預制裝配式梁柱節點干濕連接方法研究

王鳳 張敏 陳潔儀 連榕

摘?要：本文分析不同梁柱連接形式在預制裝配式結構中的適用性以及應用方式推薦，通過干式連接和濕式連接不同節點類型的特征描述，指出現有研究未涉及到的研究內容，以期為裝配式梁柱節點施工提出建議。

關鍵詞：裝配式建筑;連接方式;梁柱節點

文章編號：2095-4085（2020）06-0084-02

1?引言

在我國的建筑行業中大多建筑采用的是現澆模式，存在工業化程度低、生產效率低、建筑質量不穩定、建筑材料損耗量大、建筑垃圾量大等問題，與國家的節能、環保政策不匹配。預制裝配式結構作為一種符合建筑工業化生產的結構形式是目前國內外建筑行業發展的新型建筑模式，具有優越的經濟、環境、社會效益和良好的結構性能，日益得到廣泛應用。但由于裝配式建筑主要結構依托于梁柱節點的連接強度，故梁柱節點的連接始終制約著裝配式建筑能否廣泛應用。所以，分析預制裝配式梁柱節點連接性能，進行深入的理論和試驗研究，就顯得尤為重要。根據施工方法，梁柱節點的連接方式可分為濕式連接和干式連接[1] 。本文將對梁柱節點不同的連接方式進行闡述并對比分析其性能。

2?梁柱節點連接方式

2.1?濕式連接

所謂的濕式連接是一種強連接方式，將預制構件運至施工現場，在現場通過現澆模式連接成整體，其連接部位強度較高。在地震作用下，彈性變形一般出現在梁、柱等結構構件（預先設定的塑性鉸）上，梁柱連接部位不發生破壞。這種結構在地震作用下依靠梁、柱構件的彈塑性變形耗能，從而達到與現澆框架結構相同或相近的抗震能力。只要梁柱節點區構造滿足要求，連接預制裝配式框架的設計可以按照現澆混凝土結構的設計準則進行。濕連接節點類型主要包括灌漿連接和整體現澆連接。

（1）灌漿連接?把梁柱中受力的鋼筋節點放置在同一個套筒中，再通過灌注漿料將套筒充分填充，這種連接主要是通過灌注的高強度漿料來傳遞力。套筒灌漿連接在裝配式施工中更有利于垂直構件的連接。因柱預制構件連接施工要考慮力最大化傳遞等問題，若采用焊接等連接方式通常需要先考慮施工現場操作空間等問題來保證施工質量，這樣必然要投入更多的資源，相對于其他連接方式套筒灌漿連接施工更方便且又能保證柱承載力的傳遞。套筒灌漿連接既能保證豎向構件的有效連接又能相對減少裝配式構件節點使用焊接連接從而減少焊接縫，提高構件的整體承載力。

（2）整體現澆連接?是指受力鋼筋通過先張法或后張法等施工工藝施工的預制構件運至施工現場再通過整體澆筑而成的連接方式。傳統的現澆建筑最大優點在于建筑結構的整體性好，將預制構件運至施工現場再整體澆筑連接既能在一定程度上提高梁柱節點的剛度及強度，又能節約施工成本。但該連接方式也存在一定的局限性，如現澆連接對于預制構件預留鋼筋的長度、現澆水泥的強度等有較高的要求，需要前期經過大量的實驗才能較準確的得出結論。

濕式連接是目前裝配式建筑施工選擇較多的連接方式。其優點在于能較大的提高裝配式建筑的整體性，從而保證建筑的承載力能有效傳遞。

2.2?干式連接

所謂的干式連接是一種延性連接方式，是指通過預應力筋、高強螺栓等連接方式所形成的連接部位抗彎能力設計成比預制構件低的預制裝配式結構，其特點是結構在地震作用下的耗能不是來自于預制構件的彈塑性變形，而是主要通過附屬耗能組件（如上下翼緣摩擦件、耗能鋼筋、屈服角鋼、防屈服鋼板、等）提供結構的耗能能力，彈塑性變形集中在連接區域，其他部分保持彈性，預制梁柱構件輕微破壞。

