裝配式鋼結構住宅新型節點性能研究

顧晨峰 朱 浩

（宿遷學院建筑工程學院 江蘇宿遷 223800）

《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）中明確闡述了對于高層鋼結構連接節點必須“強構件連接弱構件”的要求，裝配式鋼結構的節點承載能力不能小于構件的基本承載能力，否則在遇到地震或其他情況時節點會比構件先發生破壞現象，塑性鉸也難以形成，會嚴重危害住戶的人身安全和財產安全。

1 裝配式鋼結構住宅新型節點的重要性

經實踐研究表明裝配式鋼結構框架在強地震作用下會出現多種破壞可能，除了梁柱節點破壞影響意外，也有很多其他的影響因素，如支撐體系遭到破壞等，但從總體角度來講，梁柱節點的破壞破壞性最大，對裝配式鋼結構構架體系的影響也最大，對裝配式鋼結構住宅的安全性構成了極大的威脅。各個節點的性能作為裝配式鋼結構住宅的重要指標在很大程度上影響著工程的合格度和安全性，如果不加以重視和改進，會對人民生命安全造成很大的損傷。節點發生脆性破壞的重要原因使焊接時的應力作用，而新型節點從技術層面很大程度上減輕了此類問題。新型裝配式鋼結構節點如KonXL新型裝配式節點在很大程度上減緩了震動帶來的一系列不穩定因素，以四面多方位連接極大程度上增加了節點的穩固性，而在其材料性能上，根據此新型裝配式鋼結構節點的設計要求和構造需求，柱、梁分別采用Q345鋼作為基礎材料，焊縫則使用了E43型號，螺栓則統一采用10.9級摩擦性24mm直徑的高強度螺栓，摩擦系數0.4，預拉力經檢驗滿足225kN標準，性能指標如表1所示。這種新型節點無論是從材質還是設計層面都達到了新的高度，保障了裝配式鋼結構住宅的安全性，為進一步提高建筑質量和我國的建設事業提供了有力技術保障。

2 裝配式鋼結構新型節點研究中遇到的問題

隨著各種新型的裝配式鋼結構住宅節點的研究不斷深入，越來越多的技術成果不斷被研發出來，可隨之而來的則是越來越多的新的問題。仍以KonXL新型裝配式節點為例，雖然在設計上和材質上我們達到了理論上的最優化，但還是在實驗過程中遇到了一系列不容忽視的問題，雖然有限因素結果模擬和試驗效果大致相同，但是在有限元素分析中還是存在分布不均勻的問題，也在一定程度上影響了KonXL新型裝配式節點的穩固性，但綜合來講KonXL新型裝配式節點的穩固性設計還是可以很大程度沖淡有限元素分布不均帶來的影響的。但是在其他一些裝配式鋼結構新型節點的研究中，這個問題很難得到有限改善和緩沖。隨著我國有效的實用性土地日趨減少，土地資源的節約顯得尤為重要，住宅等建筑的建設大都向高樓層、高密度方向發展，這就進一步提高了對于裝配式鋼結構節點的技術要求，我國所研發的一系列裝配式鋼結構住宅節點還是有許多技術瓶頸有待突破，且為了滿足新時代建筑建設要求，我國對于裝配式鋼結構新型節點的研究還需要不斷達到新高度。我國經濟建設飛速發展的過程中，建筑技術作為經濟建設的重要技術支持和推動力應當盡力克服裝配式鋼結構新型節點研究中遇到的問題，打破研究瓶頸，努力響應新時代下新式建筑的技術要求，使我國裝配式鋼結構住宅進入新的高技術層面。

3 對于裝配式結構住宅新型節點研究的技術分析和建議

3.1 積極采用各種節點加固方法，多種方法配合使用

裝配式結構住宅新型節點研究的重點在于其節點強度的不斷改進，目前已知的用來加強節點強度的方法主要有外移塑性鉸位置，用高沖擊韌性焊縫替代，改進扇形切角的構造，將梁腹板焊直接連接在柱上，對梁翼緣焊縫襯板進行缺口效應處理等方法，在裝配式結構住宅新型節點研究中應該充分應用這些有效的技術方法，各種方法相互結合，充分使用研究數據進行參照對比，以求裝配式結構住宅新型節點研究達到新的高度。

3.2 采用多組接觸對充分加固節點

多組接觸對的使用能夠從各個受力方向和震動類型達到加固節點的作用，接觸對的合理設計和多組接觸對的相互配合可以最大程度的使節點達到穩定狀態，避免節點遭受脆性破壞。本文仍以KonXL新型裝配式節點為例，深入研究其接觸對構造，KonXL新型裝配式節點中的三組接觸對的結構方式和類型如表2所示，各個接觸對各司其職、相互配合，在很大程度保證了裝配式結構住宅新型節點的穩固性和穩定性，提高了節點的抗震能力，避免了由于外界因素所造成的松動等問題，極大地提高了節點的安全性能，使節點處于受力平衡中穩固存在不被輕易破壞。

表2 三組接觸對

3.3 滿足模型邊界條件，嚴格參照模型試驗數據

滿足模型邊界條件是新節點技術研發的基本要求，這一條件規范了裝配式結構住宅新型節點的承受力標準和抗震能力標準，對此，裝配式結構住宅新型節點的研究應該嚴格參照裝配式結構住宅新型節點的實驗數據與模型邊界條件進行有效對比，使裝配式結構住宅新型節點能夠滿足基本的使用條件。仍以KonXL新型裝配式節點為例，在研究過程中KonXL新型裝配式節點都嚴格滿足了模型邊界條件，并對自身的實驗數據進行了詳盡探討，模型邊界條件的滿足使KonXL新型裝配式節點能夠有效的被投入裝配式鋼結構住宅的使用，使KonXL新型裝配式節點具備實效作用并切實投入生產使用之中，使其能夠被裝配式鋼結構住宅建設充分應用。

3.4 充分應用節點破壞模式，多方面因素共同考慮

充分應用實驗室試驗，對節點進行設計的同時也要不斷應用節點破壞模式進行研究檢驗，向節點施加不同形式、強度的力觀察節點破壞效果并得出有效數據，在節點設計中盡量加強薄弱之處，與其他方面的因素相互參考對照，使裝配式結構住宅新型節點在研究過程中不斷得到提高，追求各方面技術瓶頸的突破使裝配式結構住宅新型節點達到新的技術高度并在實際使用中確保安全性和穩定性，為國家經濟建設和改善民生建設提供有效助力。本文仍以KonXL新型裝配式節點為例，深入研究其實驗數據，采用節點破壞模式，聯系多方面影響因素進行探討，得出客觀真實的破壞模式分析，提出了一系列改進方法切實提高節點質量，使KonXL新型裝配式節點科學有效且具有實用性。

4 總結

近年來，我國裝配式鋼結構新型節點研究獲得了顯著成績，并獲得了多項研究成果，在實際應用中，我國在裝配式鋼結構住宅新型節點這一方面具有很大優勢，這在很大程度上促進了我國的經濟建設并改善了民生，為人民生命財產安全提供了新的技術性保障。但是我們并不能滿足現狀，應在后續的使用中逐漸發現問題和不足，滿足不斷產生的新的要求，不斷提高我國裝配式鋼結構住宅新型節點的技術水平，為我國的建設和發展提供有效的技術支持。