装配式框架结构连接形式综述

刘杨　张颖　张晓民　张华岗

摘 要：随着我国城镇化的推进，对住宅建筑的数量和质量要求越来越高，住宅产业化是推动我国城镇化的重要途径，而预制装配式混凝土结构的技术发展是实现住宅产业化的重要手段，而构造合理的梁柱连接形式又是预制装配式混凝土结构研究和推广的重中之重。本文对近年来国内预制装配混凝土框架结构梁柱节点的连接形式进行了小结。

关键词：装配式混凝土 框架结构 连接

我国是个人口大国，我国正在实施城镇化的建设，未来城镇人口会越来越多，住宅不论是对国家经济还是对普通人民的生活都产生了巨大的影响，这就对住宅有很大的需求，同时还要保证住宅的质量，故提高住宅质量、降低住宅成本、减少建设中对环境的污染、加快生产率，成为建筑界人士的重要任务，因此提出了把住宅建设进行产业化，即在工厂批量生产各类构件，然后到现场进行组装。我国的城镇化政策需要住宅产业化来实现。预制装配式砼结构与传统的现浇砼结构相比有现场湿作业量小、劳动量小、生产率高、节约材料、环境污染小等众多优点。因此预制装配式砼结构的技术成熟度成为未来我国实现住宅产业化的重要支撑。

其实预制装配式混凝土结构并不是新兴的结构形式，在我国20世纪七、八十年代有广泛应用，但那时候的预制装配式混凝土结构有很多缺陷，如最致命的是：整体性和抗震性比较差，当地震来临时往往会发生严重破坏甚至坍塌。特别是1976年唐山的7.8级大地震，装配式结构遭到严重破坏，基本全部倒塌，给国家和人民带来巨大损失，死亡人数名列20世纪世界地震史死亡人数第二，仅次于海原地震。唐山大地震导致人们产生了对预制装配式混凝土结构安全性的怀疑，这极大的阻碍了装配式混凝土结构的研究和推广。装配式混凝土结构主要有装配式板墙结构、装配式框架结构、混合结构等结构体系。装配式框架结构有制造率高、施工简单、布置灵活、节材环保等优点，是装配式结构体系汇总应用较为广泛的。后来中国建筑科学研究院等单位对装配式框架结构进行了研究，认为装配式框架结构抗震性能可以达到整体现浇结构抗震性能。对于装配式框架结构，框架节点将预制梁柱连接成一个整体，连接节点起荷载传导和抗震耗能的作用。在住宅产业化建设中，承力构件的连接部位是装配式框架结构能否推广的决定性因素，因此研究连接部位合理的连接形式是重中之重。

一、构件的连接从施工方法可以分为湿连接和干连接

“湿”连接：预制的梁、柱或T形构件先在接合部位使用钢筋连接，再浇筑混凝土把构件连成整体框架的连接方式。由于这种连接仍需现场支模、现浇混凝土以及要对混凝土进行养护，虽然比整体全部现浇的结构要快，但施工速度和成本仍然不理想。于是日本提出了“干”连接的连接方式，即在连接时完全不使用现浇混凝土，完全靠钢筋或拉杆等进行连接。干、湿连接在受力变形上的不同点：在湿连接框架中，设计时考虑出现的塑性变形不设置在连接区（连接区保持弹性状态），而尽量出现在构件本身；在干连接框架中，，则是构件本身保持在弹性状態，设计时考虑出现的塑性变形往往出现在连接区。

1.湿连接主要有图1所示三种构造。

2.干连接主要有预应力筋连接、混合连接、延性杆连接、牛腿式连接等。在预制梁和柱时提前在构架中预留孔道，到现场安装时预应力筋穿过孔道后进行预应力张拉，梁柱间的接缝使用灌浆进行封实，如图2。

预应力筋连接有个缺点是耗能能力不强，而普通钢筋耗能能力要好于预应力筋，故在连接的节点上增加普通钢筋，来增强耗能能力，简称混合连接，如图3。其实为了达到增强耗能的目的，可以在节点增加阻尼器或安装具有耗能能力的其他设备，但增加的耗能设备要具有安全度高、施工简便、成本低廉、易维护等可实用性的优点才能被广泛推广。延性杆连接：在梁端顶部和底部剃除一部分混凝土，梁端像一个“凸”字，并在梁端预埋连接块（如钢板），且预埋块与梁内的高强钢筋连成整体，起到固定作用。同时在柱中预埋延性杆（杆两端带有杯状端头，杯中设有丝扣），使用高强螺栓和梁端连接块体进行连接，如图4。。在螺栓末端可以加设带有橡胶的垫板，以增加节点的变形能力，但橡胶的厚度选择要合适。

二、结语

湿连接能够保证连接节点的抗震性能，与现浇节点的抗震能力无异，但需现浇部分混凝土，施工未完全简便。预应力连接、混合连接、延性杆连接、牛腿式连接都有一定的变形能力，地震作用下构件破坏小，塑性变形都集中发生在梁柱结合处；混合连接耗散能力较强；螺栓连接节点刚度弱、变形能力大、整体性较差。干连接无需现浇，而且具有良好的抗震性能，但是应用中还存在关键技术不成熟，干连接不同连接形式的缺点有待进一步解决。新的、性能更佳更具实用性的连接形式有待提出。

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