预制装配式结构在节省劳动力、节约资源、节能环保等方面具有巨大优势，因此近年来得到国家政策的大力支持。20世纪60年代，Yee提出在预制装配式结构中使用套筒灌浆连接的方式，随后在北美、欧洲、日本等地得到了广泛应用 ^[1]。

　　 国外众多学者研究发现，由于约束作用限制了混凝土或灌浆料的劈裂变形，可显著提高钢筋的黏结强度，黏结破坏模式也从劈裂破坏向拔出破坏转变 ^[2,3,4,5]。此后，国内外发展出几种钢筋连接技术，包括约束浆锚搭接连接、套筒灌浆连接等。其中套筒灌浆连接技术经受多次地震考验，被认为可在抗震设防地区和高层建筑中使用，美国ACI已明确将其归类为机械连接类 ^[6]，但套筒成本高，在大规模推广和应用上受到一定限制。此外，由于现场施工工艺的缺陷，套筒灌浆存在灌浆料质量不符合标准要求、套筒出浆口堵塞及浆体回流等问题 ^[7,8,9]。因此，提出了一种新型钢筋连接方式———钢筋灌胶搭接连接，套筒材料采用Q235光圆钢管，价格低且加工简单，可任意截取所需长度。另外，灌注胶相对于灌浆料而言流动性更好，初凝时间更短，灌注方便，质量易保证，仅需注意密封性。对该新型钢筋灌胶搭接连接件受力性能进行试验研究，并提出设计方法。

　　 参照JGJ 335—2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》 ^[10]中关于套筒灌浆连接的规定，制作9组18个钢筋灌胶搭接连接件，研究其在不同钢筋搭接长度、套筒尺寸和钢筋直径下的破坏过程及形态。试件设计参数如表1所示，钢筋灌胶搭接如图1所示。此外还制作3个应用该连接方式的偏压柱构件，构件截面尺寸为300mm×400mm，柱高2m。采用对称配筋616，箍筋配筋为8@100，柱两端做成牛腿形式，在牛腿部分加密箍筋，构件钢筋连接如图2所示。

　　 试件钢筋均为HRB400级螺纹钢，有ф12，ф162种规格，通过拉伸试验得到钢筋材料力学性能，各参数均值如表2所示。

　　 钢筋搭接部位的套筒采用Q235圆钢管，2种尺寸套筒的力学性能参数均值如表3所示。

　　 钢筋连接使用的结构胶为HM-120M型新型改性环氧树脂结构粘钢胶，抗拉强度46.6MPa，抗弯强度94.2MPa，钢对钢对接黏结抗拉强度35.4MPa，钢对钢拉伸抗剪强度22.2MPa。

　　 钢筋灌胶搭接连接件在WB-100B型万能材料试验机上加载，加载速率为1kN/s，使用DH3821型动态数据采集仪采集应变片数据，每个连接件在套筒中间布置1个纵向应变片，如图1所示。

　　 钢筋灌胶搭接连接件屈服强度、极限强度、总伸长率及最终破坏形态试验结果如表4所示。由表4可知，通过拉伸试验得到以下2种破坏形态: (1) 搭接灌胶段外的钢筋被拉断，灌胶端存在一定扩口; (2) 钢筋已屈服，但未被拉断，最后搭接灌胶段破坏，钢筋从套筒中拔出。试验结果表明，18个钢筋灌胶搭接连接件中13个属于钢筋断裂破坏、5个属于钢筋屈服拔出破坏，且这5个连接件的搭接长度均为10d。此外，3个应用该新型钢筋连接件的装配式偏压柱破坏截面均出现在后浇段以外的部分，进一步验证了连接件的可靠性 (见图3) 。

　　 基于2种破坏形态的差异，破坏过程分为2类。与钢筋断裂破坏对应的破坏过程分为弹性、屈服、强化、颈缩4阶段: (1) 弹性阶段钢筋灌胶搭接连接件与钢筋材料性质相似，荷载-位移曲线线性增长; (2) 屈服阶段施加于钢筋灌胶搭接连接件的轴向力保持一定数值不变，位移继续增加; (3) 强化阶段

　　 屈服台阶结束后连接件进入强化阶段，荷载达到最大值; (4) 颈缩阶段直至连接件中套筒外钢筋被拉断，且拉断位置随机出现，如图4所示 (图中试件16-2为直径16mm、同组受拉的第2根钢筋;试件12-1, 12-2分别为直径12mm、同组受拉的第1, 2根钢筋) 。

