裝配式混凝土框架結構連接節(jié)點抗震性能研究進展

徐文濤

新疆大學建筑工程學院（830047）

在我國大力推進建筑工業(yè)化和住宅產(chǎn)業(yè)化的背景下， 裝配式混凝土框架結構是實現(xiàn)綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展和提高生產(chǎn)效率的重要發(fā)展方向。預制結構抗震設計的重點是提高預制結構的整體抗震能力。 在預制混凝土結構中，節(jié)點是傳遞荷載和耗散抗震能量的關鍵部位。預制混凝土結構是一種結構體系，由于其施工平面布置靈活，梁、柱等構件易于標準化，在預制施工中得到了廣泛的應用[1]。 自20 世紀90 年代以來，國內外學者提出了幾種適合于地震區(qū)使用的新型節(jié)點構件連接方式，并進行了一系列的試驗研究和理論分析。文章針對框架內預制混凝土節(jié)點及其性能進行了研究和探討，歸納了框架內預制節(jié)點的連接形式、新型施工方式及相關試驗結果， 梳理了框架內預制混凝土節(jié)點結構、預制混凝土結構節(jié)點連接研究的脈絡。

1 裝配整體式框架節(jié)點

目前，裝配式混泥土框架結構主要可以分為裝配整體式框架結構、預應力拼接式框架結構以及全裝配式框架結構三大類。裝配式混泥土框架結構的節(jié)點可以分為兩個不同的維度， 一是裝配式框架結構運至現(xiàn)場后澆疊合層混凝土，另外一種是鋼筋錨固后澆混凝土的方式，從而實現(xiàn)結構間的連接。

1.1 梁 - 柱節(jié)點

裝配式框架結構的關鍵因素是其梁結構和柱節(jié)點，同時，梁結構和柱節(jié)點也是整個裝配式框架結構中最薄弱的環(huán)節(jié)，因此，梁結構和柱節(jié)點對裝配式框架結構的抗震性起到了尤為重要的作用。

1.1.1 鋼筋錨固或搭接連接

目前國內外學者針對鋼筋錨固或搭接連接，從不同的維度進行研究并取得了一定的科研成果。 如谷偉等提出了一種新型后澆整體式拼接節(jié)點， 該節(jié)點梁端預制成階梯形狀，鋼筋連接采用掛鉤方式，在拼接處澆筑高強度等級的混凝土；還有學者等提出了一種采用U 形梁殼的預制梁柱節(jié)點，該節(jié)點將預應力混凝土梁殼固定在預應力混凝土柱的混凝土保護層上。

1.1.2 灌漿套筒連接

裝配式混凝土結構鋼筋連接的另外一種常見方式為灌漿套筒連接。 灌漿套筒連接目前在我國的應用較為普遍。 在現(xiàn)狀條件下，灌漿套筒連接主要分為全灌漿套筒連接和非全灌漿套筒連接（即半灌漿套桶連接）兩種方式。 全套灌漿接頭主要從上端部分進行灌漿，也可從下端進行灌漿，從而確保連接處的穩(wěn)固性。 高林、章一萍等分別采用擬靜力試驗的方式以及設計不同足尺的裝配式框架梁柱節(jié)點進行試驗，從而驗證了灌漿套筒連接的穩(wěn)定性[2-3]。

1.2 梁 - 梁節(jié)點

混凝土疊合梁在地震區(qū)的應用日益廣泛，是常見的預制混凝土結構形式，具有整體性好、施工速度快、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點，但由于傳統(tǒng)疊合梁的預制部分較少，在施工中需要大量模板和支撐，導致其施工速度優(yōu)勢不明顯。 近年來國內外學者對疊合梁的抗震性能進行了研究。 如薛偉辰及許勇等分別以H 型鋼梁連接和倒T 型預制梁等方式驗證了裝配式混凝土框架結構梁-梁節(jié)點間的水平性[4-6]。

1.3 柱 - 柱節(jié)點

柱是框架結構中承受水平和豎向荷載的重要構件。 目前，國內外柱與柱之間的連接可根據(jù)施工工藝的不同分為濕連接和干連接，濕連接是通過加強錨固、 拼接或焊接等方式將上下柱連接在一起。澆筑完混凝土或墊層后，在接縫處將其黏結成一個整體。 預制柱的干接縫通常是通過螺栓連接、焊接等方式實現(xiàn)的，無需現(xiàn)場澆筑混凝土[7-10]。

2 預應力拼接式框架節(jié)點

預制框架結構的梁柱節(jié)點是利用預制框架的約束作用，由梁柱拼接而成。 研究表明，使用預處理梁柱節(jié)點并成排布置，具有良好的強度、剛度和延性，構件在地震作用下的破壞程度較小，殘余變形較小，體積小，恢復能力較好。 董挺峰、王曉菡等學者從不同的維度研究了預應力拼接節(jié)點剛度[11-12]。

3 全裝配式框架節(jié)點

全裝配式框架結構節(jié)點是通過干接縫組裝預制構件的節(jié)點形式。 干連接通常在預處理中進行。接頭插入預制元件中，在裝配過程中通過螺栓或焊接連接。 干連接幾乎不需要澆筑混凝土，從而減少了現(xiàn)場的濕作業(yè)，縮短了施工工期。 部件的維修過程比澆筑結構更方便、更經(jīng)濟[13-14]。

4 結語

文章概述了國內外裝配式混凝土框架結構連接節(jié)點的研究現(xiàn)狀， 介紹了我國在裝配式框架節(jié)點、預應力拼接框架節(jié)點和全裝配式框架節(jié)點方面的研究成果，詳盡地論述了梁-梁節(jié)點、柱-柱節(jié)點、梁-板節(jié)點的抗震性能， 旨在推動我國裝配式混凝土框架結構連接節(jié)點抗震性能層面的研究與實踐。