裝配式整體混凝土結構抗震性能研究進展

王闖

寧波華聰建筑信息科技有限公司 浙江 寧波 315000

引言

21世紀以來，隨著技術的進步和國民經濟不斷發展，暴露了我國傳統建筑行業存在的大量人力資源，浪費了高效、低污染和嚴重的環境，這使我國傳統建筑行業面臨著一系列的挑戰。因此，我國需要尋找新的生產方式來改善現狀，在國家政策指導下，大力發展綠色建筑，使我國的建筑工業有了新的發展機遇，全面促進我國的建筑工業化發展。

傳統的現澆混凝土建造是我國使用最廣泛的一種建筑方式，裝配性建筑是利用預制結構在工地上拼裝而成的，與傳統現澆混凝土建筑有明顯的區別，即采用預制結構。是建筑方式發生的重大變化，對于推動建筑工業與信息產業化相結合是非常有利的。隨著建筑工業化的不斷發展，裝配建筑已成為中國建筑工業化發展的重要形式。預制式裝配結構施工安全，高效施工、低成本施工。節約能源、環境保護、可持續發展的特點，因此被稱為裝配建筑的綠色，成為全國大力推廣和發展的一種新型綠色建筑結構。

1 裝配式混凝土結構概述

鋼板籠混凝土結構作為一種新興的結構形式，在二十世紀初由美國科學家Mohammad Shamsai最先根據大量的理論研究后提出，該型結構根據鋼筋混凝土傳統形式同原理又同時針對鋼筋混凝土結構的弊端衍生出來。鋼筋混凝土大致是由鋼筋籠骨架承受側向荷載由混凝土填充承受軸向荷載，但由于鋼筋籠是在現場綁扎，所以整體性不強，工人的技術以及場地條件限制，使得施工質量參差不齊，產生較大的誤差。鋼板籠則不同，設計人員只需將設計圖紙交于預制工廠，工廠根據要求在與設計板厚相同的鋼板或鋼管上進行開孔和切割處理后，進行相應的焊接拼裝生產出來。由于都是又一個整體上產生，所以整體性很強。在工廠中機械化自動生成所以質量得到很大的保證，最終完成的構件在承載能力方面達到設計要求，由于鋼板的延性很大，在變形能力方面也可達到要求。

2 裝配式混凝土結構節點抗震性能研究

同濟大學薛偉辰等人以一個六層兩跨框架的實際工程為背景，根據抗震規范中的強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件等原則，按照1∶4的比例制作縮尺模型，并對縮尺后的一榀六層兩跨框架進行擬靜力試驗，亦在模擬分析研究其原型——一個鋼筋混凝土框架柱和現澆混凝土疊合梁的六層兩跨框架的抗震性能。得出如下結論：試件符合強柱弱梁的機制，即在擬靜力的荷載作用下破壞首先發生在框架結構的框架梁上，說明框架的塑性鉸在梁端出現；在梁柱構件出現裂縫等破壞預兆的同時，節點部位特別是核心區并沒有出現等程度的裂縫出現，這也符合強節點弱構件這一抗震原理的要求。對最終生成的荷載——位移曲線，從觀察中可以看出，框架每一層的滯回曲線都存在或多或少的捏縮，這一現象在框架整體的曲線中也有體現，這說明框架具備良好的延性?？傮w來說，這種預制梁搭配現澆柱的組合框架形式，體現出良好的力學特性以及較好的抗震性能，可以滿足設計震害的要求，即這種設計施工方法是切實可行的。

3 裝配式混凝土整體抗震性能研究

2004 年，歐盟發起了“Seismic Behavior of Precast Concrete Structures with Respect Eurocode 8”項目，在seelsa兩個實驗室基地進行了許多有關大型裝配式和預制鋼筋混凝土建筑結構中的抗震防御能力的課題研究。研究成果該項目是通過擬動力測試對預制的裝配框架進行研究，以提高整體的抗震能力。結果顯示，這些預制的框架具有良好的抗震能力，最大層間移率達到了8%。在與現澆框架的對比測試中，預制框架較現澆框自振周期稍大，變形大、延性小，但兩者的抗震力大致相同。

張銳對裝配整體式混凝土框架結構進行低周往復加載試驗與有限元模擬分析。結果表明，傳統裝配整體式混凝土框架試件與新型延性構造裝配整體式框架試件，都有穩定的滯回性能和良好的延性。在大震作用下具有良好的耗能能力，能夠滿足于地震設防區應用的要求，且裝配整體式混凝土框架結構基本周期和最大層間位移角大于現澆結構，節點時程的最大樓層位移和層間剪力略小于現澆結構。總體而言，該裝配整體式混凝土框架結構表現出近似現澆結構的整體抗震性能。

4 結束語

盡管國內有關研究機構已經建立了修訂的預制混凝土結構規范和建議框架，但新的裝配體系卻是發展更為重要的方向，特別是對于高烈度地震區普通居民和周邊城鎮及農村建筑，更需要發展新的經濟型居民結構系統，對其抗震能力進行研究，并建立了相應的計算法，以便進行分析和計算。通過合理的方式評價結構性能，合理的設計并采取有應的保護措施，提高了建筑結構或部件自身抗倒塌能力，從而實現良好的社會效益和經濟效益。裝配混凝土結構的建筑，可節約社會資源和能量，在建筑過程中實現低能量和少排放，減輕建筑垃圾對周圍環境的不利影響，實現“四節一環?！卑l展需要，從而推動我國建筑及相關行業的發展。