装配式混凝土结构节点抗震性能研究综述

（嘉兴职业技术学院，浙江 嘉兴 314036）

0 引言

近年来，随着社会的进步与发展，现浇方式已经不能完全适应社会的发展需要，建筑行业迎来了新的发展机遇，逐渐向技术化、节能化以及无污染方向发展。装配式建筑凭借减少施工污染、节约能源、提升劳动生产率等优点，装配式建筑得到大力发展。装配式混凝土框架结构的节点区域是其薄弱部位，节点的连接技术将直接影响整体结构的稳定性和抗震性，决定着装配式建筑的进展程度，因此，研究装配式混凝土结构节点的抗震性能成为装配式框架结构的重中之重。

1 装配式混凝土节点连接方式概述

1.1 套筒灌浆连接

套筒灌浆连接技术是指带肋钢筋插入内腔为凹凸表面的灌浆套筒，通过灌浆孔向套筒内灌注专用高强灌浆料，灌浆料填充内部间隙，灌浆料凝固后将钢筋与套筒连接结合为一有机整体。

1.2 浆锚搭接连接

浆锚连接技术是指将预留构件后插入钢筋部分增设的预留孔道，钢筋插入孔道后，并注入灌浆料达到钢筋搭接连接，搭接钢筋外圈的混凝土可用螺旋钢筋加强，混凝士受到约束，从而使得钢筋搭接可靠。

1.3 预应力连接

预应力连接技术是指在预制构件在预制阶段时预留孔洞，现场施工时将张拉后的预应力筋穿过孔道，预应力筋将各个预制构件在节点处牢牢的连接在一起，并在拼缝处采用灌浆料填实，从而形成整体。

1.4 螺栓连接

螺栓连接技术是指在预制构件中预先埋设螺栓，构件运送至施工现场后，通过螺栓将构件锚固连接成一整体，通过摩擦使构件满足承载能力的要求标准。

1.5 焊接连接

焊接连接技术是指在施工现场通过加热、加压等作用，实现部件连接成建造时需要的结构方式。焊接连接方式对施工人员的焊接技术具有较高的要求，不然连接节点的质量难以得到保证。

1.6 牛腿连接

牛腿连接技术是指通过钢筋与连接的机械咬合作用向其他部件传递竖向力，提高连接点的承载力，从而保证装配式混凝土结构的坚固性和抗震性，因此牛腿连接节点强度高、施工便捷，在预制装配式结构中的应用相当普遍。

2 国内外装配式节点抗震研究现状

2.1 国内研究现状

2006年，董挺峰、李振宝[1]对无粘接预应力装配式节点的变形恢复能力进行试验研究，证明无粘接预应力装配式节点具有良好的抗震性能，且变形恢复能力极强。

2007年，李贤[2]等通过设计2 个足尺端板高强螺栓连接的狗骨式削弱钢梁-钢筋混凝土柱节点试件进行伪静力试验来研究其抗震性能和破坏形态，试验表明该节点的变形能力和耗能能力较高，具有较好的延性和抗震性能。

2008年，吕西林、范力[3]等人对混凝土节点中的焊接部位开展试验研究，试验过程中梁柱间未产生滑移。同时对螺栓连接的预制式结构进行了拟动力试验，试验结果表明：预制混凝土框架结构滞回曲线饱满，具有良好的抗震性能。

2009年，罗昱[4]对“狗骨式”节点在钢骨混凝土结构中的抗震性能进行试验研究，证明“狗骨式”节点符合“强节点”的设计原则，以在实际工程中推广应用。

2010年，王文明[5]等人采用足尺模型试验方法对装配式混凝土框架边节点的抗震性能进行研究，研究发现预制混凝土结构梁柱叠合板边节点构件与现浇结点相比，破坏时裂缝宽度较大，但滞回曲线形状相似。

2011年，柳炳康[6]等人采用低周数据试验的方式对两层的预制式混凝土进行研究，预应力装配式框架可实现“强柱弱梁”的破坏模式，为今后预制装配式预应力框架结构设计方法提供参考。

2012年，孙晓阳[7]等人选取了预制全装配式框架结构中三处节点进行数值模拟分析，结果表明由于预制构件自身存在的一些缺陷，装配式节点的整体抗震性能和现浇结构相比具有一定的差距。

2013年，张大长[8]等人对采用两种不同施工方法的现浇预制装配式钢筋混凝土T 型边节点进行低周反复试验，研究表明新型装配式T 型节点抗震性能与现浇节点几乎一致,能够满足装配式框架结构的抗震设计要求。

