摘要：針對目前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)常用的節(jié)點連接方式進行了歸納和總結(jié)，包括螺栓連接、焊接連接、后張預(yù)應(yīng)力連接、套筒灌漿連接、漿錨搭接等五種節(jié)點連接方式，主要從基本原理、國內(nèi)外相關(guān)研究應(yīng)用和質(zhì)量控制措施及展望等三個方面進行了闡述和探討，為裝配式混凝土工程的節(jié)點連接方式選擇提供參考和依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：裝配式混凝土結(jié)構(gòu);節(jié)點連接技術(shù);干式連接;濕式連接

　　0 引言

　　改革開放四十年來，隨著科學(xué)的發(fā)展和社會的進步，人們對傳統(tǒng)建筑行業(yè)弊端嚴(yán)重的現(xiàn)澆生產(chǎn)方式愈發(fā)不滿，迫切地需要一種新型的生產(chǎn)方式來實現(xiàn)住房城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級，而裝配式建筑因其綠色環(huán)保、生產(chǎn)高效、資源節(jié)約等優(yōu)點而備受青睞。自2013年開始，國務(wù)院、住建部和各級政府便大力提倡發(fā)展裝配式建筑。但由于我國裝配式建筑發(fā)展仍處于初期階段，裝配式結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程中暴露了很多問題[1]-[2]，其中節(jié)點連接技術(shù)因?qū)ρb配式結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性影響很大成為了研究的重點[3]-[5]。因此，本文通過查閱大量文獻，并結(jié)合施工經(jīng)驗對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點連接形式進行了歸納和總結(jié)，以使裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點連接技術(shù)能夠更好地運用于實際工程之中。

　　1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點連接形式

　　裝配式建筑是指先通過深化設(shè)計將建筑整體劃分為墻、柱、梁、板等多個結(jié)構(gòu)部件，然后將在預(yù)制場內(nèi)生產(chǎn)好的部件運送至施工現(xiàn)場進行拼裝，進而形成一個整體的建筑。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點是裝配式建筑各部件間的連接樞紐，對結(jié)構(gòu)的整體性能起著舉足輕重的作用，根據(jù)是否需要澆筑混凝土可分為干式連接節(jié)點和濕式連接節(jié)點兩種。其中干式連接是指將不同部件內(nèi)的鋼筋進行連接的連接形式，常見的有螺栓連接、焊接連接和預(yù)應(yīng)力連接;濕式連接是指在各部件連接部位預(yù)留鋼筋連接后后澆混凝土的連接形式，常見的有套筒灌漿連接和漿錨搭接。

　　2 干式連接

　　2.1 螺栓連接

　　2.1.1 基本原理

　　螺栓連接需要先在不同的預(yù)制構(gòu)件端部分別預(yù)埋鋼板和螺栓，然后將預(yù)制構(gòu)件運送至施工現(xiàn)場，在吊裝定位后進行組裝，從而形成一個受力整體，螺栓連接節(jié)點示意圖見圖1。

　　2.1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究及應(yīng)用

　　美國PCI協(xié)會手冊[6]中提出了三種螺栓連接方式，研究發(fā)現(xiàn)前兩種螺栓連接的抗彎及抗剪性能較好，但其節(jié)點處承載能力遭到了削弱。2014年薛偉辰等[7]對采用螺栓連接的剪力墻抗震性能進行了研究，結(jié)果表明：螺栓連接剪力墻表現(xiàn)出較好的總體延性、抗彎和抗剪性能。2017年代領(lǐng)杰等[8]通過一種新型的螺栓連接方式將框架結(jié)構(gòu)的上、下預(yù)制柱進行了連接，并對該螺栓連接節(jié)點的受力性能進行了研究，結(jié)果表明：該結(jié)構(gòu)具有“等同現(xiàn)澆”的承載能力，但抗震性較差。

　　螺栓連接施工方便，操作簡單，有利于節(jié)約工期，主要被應(yīng)用于梁-柱連接、柱-柱連接和墻-梁連接等。目前，裝配式混凝土螺栓節(jié)點連接技術(shù)已被成功地運用于上海城投S7公路項目管理用房項目、上海浦東新區(qū)周康航安置房項目等。

