可以分為：筒式、板式、針式和桁架式連接件等。不同形狀的連接件在夾心保溫墻板中的作用不盡相同，受力也不相同，其中，針式連接件的主要作用在于控制內(nèi)、外葉墻板間的位移，又叫限位連接件，主要用于受拉，筒式、板式、桁架式連接件可以受拉和剪的共同作用，主要起到支承的作用，又被稱為支承連接件。當(dāng)夾心保溫墻板內(nèi)選擇布置不銹鋼連接件時(shí)，通常會(huì)布置豎直和水平方向的支承連接件以及部分限位連接件構(gòu)成一個(gè)連接件系統(tǒng)；對(duì)于板式連接件，又叫支撐錨固件，受力主要以墻板自重為主，同時(shí)也包括地震作用造成的水平力以及墻板在運(yùn)輸、吊裝過程中產(chǎn)生的力。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

關(guān)于夾心保溫墻板連接件的探討，國外的專家學(xué)者們做了很多的研究與分析，取得了很多的成果。20世紀(jì)末，澳大利亞、日本、美國的公司就已經(jīng)開發(fā)出了適合預(yù)制混凝土夾心墻的連接件[8]，用于指導(dǎo)夾心墻板的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)等；Douglas Tomlinson[9]等通過設(shè)計(jì)的分析模型對(duì)預(yù)制夾心保溫墻進(jìn)行組合程度的分析，可以得出僅依靠保溫層與墻板間的摩擦力使夾心墻具備組合程度，可以完成總體的47%；Ekenel等[10]將復(fù)合網(wǎng)連接件的理論公式推翻，并為了說明理論推導(dǎo)結(jié)果的準(zhǔn)確性通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；Kim[11]研究證明采用GFRP纖維網(wǎng)格作為連接件時(shí)，其夾心墻組合效率更高、抗彎能力更好。

我國關(guān)于對(duì)于夾心保溫墻板內(nèi)連接件的研究與應(yīng)用仍處于探索階段。清華大學(xué)藏人卓[12]等通過夾心墻板偏心受壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)豎向承載力與偏心距成反比；濟(jì)南大學(xué)高娟等[13]進(jìn)行了夾心墻板的抗彎試驗(yàn)，證明了在開裂時(shí)間和裂縫發(fā)展過程中，夾心墻與普通墻板相比相對(duì)較晚，說明夾心墻在破壞前有一定的延性；哈爾濱工業(yè)大學(xué)王曉璐等[14]在高溫下對(duì)GFRP進(jìn)行受力試驗(yàn)，結(jié)果表明，在特定溫度范圍內(nèi)，GFRP筋受溫度的提高，其極限抗拉強(qiáng)度降低。沈陽建筑大學(xué)孟憲宏等[15]在不同形式的GFRP連接件(彎錨錨固和抗拉性)進(jìn)行性能研究時(shí)發(fā)現(xiàn)GFRP表現(xiàn)出優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度和錨固性能，可用于夾心保溫外掛板的連接件。李智斌等[16]進(jìn)行了螺紋式GFRP連接件的抗拔及抗剪試驗(yàn)，結(jié)果證明，螺紋式GFRP連接件可以很好的對(duì)拉拔和剪切做出反應(yīng)，可以在工程中得到應(yīng)用。

4 結(jié)語

目前，隨著夾心保溫墻板的大規(guī)模推廣，對(duì)連接件的研究也愈加重要，連接件的質(zhì)量和性能對(duì)夾心保溫墻板甚至建筑結(jié)構(gòu)來說起著至關(guān)重要的作用。因此，需要結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，利用理論研究指導(dǎo)實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)我國裝配式夾心保溫墻板的應(yīng)用，對(duì)夾心保溫墻板連接件進(jìn)一步研究是非常有必要的。