2014年，张爱林[9]提出一种新型的装配式方钢管柱桁架梁节点并进行了试验研究，搜集分析了节点刚度、强度、延性等性能指标。

2015年，程蓓[10]等人将螺栓、预制梁柱节点以及梁中预埋型钢构件连接为一体提出一种新型节点并开展试验研究，试验得到节点破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性等相关参数，建议改变套筒连接的位置以提高装配式节点的抗震性能。

2016年，伏焕昌[11]等人采用数值模拟技术，将采用了金属消能器的梁柱节点与现浇框架结构进行对比分析相比，发现装有金属消能器的梁柱节点具有加强的抗震性能。

2017年，于建兵、郭正兴[12]等人提出了一种新型钢绞线锚入式预制框架节点，将附加钢筋在节点周围设置可以极大改善装配式结构的极限承载能力和变形能力，满足抗震规范的要求。

2018年，黄朗等[13]对3 个套筒灌浆连接和3 个螺栓连接预制混凝土柱开展低周反复荷载试验，试验表明套筒连接节点的承载能力、延性、耗能能力要优越于螺栓连接节点。

2019年，王静峰[14]等人装配式圆中空夹层钢管混凝土组合框架节点的抗震性能和破坏机理进行进行了4 个中柱节点的水平低周反复加载试验。

郭海山[15]等提出了一种新型后张无黏结预应力装配式梁柱节点，并进行了低周往复荷载作用下梁柱节点试验，研究表明新型后张无黏结预应力装配式梁柱节点结构的自复位能力较好，损伤程度更低，抗震性能满足要求。

2.2 国外研究现状

1993年，Priestley[16]对无粘结预应力拼接节点开展研究分析，在产生较大变形的情况下，无粘结预应力拼接节点具有良好的复位能力。

1995年，LOO,Y.C[17]对带牛腿后浇式节点、不带牛腿后浇式节点及现浇节点进行对比试验，结果证明，带牛腿节点的抗震性能优于不带牛腿节点，且两种节点的延性强度高于现浇节点。

1999年，EL-SHEIKH M T[18]对后张无黏结预应力预制框架与混合预制框架的抗震性能开展了相关理论研究，给出了相关设计方法的建议，设计良好的后张无黏结预应力预制框架具有较好的抗震性能。

2005年，Blandon[19]等人采用二分之一缩尺的方式对两层预制混凝土框架进行了试验研究，并开展了相关数值模拟研究。研究发现，混凝土的结构进行改善之后可大大提高其抗震能力。

2006年，Ertas[20]等人对叠合现浇连接、复合焊接连接及螺栓连接形式的节点进行低周试验，研究发现螺栓节点对于增强和改善混凝土的抗震能力具有很大的帮助，综合对比各节点抗震耗能能力等情况，螺栓连接节点可运用于高地震区。

Riva[21]在低周反复荷载作用下对套筒灌浆连接试件与杯型基础连接试件开展研究,研究发现两种节点的抗震性能相关参数大体一致，但破坏形态不同。

2008年，Amaris[22]提出了一种拉压屈服耗能连接件，该连接件是通过将耗能连杆放置在试件外部，运用熔断机制进行耗能。但是由于轴力传递不够直接及耗能连杆的约束不足，转换块容易出现锚固失效的情况，该连接件的耗能连杆只允许采用较小的截面尺寸。

2009年，Mustafa[23]等人采用数值模拟方式与试验方式相结合对预制式混凝土连接方式进行研究，发现两种结构在初始刚度及强度等方面存在较大误差。

2012年，LING[24]等人对使用灌浆套筒连接节点的试件进行试验研究，发现套筒内径的减小以及钢筋埋入长度的增大对节点的承载能力有重要影响。

2013年，L.F.Maya[25]等人采用分阶段的方法对含纤维的混凝土预制梁进行了相关试验研究，研究表明：连接点的长度增大能提高预应力件的承载能力；采用封闭箍筋的方式能提高混凝土的抗剪承载。

2017年,Girgin[26]提出一种由柱上牛腿与预制梁端底部纵筋焊接的钢板搭接组成的新型节点,并进行试验研究,试验获取了节点试件的强度、刚度、滞回曲线、耗能能力等相关指标，并对该节点抗震性能进行评价。

3 总结

1.目前，我国装配式混凝土结构的抗震性能的提高主要方法是通过改变节点的连接方式或改善连接点处的性能。

2.目前，我国装配式混凝土框架结构节点的形式众多，虽然装配式混凝土框架结构节点可以做到等同现浇，但真正做到“强节点，弱构件”抗震要求的较少。

3.目前，装配式混凝土结构抗震性能较好的连接节点都需要在施工进行浇筑混凝土，不符合工业化发展方向。

4.我国对于装配式混凝土框架结构节点连接部位的设计理论研究基础较为薄弱，缺乏相关配套的设计及标准规范。