　　2.1.3 質(zhì)量控制措施及展望

　　螺栓連接方式雖然具有綠色環(huán)保、承載力高、可大幅度節(jié)約工期等優(yōu)點，但是其缺點也非常明顯。首先，螺栓連接的精度要求較高，施工誤差對其結(jié)構(gòu)的整體受力性能影響較大，一旦操作不當(dāng)容易在節(jié)點連接部位產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，造成螺栓因承受荷載過大而破壞;其次，螺栓連接方式也存在外漏鋼材銹蝕的風(fēng)險。因此，在招標(biāo)勞務(wù)施工班組時應(yīng)充分考慮其行業(yè)口碑、工人專業(yè)化程度等因素，施工過程中堅持樣板先行的原則，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，降低施工誤差的不利影響;針對鋼筋銹蝕問題，需嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)尺寸誤差，以保證鋼筋保護層厚度，同時注重該部位的檢查和維修。此外，螺栓連接節(jié)點容易在集中荷載的作用下而破壞，因此應(yīng)進一步加強節(jié)點耗能裝置的研究，以增強螺栓連接部位的耗能能力。

　　2.2 焊接連接

　　2.2.1 基本原理

　　焊接連接是一種采用對焊或搭接焊的方法將兩個或多個預(yù)制構(gòu)件的鋼筋或鋼板連接在一起的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點連接技術(shù)。

　　2.2.2 國內(nèi)外相關(guān)研究及應(yīng)用

　　1993年Ersoy U等[9]對分別采用焊接和現(xiàn)澆方式的7個梁柱節(jié)點進行了擬靜力對比試驗，結(jié)果表明：焊接節(jié)點在循環(huán)荷載作用下的力學(xué)性能與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相當(dāng)。2013年王鵬等[10]為了研究焊接連接方式對高強螺旋箍混凝土柱力學(xué)性能的影響，設(shè)計了裝配整體式柱和現(xiàn)澆柱的足尺擬靜力對比試驗，結(jié)果表明：該節(jié)點形式表現(xiàn)出良好的耗能和抗震能力。2016年陳天宇[11]-[12]提出了一種采用焊接連接的裝配式型鋼約束混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，并通過靜力試驗和有限元模擬相結(jié)合的方法對該體系的抗震性能進行研究，結(jié)果表明：焊接連接節(jié)點具有安全可靠、塑性變形能力強和抗震性能好的優(yōu)點。

　　焊接連接節(jié)點基本可以達到“等同現(xiàn)澆”的要求，其承載能力、塑性變形能力、剛度等性能與現(xiàn)澆節(jié)點基本相當(dāng)，主要被應(yīng)用于梁-柱連接、柱-柱連接、墻-墻連接和樓板上下連接等。裝配式混凝土焊接節(jié)點連接技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于低多層裝配式建筑之中。

　　2.2.3 質(zhì)量控制措施及展望

　　焊接連接方式也存在一定的缺點，首先其現(xiàn)場工作量大，對焊縫的質(zhì)量要求嚴(yán)格，焊接質(zhì)量對連接節(jié)點的受力性能影響明顯;其次焊接施工過程中產(chǎn)生的高溫容易破壞混凝土，導(dǎo)致混凝土強度降低，進而造成節(jié)點承載能力降低。因此，應(yīng)在深化設(shè)計階段合理簡化焊接節(jié)點構(gòu)造，減少現(xiàn)場工作量，同時選用技術(shù)水平高的施工人員進行焊接作業(yè)，并采取一定的措施來防止高溫對混凝土的影響。此外，應(yīng)加強耗能裝置的研究，提高節(jié)點的耗能能力。

　　2.3 后張預(yù)應(yīng)力連接

　　2.3.1 基本原理

　　后張預(yù)應(yīng)力連接根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋張拉后是否進行壓力灌漿等操作可分為后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接和后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接。后張預(yù)應(yīng)力連接是指在工廠內(nèi)預(yù)制成形的部件內(nèi)部設(shè)置后張預(yù)應(yīng)力筋導(dǎo)管(后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接可不設(shè)導(dǎo)管)，待裝配式混凝土構(gòu)件運送至施工現(xiàn)場并吊裝定位后對預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力，利用預(yù)應(yīng)力筋對部件的擠壓作用，使不同的部件連接成一個整體。

