淺析裝配式建筑節(jié)點連接技術

許景秘， 白 蓉, 馬海彬

(1. 安徽理工大學土木建筑學院， 安徽淮南 232001; 2.中國建筑第四工程局有限公司, 廣東廣州 510665)

淺析裝配式建筑節(jié)點連接技術

許景秘1， 白 蓉2, 馬海彬1

(1. 安徽理工大學土木建筑學院， 安徽淮南 232001; 2.中國建筑第四工程局有限公司, 廣東廣州 510665)

裝配式建筑是用預制混凝土的構件通過可靠的連接方式在施工現場裝配而成的混凝土結構，節(jié)點連接問題一直是其熱點乃至核心所在。隨著住宅產業(yè)化的發(fā)展以及節(jié)能減排的號召，裝配式建筑在未來定會迅速發(fā)展。文中詳述了裝配式建筑梁、柱、墻板節(jié)點處理方法以及發(fā)展現狀，并綜合國內外現狀加以總結與展望。

裝配式建筑； 框架節(jié)點； 墻板； 連接； 展望

傳統(tǒng)的現澆混凝土結構由于平面設計多樣、整體性、抗震性能好等優(yōu)點使得其在工程建設中備受青睞。但是，隨著建筑工業(yè)化的進程逐漸加快，現澆混凝土結構的弊端亦日益顯著，諸如施工周期長、耗費大量人力物力、施工質量易受外界影響、質量通病多、環(huán)境污染嚴重等。相反，與傳統(tǒng)的現澆混凝土結構相比較而言，裝配式建筑則由于施工周期短、節(jié)約資源、節(jié)約成本、環(huán)境污染少等優(yōu)點，會大力刺激建筑工業(yè)化的轉型與調整。2017年伊始，國內很多省份從發(fā)展目標、重點任務、政策支持與保障措施等方面都對本省市的裝配式建筑的發(fā)展做了詳細的規(guī)劃。以河北省為例，即力爭在10年左右時間，使得全省裝配式建筑面積比例達到30 %以上。裝配式建筑可謂是前途一片光明。但是，與國際上其他國家相比，我國的裝配式建筑由于發(fā)展起步晚，技術不成熟等原因使其躊躇不前，困難重重。

裝配式建筑運用工業(yè)化的生產模式，首先在工廠預制生產單個構建，繼而運至施工現場進行一系列的組裝工作，使其成為一個整體。在組裝過程中，節(jié)點連接處理主要分為框架節(jié)點連接與墻板節(jié)點連接，其二者的連接部位，是整個建筑框架的薄弱環(huán)節(jié)，連接性能的好壞直接關乎整個建筑工程是否有良好的抗震性能，能否在地震中屹立不倒，直接關乎建筑的使用壽命以及人們的生命財產安全。因此，節(jié)點連接問題直接影響著裝配式建筑的發(fā)展進程，具有十分重要的意義。

1 裝配式建筑節(jié)點連接

裝配式建筑節(jié)點連接主要分為梁柱框架節(jié)點連接與墻板連接。而就目前發(fā)展現狀而言，此二者的節(jié)點連接方式主要歸為干連接與濕連接兩種連接方法。干連接即為干作業(yè)的施工連接方式，其施工順序為：首先在工廠完成預制構件的制作工作，并同時在連接構件中植入鋼板等部件，繼而通過螺栓連接或者焊接連接達到構件連接目的。濕連接即濕作業(yè)的施工連接方式，亦稱仿現澆連接，這種連接方式的主要做法為：首先在工廠完成預制構件的制作工作，繼而運至施工現場進行一系列的吊裝，最后在節(jié)點澆筑混凝土或水泥砂漿進行錨固，達到一種“后澆整體式結構”。

1.1 梁柱框架節(jié)點連接

框架節(jié)點的處理異常重要，安全良好的建筑要保證“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點，弱桿件”，具有良好的整體性及耗能能力，抗震性能良好。“強節(jié)點，弱桿件”即著重強調節(jié)點連接的重要性，使塑性鉸出現在梁端，這亦要求建筑節(jié)點處的承載能力要強于桿件的承載力，進而提高建筑結構變形能力，增強抗震性能，否則整個建筑物會在一系列作用下會發(fā)生節(jié)點失穩(wěn)破壞，節(jié)點失穩(wěn)破壞無異于框架的整體失效。就目前發(fā)展而言，裝配式建筑梁柱框架節(jié)點的連接方法多樣，按照干連接方法主要有：機械套筒連接、牛腿連接、焊接連接、螺栓連接、榫式連接等；按照濕連接方法分類主要有：漿錨連接、普通現澆連接、普通后澆整體式連接、灌漿拼裝、預應力技術的整澆連接等。

