裝配式建筑可優化方向簡述

宋學松 楊定國 李江南 周多志

（銅陵學院建筑工程學院，安徽 銅陵 244000）

0 引言

改革開放以來，我國總體經濟得到飛速發展，城市與鄉村對的建筑日新月異。同時隨著工業技術的快速進步，傳統的現澆建筑已經漸漸的滿足不了發展的需要，相比與此，裝配式建筑在節約建筑材料，施工周期，對環境的影響方面有很大的優越性，儼然裝配式混凝土結構已經成為現代建筑行業的必然選擇。根據一些震害表明，目前的裝配式建筑有較好的抗震性能，但在大震的情況下的破壞仍然比較嚴重，對裝配式節點的處理研究和保證施工質量對裝配式的整體性起決定性作用，因此對這兩方面討論其可優化方向有著重要意義。

1 施工優化

現階段裝配式建筑中，節點連接多選擇干連接，其組裝迅速，施工簡單、便捷。但干連接的節點整體性和塑性遠不能和現澆節點相等同。而濕連接的施工工期較長，流程較繁瑣，工序較多。但其連接的構件整體性和塑性卻能與現澆節點相等同。若將其施工流程簡化，該連接也可大范圍使用于實際的施工之中。早在機械零件制造中便有翻邊的思想，現階段的混凝土結構構件中也有翻邊梁的制作和創新。在預制混凝土構件時，在節點連接處預留凹口、翻邊，在組裝現場加以把控，翻邊處在后期澆筑混凝土時當做模具，節省支模的工序和時間。大大提高施工效率。

圖1 開口箍筋翻邊梁示意圖

圖2 節點構造

林峰、張智等[1]的結果表明：采用組合箍筋的構件在破壞時與常規封閉箍筋相等同。故在預制構件的配筋設計過程中采用組合箍筋。加密區選擇封閉箍筋，非加密區選擇開口箍筋。以提高后期施工的效率。

現階段我國裝配式安裝大多是傳統吊裝，而這種方式成本高，精度低，裝配速率慢。在施工過程中產生很大的困擾特別是對于調整吊裝過程中的誤差更是花費大量時間。因此對于新型的裝配式安裝方法設計的研究就更為迫切。

高路恒的研究結果[2]中指出這棟裝配式建筑所采用的柱箍支撐架輔助梁柱節點

的吊裝很好的解決了梁柱節點吊裝效率低，節點標高控制難的問題。即使用柱箍支架包括鋼角撐和鋼柱箍來協助吊裝，鋼角撐用于預制梁的就位支撐，鋼柱箍作為支撐架的承載支點，提高梁柱間安裝精度和安裝速度。

王進，李文亮，蔣星宇等人[3]的研究是從預制梁柱下手，通過預制柱設有一體向外延生的牛腿，牛腿上設有凹槽且于預制梁長度方向垂直，預制梁端部下表面設計一個與之對應的凸起最后通過螺栓固定使梁和柱連接。這種方式直接通過對梁柱的設計解決了吊裝過程中對于標高控制難，提高安裝的速度。

圖3 節點示意圖

根據張曉勇[4]研究中對宜興首個裝配式建筑進行分析，發現該工程在處理梁柱節點時采用梁柱使用相同的工字鋼，使梁柱在同軸線上連接且使用螺栓夾板方式連接。這種連接方式提高了節點處的抗彎、抗剪、承重能力，同時提高了安裝精度和安裝速度并且他們還在此基礎上提出了在梁的兩端型鋼上固結若干鋼筋、栓釘、抗扭構件等提高節點抗扭、抗剪能力。

2 節點優化

現階段我國裝配式建筑連接方式的研究主要集中于梁柱節點情況，對于墻板的連接研究較少，同時在施工過程中往往忽視了墻板在建筑安裝過程中節點的連接技術，導致技術發展緩慢。因此迫切需要新型的墻板連接方式來滿足快速發展中的裝配式建筑。

在陳燕友[5]研究結果中提出，新型的連接方式對墻板連接會產生巨大影響。這種“軌道式鍵槽板墻”的新型連接方式使得墻板和梁、柱、板的連接更加牢固。這種方式在梁柱處設置軌道，在墻板處設置鍵槽，并在最后用其他材料進行密封處理，保證了安裝的便捷性與整體結構的穩定性。

馬少春[6]提出了另一種墻板之間的連接，在裝配式墻板水平方向上開孔并增設鋼筋, 改進了已有墻板的受力特點, 成為抗側力剛度相對較強的受力構件, 并且有利于節點的連接。這種連接方式不僅優化了節點，同時也大大增強了墻板的抗震性能。

據張錫治[7]研究中提到，異形柱節點區受剪承載力比矩形柱的低，容易發生脆性破壞，是異形柱結構的薄弱部分。其實對于裝配式結構的節點薄弱一直是普遍存在的問題。在經過對節點受力性能研究和對節點破壞分析之后，發現混凝土構件節點核心區混凝土在靜力荷載作用下易發生剪切斜壓破壞。所以在滿足混凝土結構的配筋率要求之下，對核心區混凝土配箍率的調①整影響著構件及節點區的承載能力和抗震性能。在經過對抗震性能實驗之后，對節點區鋼筋的應變進行分析，考慮到為使結構受力明確傳力簡單，作者提出了在裝配式結構節點的核心區內增加X 形的鋼板以提高節點區的承載能力和變形能力，以保證結構在地震作用下也能保持較好的受力性能。增加的X 形鋼板能有效的改善節點的延性，提高節點的耗能能力和屈服剛度。在荷載作用下，節點的核心區混凝土未發生開裂之前構件內的鋼筋發生較小的應變，在混凝土開裂之后，箍筋發生較大的應變而屈服導致結構破壞，對于增加了X 形鋼板的節點區，混凝土開裂后X 形的鋼板發生的應變大于箍筋，防止箍筋先屈服。X 形鋼板與核心區混凝土一起承受剪力減小箍筋應變，從而提高節點的屈服剛度和耗能能力。

任爭爭等人[8]提出通過長桿螺栓連接節點核心部位，并施加相應的預應力提高節點的剛度、變形能力和承載能力。充分的運用預應力構件的變形恢復能力，改善裝配式框架結構的節點部分。同時螺栓連接也可以極大地簡化施裝配式建筑的施工程序、提高施工效率。

圖4 節點連接示意

3 結語

(1)對裝配式建筑節點研究對實現與現澆建筑等同有著重要意義。

(2)考慮裝配式建筑的施工優化對增加施工安全性、減少環境污染、增加施工速度等方面具有積極意義。

(3)關于裝配式建筑墻板連接的研究不夠深入，需進一步加大研究力度，改進連接方法。

(4)對裝配式建筑優化的方向還有很多，如材料、構件模塊化等，同樣對裝配式建筑發展有重要意義。