裝配式建筑的抗震性能研究

黃承建

摘?要：近年來，裝配式建筑取得了良好發展，和普通鋼筋混凝土建筑工程相比，裝配式建筑對抗震性的要求更高。基于此，本文結合理論實踐，在簡要闡述裝配式建筑的優勢的基礎上，分析了提升裝配式建筑抗震性能的要點，希望對提升我國裝配式建筑抗震性能有一定參考和幫助。

關鍵詞：裝配式建筑;抗震性能;節點連接;隔震

在我國社會經濟飛速發展的背景下，建筑工程施工形式發生了較大變化，傳統鋼筋混凝土建筑工程具有耗能大、施工工期長等缺陷，已經無法滿足新時代發展要求。裝配式建筑具有很高的工業化程度，能耗比較低，施工速度快等優勢，逐步成為建筑工程主要的施工形式。基于此，開展裝配式建筑抗震性能的研究就顯得尤為必要。

1?裝配式建筑的優勢

1.1?工業化程度比較高

和普通鋼筋混凝土建筑工程相比，裝配式建筑可實現工業化裝配， 無論樓面板、墻面板，還是保溫層、承重結構等，都可以在工程預制生產，運輸都施工現場進行拼裝。具有很高的系列化和裝配化，可像普通商品一樣進行批量化生產。

1.2?設計更加靈活

裝配式建筑的外形設計比較自由，可為設計師提供充分的想象空間，且外形比較美觀，可按照實際需求，合理調整和布置跨度及柱間距。非承重墻的設計也比較靈活，可進行良好的室內分區，提升空間利用率，符合現代化建筑工程的要求。

1.3?質量更輕

裝配式建筑和普通鋼筋混凝土建筑相比，最大的特點的自重更輕，其重量不足鋼筋混凝土的20%～50%，圍護結構可選擇輕質墻板，用鋼量比較小，由于自重比較小，對地基的要求并不高，可降低地基處理的成本。

1.4?抗震性能好

由于裝配式建筑多采用鋼結構，強度比較高，韌性強，自重也比較輕，和傳統鋼筋混凝土相比，具有更好的抗震性能。

2?提升裝配式建筑抗震性能的要點

導致裝配式建筑高度一直無法取得重大突破的主要難點是抗震，也是目前制約裝配式建筑穩健發展的關鍵，為保證提升裝配式建筑的抗震性能，可從以下幾個方面同時入手：

2.1?加強裝配式建筑的節點連接

2.1.1?工字型截面柱的拼接接頭

在裝配式建筑施工中應用了大量的柱，在拼接時多選擇剛性節點，由于柱的拼接接頭對位于框架節點的塑性區之外，多布置在框架梁上方約1.3～1.5m位置。為降低預制件運輸的便捷性，降低吊裝難度，在柱吊裝中多采用2層或者3層1根柱的方法，柱的長度控制在12m以下，在接頭連接時可選擇焊接連接，也可以選擇高強度螺栓連接^[1]。在進行非抗震設計的焊縫連接，要采用部分熔透焊縫，并且焊縫的破口有效深度不能低于板厚度的50%，有抗震設防要求時，則要采用全熔透坡口焊縫，以提升柱連接的穩定性，保證裝配式建筑對總體抗震性能的要求。

2.1.2?箱形柱的焊接接頭

裝配式建筑中在箱形柱和下部鋼型鋼混凝土中十字形柱連接時，為保證傳力的平順性，要保證十字柱上的腹板伸入箱形柱中，且伸入長度不能小于200mm，以形成一個較緩過渡段，避免在地震時發生應力集中引發破壞。并在接頭位置，上下處都要設置好焊接栓釘，間距控制在150mm～200mm之間。

2.1.3?次梁和主梁的連接

在裝配式建筑施工中，為最大限度上提升抗震能力，在次梁和主梁之間連接時多通過鉸接的方式連接，將主梁作為次梁的支座，次梁可看做簡支梁。次梁腹板和主梁的加勁板之間通過高強度螺栓進行連接，如果次梁的內力和截面都比較小，也可以直接和主梁的腹板進行連接^[2]。而我國次梁跨數比較多，且跨度較大、荷載較大時，次梁和主梁之間的連接為剛接，將次梁當做連續梁，以降低次梁的總撓度，從而更好的節約鋼材，降低工程造價。

2.2?切實做好隔震處理

2.2.1?軟墊式隔震

為提升裝配式建筑的抗震性能，避免地震來臨時發生較大破壞，在樓層底部需要設置軟墊式隔震裝置，降低裝配式建筑和地面摩擦形成的水平位移。從而延長裝配式建筑的自振周期，減少上部結構側移動變程度，從而保護裝配式建筑免受地震破壞。

2.2.2?滑移式隔震

和軟墊式隔震相比，滑移式隔震的主要機理是利用裝配式建筑和上部結構基礎之間的平滑移動面來降低地震造成的破壞。并在平滑移動面施工中，采用摩擦系數比較小的材料。一旦發生地震，可促使基礎進行水平滑動，解鎖基礎結構，可起到隔離樓層和隔離地面的作用，從而降低地震造成的破壞和影響^[3]。

2.2.3?滑動支座

滑動支座由兩部分共同組成，其一是橡膠片，其二是薄板鋼，促使鋼板邊緣縮入橡膠片中，避免發生生銹。常用的滑動支座包括： 通常疊層橡膠支座、高阻尼疊層橡膠支座等，因為橡膠板上、下兩面的橫向變形遭到剛板的約束，在豎向荷載效果下橡膠板中部處于三向壓力狀態，從而構成很高的抗壓強度。

2.3?加強配件施工質量控制

在框架梁施工中，梁的截面尺寸要符合如下要求，截面寬度不能小于200mm，截面高寬比不大于4，凈跨和截面高度之比不能低于4。配筋率不能超過2.5%。當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，箍筋最小直徑數值應增大2mm。

在抗震墻施工中，厚度不應小于160mm，且不低于層高的1/20，底部加強的抗震墻的厚度不能低于200mm，且不小于層高的1/16。如果底部加強層在1～3層之間，此時，暗柱箍筋之間的間距控制在150mm左右^[4]。

抗震支架結構復雜，涉及到錨固件、加固吊桿、抗震連接構件、管道連接構件等，為保證施工質量，提升裝配式建筑的總體抗震性能，組成抗震支吊架的所有構件應采用成品構件，確保支吊架施工質量符合要求。

3?結語

綜上所述，本文結合理論實踐，研究了裝配式建筑的抗震性能，研究結果表明，裝配式建筑是目前最具發展前景的施工方式，和傳統鋼筋混凝土相比，裝配式建筑具有工業化程度高、自重輕、質量有保證等優勢。為保證裝配式建筑具有良好的抗震性能，可從加強裝配式建筑的節點連接、切實做好隔震處理、加強配件施工質量控制等方面同時入手。

參考文獻：

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[3]黑梅玲，賈穗子.不同節點型式的裝配式方鋼管再生混凝土框架結構有限元分析[J].山西建筑，2019（16）：38-41.

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