1.2 墻板連接

預制混凝土墻板較現場施工的墻而言具有較好的整體性與剛性，但是，墻板的連接在裝配式建筑發(fā)展中的研究不夠深入，較框架節(jié)點連接發(fā)展緩慢，存在問題較多。墻板的連接主要涉及到墻板與墻板、墻板與主體結構連接，墻板與樓板的連接問題。外墻與主體結構的連接主要有焊接連接、混凝土連接與螺栓連接。而墻板與墻板之間的連接則主要借助于鋼筋網片進而進行現澆澆筑連接。至于預制剪力墻的連接，則是通過對剪力墻內部鋼筋進行機械連接、漿錨、套筒連接等連接方式實現。

但是，墻板的連接應更加符合建筑產業(yè)化需求，更加方便、快捷、安全。因此，個人提出“軌道式鍵槽墻板”這一模型概念，此種墻板主要是在梁、柱上預制有軌道，并在軌道合適位置設置橫向鍵槽，以牢固連接墻板。此外，墻板亦設有與軌道類似軌道配套裝置。此種墻板施工步驟主要如下，首先吊裝本層梁柱并進行拼接，進而吊裝墻板構建，將墻板插入柱上軌道由上而下安裝，最終插入鍵槽連接，并用水泥砂漿或是其他材料進行密封處理。

2 節(jié)點連接現狀

2.1 框架、墻板連接

裝配式建筑節(jié)點連接問題順應并推動著建筑產業(yè)化的發(fā)展。就具體節(jié)點連接而言，梁柱框架節(jié)點的連接方式較多，并且其連接性能優(yōu)異，符合“強節(jié)點，強錨固”性能要求，具有良好的抗震性能，基本接近與現澆混凝土結構節(jié)點性能。但是，墻板連接則相差甚遠，研究略少。因產品的工藝與施工條件限制，墻板連接存在著接縫滲漏、保溫隔音性能差等諸多問題。

2.2 施工工藝異同

按照施工工藝，裝配式建筑節(jié)點連接主要為干連接與濕連接，但是，就目前而言，二者連接性能差異較大。濕連接的節(jié)點具有良好的抗震性能，基本接近現澆混凝土節(jié)點性能，安全可靠。但是，節(jié)點核心區(qū)結構連接復雜，不符合節(jié)能環(huán)保以及住宅產業(yè)化大趨勢，且濕連接施工不便，難以保證框架節(jié)點的工程質量。干連接相比較濕連接性能較差，在地震發(fā)生時會因延性、恢復力等方面問題，發(fā)生破壞事件。但早在2006年，北京工業(yè)大學的董挺峰等人在“裝配式混凝土框架結構及其抗震性能研究”一文中，明確得出了“干”連接的裝配式混凝土結構具有良好的抗震性能,并可用于抗震設防區(qū)的結論。此外，干連接法施工方便、快捷，更加符合住宅產業(yè)化的發(fā)展需要，有待進一步應用與發(fā)展。

3 展望

(1)裝配式建筑節(jié)點連接大多青睞于濕連接，但是干連接方便快捷，順應建筑產業(yè)化發(fā)展趨勢，應對于干連接施工的節(jié)點性能進行全方位的研究，推廣應用。

(2)梁柱框架節(jié)點連接研究較為成熟，但墻板連接方式單一，連接性能不佳。墻板的連接方式問題則束縛了裝配式建筑的發(fā)展。

(3)受地震作用影響，節(jié)點連接問題異常突出。因地震作用而導致的裝配式建筑節(jié)點連接處破壞現象屢見不鮮。參考國內外裝配式建筑具體做法，良好的建筑耗能裝置能有效的減弱地震作用對于裝配式建筑節(jié)點連接的破壞影響，因此，建筑耗能裝置應廣泛應用于裝配式建筑各個方面。

(4)裝配式鋼結構建筑節(jié)點連接更符合建筑發(fā)展趨勢，應加大裝配式鋼結構建筑的推廣，并形成相應的裝配式建筑行業(yè)標準體系。

4 結束語

裝配式建筑是建筑產業(yè)化的發(fā)展需要。其因施工周期短、節(jié)約成本、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點，必將在未來建筑業(yè)中占據舉足輕重的地位。但是，我國對于裝配式建筑的研究起步較晚，技術不成熟。裝配式建筑節(jié)點連接存在諸多問題，日后更應對墻板連接問題的研究予以傾斜，并對于不同的施工工藝進行詳盡的探討。此外，裝配式建筑隔震減震技術的研究與應用勢必對于節(jié)點連接問題百利而無一害，驅動裝配式建筑的進一步發(fā)展。節(jié)點連接尚需形成完整的體系標準，進而促進推動建筑產業(yè)化的發(fā)展。

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TU359

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[定稿日期]2017-04-16

許景秘(1991～)，男，碩士，研究方向為施工技術與管理。