预制装配式混凝土梁柱节点连接类型及研究现状★

曹思琦 周雁玲 刘嘉琪 董 政

(扬州大学建筑科学与工程学院，江苏 扬州 225127)

1 概述

预制装配式混凝土结构相较于传统的建筑减少了现浇结构的时间，建筑的速度有所加快，并且由于预制装配式构件都可以在工厂进行制作，装配的工序都有严格的要求，所以能够确保房屋的质量[1]。节点作为预制装配式混凝土结构的关键，对于整个结构都有重要的意义，对于保证预制装配式混凝土的质量十分重要[2]。因此，本文对预制装配式混凝土结构节点进行研究，了解节点的连接方式和现状，对于开发设计新的节点结构具有一定的借鉴[3]。

2 梁柱节点的连接分类

预制装配式混凝土的节点分类目前可以分为干连接和湿连接两种类型，湿连接就是指在节点内现浇混凝土使得各个预制构件连接在一起。干连接指在连接点预制钢筋，然后通过焊接的方式连接在一起[4]。

2.1 湿连接

湿连接首先用少量的脚手架支撑住预制梁，将预制板安装在预制梁的上方，然后将预制柱安装到位，将预制梁和预制柱叠合的层面以及节点的核心处布置一些钢筋，再现浇混凝土。湿连接的方法只需要少量的脚手架固定住预制梁，不需要大量的脚手架以及现场模板，减少了现场施工的成本和造价。但是需要在预制梁和预制柱的节点中捆扎钢筋，过度的钢筋捆扎会使得混凝土在浇筑的过程中出现浇筑不严实的现象，影响预制装配混凝土的整体质量，影响整体结构的安全性。

2.2 干连接

干连接的方式相对于湿连接的节点连接更加多样化，可以分为托座式梁柱连接节点，直接搁置连接节点，螺纹连接以及插筋连接[5]。

1)托座式梁柱连接节点。

这种连接方式主要是凭借托座的可靠性进行连接。这种方式根据托座的可靠性可以分为三种。第一种是明托座式梁柱连接节点。这种方式目前在预制钢筋混凝土应用比较多，主要是这种方式的承载能力大，节点的刚性比较好，能够提供良好的结构效能，但是这种连接方式的托座占用面积较大，节点的美观度比较低。第二种是暗藏式混凝土托座式梁柱连接节点。这种方式下将预制柱的托座做成了既美观又不占用空间的暗托座，在对于美观要求比较高的建筑中比较常用。但是因为在制作的过程中托座的高度要设计成为与梁同高，所以在节点承载力的设计方面还存在一定的问题，节点连接的局限性比较大。第三种是暗藏式钢托座式梁柱连接节点。这种连接方式是为了改善之前使用的暗藏混凝土托座中承载力不足的问题，在保证节点美观的情况下提升节点的承载力，改善混凝土托座的局限。

2)直接搁置柱顶式连接节点。

这种就是直接将预制梁放置在预制柱的顶端，通过焊接或者插筋的方式促使梁柱连接起来。这种连接方式在制作的过程中是直接连接的，连接的工序比较少并且比较简单，所以在工程施工过程中的造价较少。但是由于其制作比较简单，没有设置专门的托座，所以节点连接的整体性比较差，在工程建筑的使用中只能够用于一些比较次要的构件。

3)其他连接方式。

梁柱节点的连接除了托座式的连接以及直接搁置式的连接，还有螺纹连接，焊接以及插筋等方式。预制装配式混凝土采用焊接的方式主要是为了避免采用传统湿连接方式中的现浇之后需要对混凝土进行养护以及灌浆，这样有利于缩短制作的整体周期。但是焊接在塑性方面的设置较少，所以焊接的节点在使用的过程中容易发生脆性破坏，在后续中要注意防止脆性破坏。预制装配式混凝土采取螺纹连接的方式主要是安装十分方便快捷，操作的难度较低。但是螺纹连接对于后续预制配件的精度要求十分高，并且在整体安装，运输等过程中必须十分小心，如果出现了破坏，其维修的难度十分高。预制装配式混凝土采用刚性连接能够使得各个构件连接成为一个整体，节点能够既传递剪力又传递弯矩，更加有利于提高预制装配式安全性以及稳定性。

3 国内外研究现状

2005年，Kormaz[6]对一种新型装配式混凝土梁柱节点展开研究，节点的悬臂梁从柱边外伸，预制梁和悬臂梁的顶底钢筋进行焊接，最后浇筑现浇段混凝土。结果表明，和传统混凝土节点比较，新型节点的强度与刚度均有较大提高。

2006年，Ertas[7]对五组预制混凝土梁柱节点进行了低周往复荷载试验，分析焊接连接节点与螺栓连接节点抗震性能的差异。试验结果表明，预制混凝土节点具备较为良好的抗震性能，焊接连接节点的层间位移较小，螺栓连接节点的延性及耗能能力更好。

2008年，Kulkarni[8]等提出了一种新型装配式梁柱混凝土节点，对其开展荷载试验研究。该节点在梁柱中预埋角钢连接板，采用螺栓连接的连接方式。并通过有限元软件和WK939程序对节点进行模拟，研究梁端纵筋、轴压比、连接板厚度等因素对节点抗震性能的影响，节点如图1所示。

2012年，郭彤等[9]提出了一种腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架节点，制作了14组构件，进行低周往复加载试验。通过槽钢与钢套相对位移产生的摩擦进行结构耗能。试验结果表明，试验结束后，主要的混凝土构件仍然处于弹性状态，具有卓越的耗能能力与滞回性能。螺栓预应力对于节点的耗能有很大的影响，提高摩擦力能够有效地增强节点的耗能能力，节点如图2所示。

孟少平课题组[10-12]对利用顶底角钢耗能的预应力装配式节点(PTED节点)进行研究。试验结果表明，节点具有很强的自复位能力和耗能能力，破坏发生在连接处，结构主体损伤较小。节点的承载力随梁高、初始预应力、角钢厚度和长度的增加而提高。

2018年，俞忠[13]设计了一种装配式钢骨接头钢筋混凝土节点，梁柱内部预埋钢骨，通过螺栓连接的方式完成节点的组装。研究结果表明装配式钢骨接头钢筋混凝土节点具有良好的抗震性能。

4 结语

通过对预制混凝土连接节点分类研究，指出当前预制混凝土连接节点相对于传统的建筑降低了施工的成本，优化了施工组织的设计，对于建筑工业化进程的发展具有重要意义，是未来建筑业发展的重要趋势。而节点作为预制装配式混凝土的关键，目前连接的方式多种多样，但是在连接的过程中还是存在多种多样的问题，并且目前我国对于预制装配式混凝土节点连接没有全面，成熟的分类，还需要施工人员以及研究人员更加深入的研究梁柱节点，完善梁柱的节点连接方式。