對裝配式建筑抗震性能的分析與研究

白冰

山東省冶金設計院股份有限公司 山東萊蕪 250101

地震將會對建筑造成巨大危害，還會嚴重威脅人們的生命財產安全。相關研究人員對裝配式建筑結構進行研究分析，采取有效地優化改善措施，從而切實提高建筑結構的抗震性能。

1 地震對建筑的危害概述

地震災害有較強的破壞力，會嚴重損害建筑，給人們的生命安全造成較大的威脅。地震損害建筑的情況可分為以下三方面：第一，地震會導致建筑地基出現震陷以及沙土嚴重液化的情況，會使建筑地基失去效能。第二，地震會致使地面出現嚴重變形的情況，會使建筑中心偏斜，甚至會造成建筑倒塌。第三，建筑結構物因地震帶來的地面劇烈運動，會出現框架變形以及連接處毀壞的情況，建筑構件失去穩定性，面臨著整體傾覆的危險[1]。

2 裝配式建筑常見的結構

裝配式建筑的砌塊建筑結構是用提前預制的塊狀材料砌成混凝土墻體，應用于建造低層建筑有較大的優勢，可通過提高砌塊的強度、增多配置鋼筋以及增加適當層數等方式使裝配式建筑更加穩固。砌塊建筑具有適應性強的特點，生產工藝及具體施工都較為簡單，造價成本投入較少，取材方便。小型建筑砌塊可通過人力進行搬運及砌筑，有較強的靈活性，工業化不強。中型的砌塊可通過小型吊車進行吊裝搬運，可減少部分人力成本支出。建筑砌塊有實心砌塊和空心砌塊，其中實心砌塊所選用的質地材料較輕。在利用砌塊進行實際施工時，施工人員應做好接縫工作。

3 裝配式建筑混凝土框架結構節點的抗震性能分析

3.1 混凝土框架結構節點的裝配式連接

3.1.1 螺栓連接節點

為將裝配式建筑混凝土框架結構節點加以明確，研究學者選取了五個梁柱節點，給予各節點相同的反復加載試驗分析。其中現澆節點、帶牛腿的現澆筑焊接節點以及兩個螺栓連接點各有一個，還有在后澆位置存在不同的整體式節兩個。經實驗結果對比分析可知：裝配式混凝土框架節點和現澆節點在強度、剛度以及耗能能力等方面相同，可應用于地震較為頻繁的地區。除焊接節點以外，其他節點處的層面位移都能達到百分之三點五，其延性足夠支撐裝配式建筑正常使用。螺栓連接節點的強度及延性等各方面都較強于其他裝配式節點，施工操作比較簡單方便。但在實際節點連接時，施工人員應采取焊肋連接點表面等必要的加固構造連接措施，以免結構鋼連件和混凝土間出現相對滑動的情況[2]。

3.1.2 焊接節點

相關研究學者選取了相同位置的焊接節點及現澆節點進行對比試驗分析。其中焊接節點則是采用頂板及側板等進行焊接，使框架連接起來。經調查分析焊接節點和現澆筑節點的強度、剛度以及耗能大小無較大差別。在裝配式建筑混凝土框架連接側板能在一定程度上增強節點承載力，還能有效降低節點變形程度，對維護整個框架結構起到關鍵性作用。在進行具體焊接過程中，應對重點考量焊接節點的寬度，特是焊接節點已承受較大的反向反復彎矩壓力的情況下。為保障工程建造的安全性，相關工作人員應結合實際建設情況認真考慮反向反復彎矩后的框架結構限值。

3.2 混凝土框架結構節點的等效現澆連接

3.2.1 預應力拼接式節點

在90年代，相關研究學者對預制混凝土結構抗震進行了專項研究分析，仔細研究了其中的預應力筋拼接節點的相關性能等，并慎重選取了八個無黏結預應力梁柱節點，并對其進行了地周反復加載試驗。研究結果可概括為以下三方面：第一，在節點內及節點兩側的一定范圍內，預應力筋不會出現黏結混凝土的情況。在混凝土結構節點出現較大變形時，預應力筋仍具有較好的彈性。第二，在變形程度較大的情況下，預應力拼接力筋節點的殘余變形程度、剛度與強度的衰退程度都比較小，其節點仍具有強的復原能力。第三，在預應力約束作用的制約下，有助于保障節點區的抗剪性能，可將節點去箍筋用量適當減少，從而減少成本支出。經大量的試驗結果證實，出現大變形的情況下，節點只會出現比較輕微的損壞。但預應力拼接式節點的耗能性能比現澆節點弱[3]。

同時研究學者為將現澆節點和預應力拼接節點的差異進行明確，對兩種類型的節點進行反復加載對比試驗分析，把預應力筋的類型及位置、是否與混凝土間存在黏結情況等都作為預應力拼接節點參數變化。經試驗結果表明梁端混凝土存在壓碎情況、預應力筋手拉屈服以及梁柱界面出現一定程度的裂縫等都屬于預應力拼接節點的破壞表現特征。預應力筋位置會在很大程度上影響梁柱界面的裂縫寬度。預應力拼接節點遭受破壞后，耗能累積可達現澆筑節點的百分之八十左右。若預應力拼接節點與混凝土出現黏結情況，耗能優勢較大。相對于現澆節點，預應力拼接節點的位移延性系統較高。

3.2.2 后澆整體式節點

相關研究人員為將后澆整體式節點的相關性能加以有效明確，對節點進行了反復加載試驗，后澆整體式節點試件應用了帶彎鉤鋼筋及預制構件端部伸出直筋在節點區進行搭接構造，并對其進行對比。試驗結果分析證明，若后澆整體式節點構造存在差異，試件整體試驗反應不會受到較大影響。后澆整體式節點的各試件有較好的耗能、延性以及強度等性能，層間側移高達百分之二點四以上，其位移延性系數可達到六或以上。比較其抗震性能，后澆整體式節點可等于或超過現澆節點。

4 結語

綜上所述，相關研究人員應全面了解裝配式建筑的構造，結合地震特點，研究分析裝配式建筑螺栓連接節點、焊接節點、預應力拼接式節點以及后澆整體式節點，對其進行合理優化設計，實現裝配式建筑的抗震性能有效提升，推動建筑行業裝配式發展進步。