　　 与钢筋屈服拔出破坏对应的破坏过程分为弹性、屈服、强化、拔出4阶段，其中前3个阶段与钢筋断裂破坏过程相似。而在最后的拔出阶段，随着荷载的增加，连接件套筒中灌注胶与钢筋黏结力、机械咬合力及摩擦力的合力小于钢筋极限拉力，因此钢筋在未拉断前被拔出，且拔出的端头带有2～5mm灌注胶块。此外，2类破坏过程均伴有灌注胶撕裂的声音，直至钢筋拉断或被拔出。

　　 影响钢筋灌胶搭接连接件受力性能的因素包括钢筋搭接长度、套筒尺寸和钢筋直径，分别对不同影响因素作用下的连接件荷载-位移曲线、套筒应变和破坏形态等进行对比分析。

　　 钢筋搭接长度为10d的6个连接件中5个发生钢筋拔出破坏，相比钢筋极限强度，其极限强度平均降低约10%;而搭接长度为12d, 14d的12个连接件均发生钢筋断裂破坏，极限强度与钢筋极限强度一致 (见图4) 。

　　 当套筒尺寸和钢筋直径相同时，钢筋搭接长度为10d的连接件因多发生钢筋拔出破坏，其极限强度低于钢筋的极限强度，所以破坏前套筒中部最大应变小于钢筋搭接长度为12d, 14d的套筒;比较搭接长度为12d, 14d的套筒应变可知二者差别不大，如图5所示。

　　 综上，钢筋拔出与断裂的临界搭接长度为10d～12d，为保证连接件的受力可靠，钢筋搭接长度≥12d。

　　 对比图4a, 4b可知，钢筋直径为12mm且破坏形态为钢筋断裂时，小尺寸套筒连接件和大尺寸套筒连接件荷载-位移曲线差异不大，二者屈服强度和极限强度近似相等。钢筋直径为12mm且破坏形态为钢筋屈服拔出时，搭接长度为10d、套筒内径为28mm的连接件在接近钢筋极限强度时钢筋才被拔出;而搭接长度为10d、套筒内径为37mm的连接件在屈服不久即发生钢筋拔出现象。

　　 对比图5a, 5b可知，小尺寸套筒最大应变约为0.7×10^-4，对应的最大应力14.4MPa约为钢筋极限强度的2%;大尺寸套筒最大应变约为0.55×10^-4，对应的最大应力11.3MPa约为钢筋极限强度的1.7%。所以小壁厚、小内径的套筒连接件最大应变、最大应力较大，但仍远小于套筒极限应变和钢筋极限强度。

　　 综上，Q235圆钢管套筒在连接件破坏过程中应力和应变较小，更多地起容器作用。故在进行连接件套筒尺寸设计时，建议选用壁厚2mm、内径2d+6mm、长12d+6mm的Q235圆钢管。

　　 对比图5b, 5c可知，在套筒材料相同时，钢筋直径12mm的连接件套筒最大应变约为0.55×10^-4，对应的最大应力11.3MPa约为钢筋极限强度的1.7%;钢筋直径16mm的连接件套筒最大应变约为1.0×10^-4，对应的最大应力20.5MPa约为钢筋极限强度的3.2%。所以钢筋直径16mm连接件套筒中部最大应变和最大应力较大，但仍远小于套筒极限应变和钢筋极限强度。

　　 1) 试验证明钢筋灌胶搭接连接件作为新型连接方式其受力性能可靠，钢筋搭接长度≥12d的连接件破坏形态均为钢筋断裂，满足JGJ 107—2010《钢筋机械连接技术规程》 ^[11]中Ⅰ级接头的要求，总伸长率为14.5%～28.2%，满足总伸长率≥6%的要求。此外，3个应用该新型钢筋连接件的装配式偏压柱破坏截面均出现在后浇段以外部分，再次验证了连接件的可靠性。

　　 2) 破坏形态为钢筋断裂的钢筋灌胶搭接连接件破坏过程与钢筋破坏过程类似，二者屈服强度和极限强度无明显差异。

　　 3) 钢筋搭接长度对连接件破坏形态的影响最大，钢筋搭接长度为10d的连接件多发生钢筋屈服拔出破坏，相比钢筋极限强度，其极限强度平均降低约10%;而钢筋搭接长度≥12d的连接件均发生钢筋断裂破坏。故在进行搭接长度设计时，建议钢筋最小搭接长度选为12d，以保证连接件最终破坏形式为钢筋断裂破坏。

　　 4) 套筒壁厚和内径对连接件破坏形态的影响较小，故在进行连接件套筒尺寸设计时可选用壁厚2mm、内径2d+6mm、长12d+6mm的Q235圆钢管，既能保证连接件的极限强度又能节约钢材。