裝配式建筑構件的節點連接技術研究

張廣亭

摘要：隨著社會的發展，我國的裝配式建筑的發展也有了進步。裝配式建筑具備節材、節能、建造效率高、社會經濟效益突出等優勢。該類型建筑首先在工廠預制若干建筑構件，其后將預制構件運輸至施工現場并予以拼裝。對比傳統現澆鋼筋混凝土建筑施工技術，裝配式建筑施工技術操作簡單且省去了大量的現場施工工作，進而有效縮短了施工周期、減少了施工耗材。在裝配式建筑施工過程中，其預制構件的節點連接是一大難點，因而節點連接技術已經成為國內外學者的研究重點。依據施工工藝以及構造形式的不同，裝配式建筑構件的節點連接技術可以劃分為濕式連接技術以及干式連接技術。分析不同類型的裝配式建筑構件的節點連接技術并予以對比，能提高裝配式建筑構件節點連接的質量。

關鍵詞：裝配式建筑構件;節點連接;技術研究

1 裝配式建筑的概述

在現階段，裝配式建筑的利弊和管理方案是一個值得討論分析的課題。改革開放四十余年，隨著國民消費水平的逐漸提高，人民的需求也發生了變化，他們對于住房的質量要求也在有所改變。中國作為一個基建大國，建筑行業受到人們的密切關注。或許有人認為建筑能耗是在運營或者是在其他階段產生的，然而事實并非如此。據有關資料顯示，在建筑過程中，材料生產能耗占比高達57%。過去，建筑建造大多是現場澆筑，其缺點在于材料的浪費，并且，這種方案還使得工期延長。縱使中國是一個人力資源大國，但是這一舉措也必然會造成人力資源的浪費。綜上，在過去沒有辦法更大程度地合理利用資源，必然得不到建筑工程的最優結果。耗損資源造成成本的增加，致使行業的發展達不到理想的目標。在進入新時代后，“綠水青山就是金山銀山”的理論貫徹各個領域，可持續發展成為眾多領域的核心前提，在建筑領域上更是如此，在產生經濟效益的同時，還需注意環境的改變。在當代社會，裝配式結構正是一個很好的解決方案，能夠最大限度地減少建筑物在建造時的材料損耗。

2 裝配式建筑構件的節點連接技術

2.1 濕式連接技術

2.1.1套筒灌漿連接技術

將預制構件的受力鋼筋置于預埋套筒中，其后在套筒中灌注高強度灌漿料，進而實現構件間力的傳遞。在裝配式建筑施工過程中，應將構件的操作空間、施工質量、施工效率等因素考慮在內。當使用機械連接和焊接連接等連接方式較為不便時，可以使用套筒灌漿連接技術，該技術一方面可以約束縱向受力鋼筋，另一方面可以傳遞鋼筋應力，在減少現場焊接工作量的同時，增加了預制構件重疊區域的總體剛度，也提高了預制構件連接部位的承載性能。該技術可以運用于不同高度以及結構形式的裝配式建筑構件，對比其他連接方式，套筒灌漿連接技術由于錨固長度較短，因此可以減少耗材。客觀來看，套筒灌漿連接技術存在如下缺點：①該技術節點構造復雜，對精度要求較高，當鋼筋存在錯位現象時，極有可能導致整批構件的報廢;②該技術節點的連接質量難以檢驗，且安裝效率較低;③套筒的成本較高，致使造價高昂。

