2017年第4期（总第45卷第314期) 建筑节能 ■保温隔热与材料 doi: 10.3969/j isn.1673-7237.2017.04.010 预制夹芯保温墙体连接件的研究现状 朱文祥，吴志敏，张海遐，许锦峰 （江苏省建筑科学研究院有限公司江苏省建筑节能与绿色建筑研究重点实验室南京210008） 摘要：随着建筑产业现代化的发展，预制混凝土夹心保温墙体得到了一定的应用，其主要是由内外 层混凝土墙板、保温层与连接件组成，连接件性能的优良直接对内外层混凝土墙板的组合效 率产生重要影响，主要介绍了预制夹芯保温墙体中连接件的相关性能，总结了国内外有关保 温墙中连接件性能的研究现状，并对连接件未来的研究方向进行了展望.
关键词：产业现代化：预制混凝土：夹心保温墙：连接件 中图分类号：TU50文献标志码：A文章编号：1673-7237（2017)04-0048-04 Research Progress of Connectors for Precast Sandwich Insulation Wall Panel ZHU Wen xiong WU Zhi min ZHANG Hai xia XU Jin feng ( Jiangsu Research Institute of Building and Science Co. Ltd Jiangsu Key Laboratory of Building Energy saving and Green Building Nanjing 210008 China) AbStract: With the development of construction industry modernization precast concrete sandwich insulation wall panel is in α certain application. It is consisted of internal and exlernal concrete wall panel insulating layers and conneclors and the performance of conneclors play an important role in the effciency of the bination of tuo concrete wall panel. This paper introduces the main behavior and the progress in research of conneclors and the prospect for the research trend of connectors is also presented. Keywords: construction industry modermization precast concrete sandwich insulation wall; connector 0引言 墙体的耐候性相对较差对保温材料的要求也较高， 随着我国建筑总量不断迅速的增加能源问题变 而内保温形式墙体难以避免热桥，且容易出现冷凝结 得日益严峻：据报道，如以当今能源消耗的速度到 露等现象因而这两种保温形式的墙体在工程中的实 2020年我国建筑能耗将接近目前全国能耗的3倍， 际应用显得较少：而夹心保温墙体不仅可以发挥墙体 节能环保的理念变得日益重要.
我国政府已经充 自身对保温材料的保护作用而且具备较好的耐火和 分认识到建筑节能的重要性和紧迫性将建筑节能列 耐腐蚀性能所以夹心墙体正逐步发展成为建筑墙体 为优先发展的领域建筑外墙造成的能耗占整个建筑 的主流形式.
预制混凝土夹心保温墙体的主要组 总能耗的比例较高所以建筑墙体良好的保温性能是 实现建筑节能的核心.
且住建部已经提出的建筑 成部分为内叶混凝土板、外叶混凝土板、保温层及连 接件，该墙体不仅具有良好的防火及耐久性能，而且 产业现代化发展策略是研究并推广多层住宅结构体 系的大好机遇，各地积极推广住宅产业化，尤其是预 生产工序简单适用于工业化生产.
制夹心保温墙板的技术正在大力推广.
在夹心保温墙体中，连接件是连接内、外叶钢筋 在预制混凝土夹心保温墙板中，保温墙板的形式 混凝土墙板和保温层其主要作用是承受两片混凝土 主要分为3种：内保温、外保温及夹芯保温其主要的 墙板之间的剪力而且连接件抗剪性能的优良直接决 区别在于保温板在墙体中的位置不同，外保温形式 定着整个夹心保温墙体的性能，本文对国内外夹 取稿日期：2016-06-17;修国日期：2016-09-07 心保温连接件的研究成果做了综合的概述，尤其是对 基金项目“十三五“国家重点项目子课题（2016YFO0701402)：2015年 保温连接件的性能进行概况总结，并对连接件后期研 省级建筑节能与建筑产业现代化-科技支撑项目资励 究趋势和方向进行展望 48
朱文祥，等：预制夹芯保湿墙体连接件的研究现状 1连接件简介 连接件性能的优良直接决定了预制保温夹心墙 体的整体性能的发挥.