　　2.3.2 國內(nèi)外相關(guān)研究及應(yīng)用

　　2004年Felipe J.Perez等[13]基于纖維分析模型研究了采用后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接的剪力墻的力學(xué)性能，結(jié)果表明：該模型應(yīng)用于預(yù)測具有較高的準(zhǔn)確性，并提出了一些抗震設(shè)計建議。2011年孫巍巍等[14]對采用后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接的某兩榀八層短肢剪力墻進行了擬靜力試驗，研究了該連接節(jié)點的抗震性能，結(jié)果表明：采用后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接的剪力墻具有“強墻弱梁”的特點，其裂縫主要發(fā)生在墻-連梁結(jié)合部位，其余位置基本保持彈性，有利于地震后的修復(fù)工作。2018年潘鵬等[15]為了研究后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力連接混凝土節(jié)點的抗震性能，設(shè)計了現(xiàn)澆和后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁柱節(jié)點的擬靜力對比試驗，結(jié)果表明：該節(jié)點具有優(yōu)于現(xiàn)澆節(jié)點的承載能力、剛度和變形能力，但其耗能能力較弱。

　　后張預(yù)應(yīng)力連接具有承載能力大、變形能力小、施工工作量少、自我恢復(fù)能力強的優(yōu)點，在某些力學(xué)性能方面更是優(yōu)于現(xiàn)澆節(jié)點，主要被應(yīng)用于梁-柱連接、柱-柱連接和墻-墻連接等。目前，裝配式混凝土后張預(yù)應(yīng)力節(jié)點連接技術(shù)已被成功地運用于上海虹橋商務(wù)商業(yè)社區(qū)項目、北京北辰正方酒店式公寓項目等。

　　2.3.3 質(zhì)量控制措施及展望

　　后張預(yù)應(yīng)力連接具有耗能能力不足的缺點。因此，應(yīng)采取一定的措施增強其耗能能力，例如在節(jié)點連接處設(shè)置耗能阻尼器、摩擦鋼板等耗能減震裝置。但是目前市場上應(yīng)用的耗能裝置安裝復(fù)雜，成本較高，耗能減震裝置空間占用率高的問題也亟待解決，應(yīng)針對以上問題作進一步的研究。

　　3 濕式連接

　　3.1 套筒灌漿連接

　　3.1.1 基本原理

　　套筒灌漿連接[16]在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用十分廣泛，通過將預(yù)制構(gòu)件端部預(yù)留的鋼筋從一端或兩端插入套筒內(nèi)，然后用特制灌漿料填滿，當(dāng)灌漿料凝固后與套筒共同起著連接預(yù)制構(gòu)件的作用。

　　3.1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究及應(yīng)用

　　2012年P(guān)aolo Riva等[17]為了研究套筒灌漿連接節(jié)點的抗震性能，設(shè)計進行了柱-基礎(chǔ)套筒灌漿連接件試驗，結(jié)果表明：套筒灌漿連接的延性和耗能能力表現(xiàn)良好，與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)性能基本相同，達到了“等同現(xiàn)澆”的效果。2018年陳年和等[18]為了研究加載速率對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)半套筒灌漿連接動態(tài)性能的影響，進行了18次動態(tài)拉伸試驗，結(jié)果表明：被連接鋼筋的力學(xué)性能得到了充分利用;動態(tài)荷載對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)半套筒灌漿連接接頭的影響基本可以忽略，在設(shè)計時可不予考慮。2019年葛華等[19]采用試驗和有限元模擬相結(jié)合的方法，分析了各因素對套筒灌漿連接混凝土剪力墻承載力和變形能力的影響效果，結(jié)果表明：套筒位置和數(shù)量對剪力墻承載力和變形能力的影響較小，砼強度、軸壓比、配筋率和配箍率對其影響較大。

　　套筒灌漿連接具有很高的承載能力、良好的抗震和整體性能，可以達到“等同現(xiàn)澆”的要求，主要被應(yīng)用于柱-柱連接和墻-墻連接等。目前，裝配式混凝土套筒灌漿節(jié)點連接技術(shù)已被成功地運用于北京城市副中心職工周轉(zhuǎn)房項目B1標(biāo)段、北京懷柔F2項目等。

　　3.1.3 質(zhì)量控制措施及展望

　　套筒灌漿連接的施工質(zhì)量容易受到施工條件和人工的影響，而且目前所采用的檢測方法無法精確地測出灌漿料的填充飽滿程度，難以控制施工質(zhì)量。因此，應(yīng)選用專業(yè)水平高的施工班組，并合理采用無收縮微膨脹高強度灌漿料以降低材料收縮變形的不利影響，同時利用可靠的方法使灌漿料填充密實以確保灌漿料與鋼筋間的粘結(jié)強度。目前灌漿料飽滿程度無法實現(xiàn)精確測量，在后續(xù)研究中應(yīng)加強套筒注漿新工藝和灌漿料檢測新方法的研究。

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