通過優化梁柱節點的構造，延性接頭可以設計成可替換型，震后的結構修復更為經濟、方便。但存在延性連接節點剛度小于強連接節點剛度，使得延性連接預制裝配式框架側向剛度遠小于強連接預制裝配式框架側向剛度，在風荷載及地震作用下結構整體側移較大，易產生較大的附加彎矩，所以延性連接預制裝配式框架不能按現澆混凝土結構的設計準則進行設計。其連接形式主要有高強度螺栓連接和焊接連接兩種。

（1）高強度螺栓連接?是指在生產預制構件時就預留好螺栓孔洞及后期需要安裝的孔洞，最后在現場采用高強度螺栓將梁柱節點連接。該連接方式現場施工相對簡單便捷，但也存在不足之處。第一，這種連接方式對于現場施工人員的操作水平具有較高的要求，且施工人員要精準把握好螺栓連接時的精度，否則容易損壞螺栓。第二，高強度螺栓連接主要依托連接處的螺栓，這樣就導致了螺栓在工廠制作時一定要按設計圖精準制作且在螺栓運至施工現場及在現場保存這整個過程都不能損壞螺紋，還要保證螺栓不能受污染，否則就需要返廠維修或者更換螺栓，這將大大提高施工成本及消耗資源、拉長施工周期。

（2）焊接連接?是指預制構件中需要連接的節點預埋件通過焊接的方式連接而成。同螺栓連接一樣，焊接連接方式無需在現場進行濕作業操作，在焊接結束后也不需要進行養護從而達到構件連接強度的節點連接方式，這種連接方式相對于濕式連接更可以縮短工期，同時也能避免螺栓連接所帶來運輸和保存螺栓而產生的問題，這樣也降低了施工成本。但是焊接節點的連接方式也存在致命的缺點。第一，焊接連接保證連接材料的強度，否則容易產生構件還未破壞焊接材料先破壞而導致結構整體失穩的現象。第二，焊接連接的節點呈現出脆性破壞的特征，因焊接材料沒有塑性特征，當構件承載力達到上限值時會發生脆性破壞。這種建筑物如果遭遇地震，因為抗震能力較差，所以會發生結構破壞，嚴重會引起建筑物垮塌[2～4] 。

3?梁柱節點連接性能分析

預制裝配式梁柱節點連接方式性能分析，如表1所示。

分析表1可得出，預制裝配式梁柱節點連接方式中濕式連接更能提高裝配式建筑的整體性及強度。相對于濕式連接，干式連接方式在延展性和整體性會相對較差。而如果對比施工現場所采用的工藝及施工成本和工期方面，干式連接則更具有優勢。因為套筒灌漿連接和整體現澆連接都屬于裝配式建筑中的濕式連接，現場施工工藝復雜，在施工結束后還需要花費工期去養護。高強度螺栓連接和焊接連接等幾種干式梁柱節點連接方式因不需要現場進行濕作業操作，只需在現場進行簡單的安裝等工序即能完成施工，在一定程度上縮短了工期。

4?結?語

本文通過對預制裝配式梁柱節點干濕連接性能分析，最后得出以下結論。

（1）濕式連接保存了傳統現澆建筑模式的現場澆筑，在一定程度上提高了預制裝配式建筑的整體性。但因濕式連接必須通過現場澆筑來連接整體，且施工工藝相對復雜，且混凝土需要養護導致工期延長。

（2）干式連接相對濕式連接施工工藝簡單，一定程度可縮短工期且節約成本，但該連接方式延展性和抗震性較差。

每一種連接方式有其優點和缺點，故在裝配式建筑施工中應綜合考慮工程項目的現場施工條件等情況選擇合適的連接方法，或選擇多種連接方式相結合進行現場施工，這樣能互相彌補各自連接方式的缺點，且能最大程度發揮各種連接方式的優點，從而提高裝配式建筑結構的整體性。

參考文獻：

[1]王鳳，劉煥玉，華麗英.鋼筋套筒灌漿連接技術的研究和應用[J].福建建筑，2018，（01）：50-53.

[2]吳迪.裝配式建筑節點連接方式研究綜述[J].中外建筑，2016，（08）：150-151.

[3]姚文杰.基于模塊化裝配式混凝土結構關鍵節點連接技術研究與應用[D].合肥：安徽理工大學，2017.

[4]武江傳.新型預制預應力梁裝配整體式框架抗震性能研究[D].南京：東南大學，2018.