为了避免预制夹芯保温墙体 中连接件和墙体连接部位发生冷热桥效应连接件需 要具有较低的导热系数从而提高墙体的保温性能： 且连接件需要具备较好的耐腐蚀性，以保证其在呈碱 性环境的混凝土中具有更好的耐久性；连接件的热膨 胀系数需要与两侧的墙体相近，以保证在墙板的服役 期间可以减少保温连接件与内外叶墙板之间的相对 滑动 如图1所示，根据夹芯墙体中内、外叶墙板受力 图3非组合式保温墙应力应变示意图 条件下相互作用程度的大小，可以分为完全组合式墙 体、部分组合式墙体、非组合式墙体，完全组合式墙 体是指内外层混凝土墙板作为整体，共同承担上部的 荷载，其受力弯曲条件下截面的应力应变如图2所 示；非组合式墙体是指内外层混凝土墙板独立工作， 墙体之间不能传递剪力的墙体形式其受力弯曲条件 下截面的应力应变如图3所示：部分组合式墙体是介 于组合式墙体与非组合式墙体之间的形式，但连接件 只能传递墙体内的一部分剪力其受力弯曲条件下截 面的应力应变如图4所示.
图4部分组合式保温增应力应变示意图 0. 按照材料的不同夹心墙中的连接件分为金属材 2国内连接件的研究现状 料连接件、合金材料连接件和以纤维材料为代表的非 金属连接件，金属材料连接件的造价相对较低，但是 （1）我国FRP连接件的研究与应用工作尚处于 导热系数高墙体中容易产生热桥；合金材料连接件 探索阶段.
2007年同济大学与万科集团等单位合作 研发出夹芯保温墙体板式FRP连接件并开展连接件 的耐腐蚀性较好耐久性高，但造价相对较高；纤维材 材料的受力性能、设计方法及工程应用等研究 料连接件导热系数低强度较高但成本相对较高.
2008年沈阳建筑大学张延年等人为了解决拉结件的 连接件 外叶墙 耐腐蚀性的问题研究制作了塑料钢筋拉结件的不均 保湿层 匀受力性能试验结果表明在遭受大震作用时塑料 钢筋拉结件所传递的最大地震力远小于其极限拉拔 * - 内叶清 承载力的最小值，且与普通钢筋拉结件相比环形的 塑料钢筋拉结件具有更好的抗拉性能，2011年哈 图1夹芯保温墙示意图 尔滨工业大学王晓璐等人对玻璃纤维筋在高温下的 受力性能进行试验研究及理论的分析，试验结果表 明在一定温度区间内GFRP筋的极限抗拉强度随温 度的升高而降低 （2）2012年同济大学杨佳林等人研究了板式纤 维增强复合筋的力学性能，试验表明，复合筋能够满 足工程设计的要求，且具有较大的安全储备.
2014年同济大学薛伟辰等人对FRP连接件加速老 化后的抗拉性能进行试验研究结果发现侵蚀后FRP 连接件劣化区域内的纤维不断地被腐蚀与周围的树 脂之间出现了明显的脱离现象，且此现象随着侵蚀时 `g 间和温度的增加而更加明显.
2014年沈阳建筑大 图2完全组合式保温应力应变示意图 学孟宪宏等人研究了3种不同形式玻璃纤维筋连接 49
朱文祥，等：预制夹芯保湿墙体连接件的研究现状 件的弯锚锚固与抗拉等力学性能结果表明，玻璃纤维作连接件的的抗剪强度可达到60-120MPa，远远 维筋拥有很高的抗拉强度和锚固性能其可用于预制高于普通塑料连接件的抗剪强度，且连接件的尺寸、 夹芯保温外挂墙板内部的连接件["] 横截面及布置间隔对其抗剪承载力有重要影响[ （3）2015年湖南大学的吴方伯等人研究开发出 （3）2014年Ekenel等学者研究纤维增强的复合 一种新型夹芯保温墙体在墙体连接件处设置橡胶材网连接件的受力性能测试其剪切强度、剪切模量及 质的堵头来隔断连接处的冷桥，开展了墙体连接件剪刚度并对其进行了理论公式的推导，试验的结果与 切性能试验对连接件的抗剪承载力、破坏形态、荷载- 理论推导的结果比较吻合理论公式可以被运用到标 位移曲线进行了研究，试验结果表明，在接触面发生 准规范中[].
