淺談裝配式建筑結構研究

蔡占軍

摘 要：建筑節能減排，是我國目前行業發展的需求，為了響應這一發展需求，預制裝配式建筑結構已成為當下工程中的熱門 問題。我國處在地震多發帶，地震在目前又是無法預測的，裝配式結構的抗震性能必須保證人們的安全。本文簡單介紹了裝 配式建筑的發展，總結了部分專家學者對節點連接方式和裝配式剪力墻的抗震研究。

關鍵字：裝配式； 剪力墻； 節點連接

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0097-01

引言

我國的傳統房屋建筑基本上是現場澆筑混凝土的方式。現澆式混凝土結構工期持續時間長，需要養護時間，污染較嚴重 ，污染包括空氣污染和噪音污染，從2011 年開始，我國霧霾情況越來越嚴重，現澆混凝土揚塵會使霧霾變得嚴重；每年高考期間，我國都限制工地夜間施工。我國目前人口狀態呈現老齡化趨勢，現澆混凝土結構需要的工人也很多，老齡化人口必將不能滿足建筑施工所需要的工人人數。現澆結構的弊處已經慢慢被大眾了解。地震是不可避免的，同時不可預測，幾乎每年有國家或地區突發地震，給我們帶來了巨大的人員傷亡和財產損失。對建筑物進行隔震或盡最大能力減少地震能量，達到減少人員傷亡和財產損失的目的。我國推行裝配式建筑的發展，各省市全面啟動試點建設。提高裝配式建筑抗震性能同樣也是我們長期要進行的任務。裝配式建筑在地震中大多數表現為節點連接破壞并最終導致結構整體毀壞。

1 裝配式建筑簡介

裝配式建筑的一些主體混凝土構件是預先大批量的在構件廠中

生產，然后再現場施工作業進行構件的可靠的組裝和安全的連接。與目前仍在施工的現澆混凝土結構相比，就是把一些應該在現澆施 工中形成的構件（如梁、樓板以及柱子），在工廠中提前生產養護，生產之后再運到工地來組建，把構件的各個節點嚴格做好，之后采 取局部的現場施工澆筑的方法將這預制部分聯系起來，形成一個完 整的建筑。

美國的城市住宅結構基本上呈現工業化的發展，出臺了許多嚴 格的建筑行業規范，其中一些在國際上都有一定的影響力；法國是 世界上最早推行使用建造裝配式建筑的國家之一，制定模數協調原 則，成本降低同時效率也有所提高；德國建立了有關規范，因地制 宜去選擇合適的體系，實現綠色環保的理念。

1970 年至 1980 年期間，以裝配式大板住宅體系為主的預制裝 配式結構在我國大量使用。這些結構在安全、使用功能等方面存在 不同程度的問題，在 20 世紀 90 年代已經退出使用。現在，所發展 的裝配式混凝土結構可以滿足現行國家規范的要求 ，比現場整體澆 注的混凝土結構更符合安全性、適用性和耐久性的要求。

2 裝配式剪力墻中節點的連接方式

剪力墻在建筑結構中是非常關鍵的部分，裝配式建筑中剪力墻間的節點連接對結構整體的抗震性能起到至關重要的作用。

根據多位專家學者對預制剪力墻中節點的連接方式的研究可知，預制剪力墻的結構中不容忽視的就是分布鋼筋的連接技術，它是關 鍵技術之一。

2.1 套筒連接

套筒連接是把高強灌漿料注入插有鋼筋的套筒中，套筒內壁有 凹槽。錢稼茹[]等對預制剪力墻進行了試驗，剪力墻采取套筒連接 的方式，并做出抗震性能分析，采用套筒連接的預制墻在傳遞鋼筋 應力方面可以起到有效的作用，各構件的墻底和地梁的交界面均形 成水平通縫，但沒有發生整體剪切滑移。

2.2 漿錨連接

漿錨連接是用鋼筋插入預制構件預先留出的孔洞，其次灌漿料

灌入預留孔。姜洪斌[]等完成了使用約束漿錨方式的鋼筋搭接的連 接試驗。得出實驗結論：漿錨連接安全可靠，而且成本低，可以作 為預制混凝土構件鋼筋連接的方法。使用螺旋箍筋作為搭接約束的 縱筋連接的構件，其破壞狀態有顯改善，不會發生縱向劈裂破壞。

2.3 機械連接

抗震設計規范中規定如果必須在梁端和柱端的箍筋加密區設置

接頭時應選擇機械連接。現階段，連接接頭主要有套筒擠壓連接接 頭、直螺紋連接接頭、錐螺紋連接接頭。機械連接的方法及參數應 參考我國的現行規范。

3 預制剪力墻的抗震性能研究

由于目前科學技術各方面發展能力有限，地震還不能提前預報，

所以我們要進行結構的抗震分析，以免地震發生引起大的傷亡。其 抗側承載力高及抗側剛度大，能夠承擔 80%以上的水平地震作用， 抗震性能對高層建筑的可靠性具有重要的作用。

張微敬[]等發現分布鋼筋采用單排的連接方式的預制剪力墻可 以起到抗震效果；通過錢稼茹[]等的試驗我們可以得知使用套筒漿 錨搭接方式將豎向鋼筋與地梁進行連接，構件的承載能力和變形能 力都有提高 。吳曉龍等將“雙X 型”阻尼器放置在裝配式剪力墻連 梁中部，采用 ABAQUS 建立模型并模擬地震，發現在連梁中設置阻尼 器的剪力墻能夠有效降低地震響應，明顯提高傳統裝配式剪力墻的 抗震性能。劉建[]等利用 SAP2000 建立了計算模型，剪力墻預留接 縫中設置金屬阻尼器，在遇到大震時，設置金屬阻尼器可以減少地 震作用下的層間位移角，并能夠損耗地震能量，減少危害，起到減 震效果，但需要考慮位移阻尼器的參數匹配。

4 展望

目前，我國對裝配式建筑的需求還不大，雖然工程量可觀，但是接受裝配式結構的住戶還不多，我們需要培育市場。但愿可以用 裝配式結構來建設我們的家園，從建筑業內部構件的生產、供應， 到現場施工人員的操作，保證裝配式建筑的工程質量的必要條件。 裝配式結構比現澆結構的工期短，水資源浪費少，材料消耗也降低。 實現裝配構件的就近工廠生產模式，加速新型建筑的推廣應使。

參考文獻

[1] 錢稼茹，彭媛媛等.豎向鋼筋采用不同連接方法的預制鋼筋混凝

土剪力墻抗震性能試驗[J].建筑結構學報2011，32（6）：51-59 [2] 姜洪斌.預制混凝土剪力墻結構技術的研究與應用[J].住宅產

業，2010，9：22-27

[3] 張微敬，錢稼茹等.豎向分布鋼筋單排連接的預制剪力墻抗震性

能試驗[J].建筑結構，2011，41（2）：12-16

[4] 錢稼茹，彭媛媛，張景明等.豎向鋼筋套筒漿錨連接的預制剪力

墻抗震性能試驗[J].建筑結構，2011，41（2）：7-11