裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)抗震性能研究進(jìn)展

徐文濤

新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院（830047）

在我國大力推進(jìn)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(jié)構(gòu)是實(shí)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(yù)制結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是提高預(yù)制結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。 在預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)是傳遞荷載和耗散抗震能量的關(guān)鍵部位。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)體系，由于其施工平面布置靈活，梁、柱等構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化，在預(yù)制施工中得到了廣泛的應(yīng)用[1]。 自20 世紀(jì)90 年代以來，國內(nèi)外學(xué)者提出了幾種適合于地震區(qū)使用的新型節(jié)點(diǎn)構(gòu)件連接方式，并進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究和理論分析。文章針對框架內(nèi)預(yù)制混凝土節(jié)點(diǎn)及其性能進(jìn)行了研究和探討，歸納了框架內(nèi)預(yù)制節(jié)點(diǎn)的連接形式、新型施工方式及相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果， 梳理了框架內(nèi)預(yù)制混凝土節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接研究的脈絡(luò)。

1 裝配整體式框架節(jié)點(diǎn)

目前，裝配式混泥土框架結(jié)構(gòu)主要可以分為裝配整體式框架結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力拼接式框架結(jié)構(gòu)以及全裝配式框架結(jié)構(gòu)三大類。裝配式混泥土框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)可以分為兩個不同的維度， 一是裝配式框架結(jié)構(gòu)運(yùn)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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)間的連接。

1.1 梁 - 柱節(jié)點(diǎn)

裝配式框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素是其梁結(jié)構(gòu)和柱節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，梁結(jié)構(gòu)和柱節(jié)點(diǎn)也是整個裝配式框架結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)，因此，梁結(jié)構(gòu)和柱節(jié)點(diǎn)對裝配式框架結(jié)構(gòu)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(nèi)外學(xué)者針對鋼筋錨固或搭接連接，從不同的維度進(jìn)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(diǎn)， 該節(jié)點(diǎn)梁端預(yù)制成階梯形狀，鋼筋連接采用掛鉤方式，在拼接處澆筑高強(qiáng)度等級的混凝土；還有學(xué)者等提出了一種采用U 形梁殼的預(yù)制梁柱節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)將預(yù)應(yīng)力混凝土梁殼固定在預(yù)應(yīng)力混凝土柱的混凝土保護(hù)層上。

1.1.2 灌漿套筒連接

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)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(yīng)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(jìn)行灌漿，也可從下端進(jìn)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(yàn)的方式以及設(shè)計(jì)不同足尺的裝配式框架梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，從而驗(yàn)證了灌漿套筒連接的穩(wěn)定性[2-3]。

1.2 梁 - 梁節(jié)點(diǎn)

混凝土疊合梁在地震區(qū)的應(yīng)用日益廣泛，是常見的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)形式，具有整體性好、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，但由于傳統(tǒng)疊合梁的預(yù)制部分較少，在施工中需要大量模板和支撐，導(dǎo)致其施工速度優(yōu)勢不明顯。 近年來國內(nèi)外學(xué)者對疊合梁的抗震性能進(jìn)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(yù)制梁等方式驗(yàn)證了裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)梁-梁節(jié)點(diǎn)間的水平性[4-6]。

1.3 柱 - 柱節(jié)點(diǎn)

柱是框架結(jié)構(gòu)中承受水平和豎向荷載的重要構(gòu)件。 目前，國內(nèi)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(qiáng)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(jié)成一個整體。 預(yù)制柱的干接縫通常是通過螺栓連接、焊接等方式實(shí)現(xiàn)的，無需現(xiàn)場澆筑混凝土[7-10]。

2 預(yù)應(yīng)力拼接式框架節(jié)點(diǎn)

預(yù)制框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)是利用預(yù)制框架的約束作用，由梁柱拼接而成。 研究表明，使用預(yù)處理梁柱節(jié)點(diǎn)并成排布置，具有良好的強(qiáng)度、剛度和延性，構(gòu)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(fù)能力較好。 董挺峰、王曉菡等學(xué)者從不同的維度研究了預(yù)應(yīng)力拼接節(jié)點(diǎn)剛度[11-12]。

3 全裝配式框架節(jié)點(diǎn)

全裝配式框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)是通過干接縫組裝預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)形式。 干連接通常在預(yù)處理中進(jìn)行。接頭插入預(yù)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(jié)構(gòu)更方便、更經(jīng)濟(jì)[13-14]。

4 結(jié)語

文章概述了國內(nèi)外裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀， 介紹了我國在裝配式框架節(jié)點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力拼接框架節(jié)點(diǎn)和全裝配式框架節(jié)點(diǎn)方面的研究成果，詳盡地論述了梁-梁節(jié)點(diǎn)、柱-柱節(jié)點(diǎn)、梁-板節(jié)點(diǎn)的抗震性能， 旨在推動我國裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)抗震性能層面的研究與實(shí)踐。