2014年Kim学者研究了用GFRP纤 相对滑移的作用下墙体内的剪切荷载主要是由连接 维网格作连接件的夹芯墙的组合效应，中间的保温层 件处的砂浆短柱承担但砂浆短柱的抗剪承载力可满 分别采用100mm厚的EPS和XPS，测试夹芯墙在 足工程设计要求，当其被剪断后，荷载转移到加强筋 四点弯曲条件下的受弯性能，试验结果表明，由于 上具有一定的变形能力[] GFRP筋与夹芯墙具有较高的组合效率导致整个墙 综上所述国内学者对连接件作了大量的研究， 体具有较高的抗弯承载力与XPS板相比用EPS板 但大多数集中于其材料本身的力学性能主要得到了 作保温层的夹芯墙板具有较高的组合效应，主要是由 连接件的抗剪、抗弯等力学性能，但对连接件在抗压、 于后者与混凝土之间的粘接性能更好[ 抗剪、抗拉等综合复杂受力条件下的研究相对较少， （4）2015年，Hamid等学者研究了碳纤维和玻璃 在研究连接件对夹芯保温墙体整体承载力的影响方 纤维格棚作夹芯墙连接件的长期耐久性能，墙体的保 面缺乏相应的理论的指导因此后续的研究重点应 温层分别采用EPS和XPS试验结果表明同等条件 侧重于综合受力下的理论研究.
下墙板采用EPS作保温层时的抗剪承载力要高于 3国外连接件的研究现状 XPS保温板[1.2016年，Amran等学者对预制泡沫 （1）国外学者已经对预制夹芯墙中的连接件进行 混凝土板进行试验及理论的研究通过对其施加轴向 了较为系统的研究.
20世纪80年代美国、澳大利亚 力测试其极限承载力、荷载-位移曲线、荷载-应变 等国已经开展了FRP连接件的研发与应用澳大利 曲线，试验的结果与有限元模拟的结果比较吻合[）.
亚CGS公司、美国Aslan公司及日本旭哨子株式会社 综上所述鉴于夹芯保温墙在欧洲等其他国家主 开发了不同形式的FRP连接件并已经在工业及民用 要用于承重墙体，因此，学者不仅对连接件的力学性 建筑中得到广泛应用.
1991年，德国Kaiserslautem 能进行了试验研究重点对整个墙体平面外的抗弯性 大学开展了带有棒式碳纤维连接件夹芯墙板的试验 能进行试验研究及理论的分析国外相关的规范也为 研究[试验结果表明连接件最终发生的是弯曲破 保温墙的研究提供了相关的指导.
坏而整个墙体破坏并不明显.
同年，该大学继续开 4结论与展望 展了棒式FRP连接件的抗拔与抗剪的试验试验结果 连接件的性能对墙体结构的安全及耐久性有重 表明连接件最终的破坏形式为断裂破坏[13.
要的影响，但对预制夹芯保温墙体的研究还不够完 （2）2005年，Benayoune等学者研究了采用钢桁 善相应的规范还需要健全.
因此，未来在连接件自 架作连接件的夹芯保温墙，试验主要测试6组具有不 身的力学性能及其在混凝土中的锚固性能需要开展 同长细比的夹心墙在偏心荷载作用下的受力性能，试 深入的研究，致力于探索性能好且性价比高的连接 验结果表明夹芯墙在试验中表现出完全组合作 件使得其具有较高的抗剪刚度并能有效地传递两片 用，且由于非线性的出现，极限承载力随着长细比的 墙体之间的剪力，通过对其在夹芯墙体中合理的布 增加而降低[.
2012年，Naito等学者研究了共计 置，使得整个墙体达到最优的性能.
14种不同夹心墙连接件的抗剪性能，试验结果表明， 不同连接件之间的抗剪强度刚度及变形的变化较大， 参考文献： [1]汪光表，建设节的型社会必须抓好建筑“四节”-关于建设节能省 不同连接件表现出弹性-脆性、弹性-塑性与塑性- 地型住宅和公共建筑的几点思考[J]土木工程学报200538（4)：1-4. 硬化等响应，试验的结果可以推导出三线性本构模 [2]杨嗣信.对多层住宅建筑工业化施工的建议[J].建筑技术开发， 型并运用到模拟夹芯墙弯曲下作用下的响应[5]. 2015 42( 10) : 14 17. 2013年Woltman等学者研究了不同形式玻璃纤维的 [3]顾天舒谢连玉炼革.建筑节能与墙体保温[J].工程力学2006， 夹芯保温墙体连接件通过改变连接件的直径及布置 23( S2) : 167 184. [4]万朝阳陈国兴，预制夹芯保温墙体保温连接件研究现状[J].玻璃 间隔研究其抗剪性能，试验结果表明，采用GFRP纤 钢/复合材料201511):8184. 50
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