2.1.2漿錨搭接技術

漿錨搭接技術即為在生產過程中，在預制構件中留設孔道，在拼裝過程中將所需搭接的鋼筋插入孔道中，進一步在孔道中灌注灌漿料以實現構件之間的連接。1）基于螺旋箍筋約束的漿錨搭接技術基于螺旋箍筋約束的漿錨搭接技術為國內自主研發型技術，在預制構件下部留設孔洞以及預埋鋼筋，將孔洞內側面加工為粗糙面，并利用螺旋箍筋將預埋鋼筋以及孔洞綁扎以強化接頭連接性能。在拼裝過程中，將下部預制構件的預留鋼筋插入孔洞，其后在孔洞中灌注灌漿料使得構件相互連接。2）NPC漿錨搭接技術NPC漿錨搭接技術（NewPrecastConcrete）來源于澳大利亞。在構件中留設金屬波紋管孔道，在安裝過程中，將下部構件的預留鋼筋插入上部構件的留設孔道中并灌注灌漿料。3）基于套筒約束的漿錨搭接技術基于套筒約束的漿錨搭接技術是指在構件的鋼筋搭接部位設置套筒，利用套筒加強連接部位強度，較少構件發生開裂的概率，該技術操作簡便且經濟合理。4）基于墩頭鋼筋預留孔的漿錨搭接技術基于墩頭鋼筋預留孔的漿錨搭接技術是在上部構件底部留設孔道，在下部構件頂部留設鋼筋并將鋼筋墩頭。在拼裝過程中將墩頭鋼筋插沒進孔道中并灌注灌漿料。綜上，漿錨搭接技術種類繁多，其中應用范圍較廣的技術為基于螺旋箍筋約束的漿錨搭接技術以及NPC漿錨搭接技術，這兩種技術廣泛運用于低層以及多層結構建筑中，在高層結構中的運用有待論證。在技術優點方面，漿錨搭接技術操作簡便，施工中僅需將鋼筋插入孔道并予以灌漿，安裝時工人的操作效率高。但是，生產時預制構件的預留鋼筋與預留孔道需要對位，因此對于構件加工精度提出了較高的要求，同時由于搭接長度較長，造成了較大的鋼筋消耗量。總體來看，在低層以及多層結構建筑中，漿錨搭接技術是一種可靠的連接技術，但是該技術在高層結構建筑中的運用有待開發和完善。

2.2 干式連接技術

干式連接技術是指在預制構件連接過程中不需要澆筑混凝土，直接將構件進行焊接或者螺栓連接，干式連接技術可以劃分為螺栓連接技術、焊接連接技術以及牛腿連接技術等，該類技術原理簡單、操作便捷、濕作業量小。1）螺栓連接技術在生產過程中，在預制構件邊沿位置留設螺栓孔以及安裝孔，在安裝過程中將螺桿穿束進入相鄰構件的螺栓孔中、安裝墊片并用螺帽擰緊。值得注意的是，在加工過程中螺栓需要精準預制，在運輸時，應妥善保管螺栓，確保其螺紋完好、表面潔凈，以提高安裝過程中的一次成型率。從螺栓連接技術的優化層面來看，可以通過使用橡膠螺栓墊片、使用高強螺栓、運用預埋剛性構件等方式來強化螺栓連接節點的剛度、強度和穩定性，例如當使用高強螺栓連接預制構件時，可以使得預制構件連接節點的抗震性能大幅度提升，其功效近似于現澆連接節點。2）焊接連接技術焊接連接技術即為將相鄰預制構件中的預埋件予以焊接。該技術在施工過程基本避免了濕作業，無需養護即可完成連接，施工時間較短、成本較低。但是，由于焊接連接的節點無明顯的塑性鉸區，因此在后續使用中，連接部位由于應力反復作用而發生脆性破壞，因此，焊接連接技術在抗震性能方面存在較大不足。

3 結語

裝配式建筑采用預制構件進行現場組裝的方式，可以大幅度縮短工期，節省成本，使得建設工作方便、經濟、高效。并且極大程度地減少了粉塵產生，建筑垃圾也大為減少，符合可持續發展理念，有利于我國建筑行業的進一步發展。我國預制構件的制造還不夠成熟，市場上還缺乏統一的規格和質量標準，施工技術還存在一定的問題，流程也不夠系統化，生產、運輸、吊裝、組裝技術都與發達國家相差甚遠。雖然我國還處在裝配式建筑發展的初級階段，但隨著人們環保意識的提高以及政府大力扶持，在未來這類建筑形式必將成為我國建筑的主流類型。

參考文獻：

[1]趙云麗，潘燕秋.高層建筑預制裝配式結構施工難點控制[J].江西建材，2019，（05）：182-185.

[2]閆華.高層建筑預制裝配式結構施工難點控制[J].居業，2018，（12）：96-98.

（作者單位：臨沂市自然資源和規劃局）