摘要：预制装配式结构是实现建筑工业化的一种重要方式，以其施工速度快，经济效益高等优点得到了飞速发展。装配式混凝土结构节点作为结构中最重要的一个构件，其节点连接对建筑物的整体性能影响较大，国外学者已经对其进行了大量的试验研究。本文将对装配式结构节点的连接方式与性能进行简单介绍，并对各类装配式混凝土结构节点的特点和性能进行分析与总结。
关键词：装配式结构；连接方式；节点性能；安全性
1 前言
装配式结构在国内外都有着悠久的发展历史。上世纪初，西方国家首次应用在低层建筑物中。因结构配件可进行工厂化生产，对环境影响低，生产速度快等优点，很快得到大规模发展。进入新世纪后，随着我国各方面的快速发展，劳动成本的上升以及建筑业“四节一环保”等可持续发展要求，在市场需求和政府推动双重作用下，装配式混凝土结构的研究和工程实践成为建筑业发展的新热点。
2 装配式混凝土结构节点的连接方式
目前，装配式预制构件连接节点的几种主要连接形式为：螺栓连接、机械连接、套筒连接、预留孔浆锚连接、焊接连接、牛腿连接。这几种连接方式的特点如下：
（1）螺栓连接：采用单纯的螺栓连接的牛腿节点，节点刚度较低，只能做成铰接，使预制梁的截面变得很大。
（2）搭接或机械连接这种节点属于整体浇筑节点，具有较好的整体性，其受力模式与普通钢筋混凝土框架梁柱节点类似，但是节点处后浇的混凝土在地震作用下发生的损伤难以修复，其施工过程需要额外的浇筑和振捣机械，并且会产生扬尘等污染，制约装配式建筑结构环保和工期短的优势的发挥。
（3）套筒连接最早是从美国引入，技术比较成熟，但造价较高，施工相对复杂。套筒是空心的，钢筋分别从两端插入套筒，然后灌入高强浆料，钢筋之间不需要搭接或焊接，而是靠浆料本身强度，加上其膨胀后与钢筋和套筒的摩擦力连接。
（4）预留孔浆锚连接需要张拉预应力筋，不仅成本更高，而且施工工艺复杂。预应力装配式混凝土结构中主要有粘结预应力和无粘结预应力两种。
（5）焊接连接，因为焊缝在反复地震作用下易发生脆性破坏，该种节点方式抗震性能较弱。
（6）牛腿节点也是常用的框架梁柱连接方式，分为明牛腿和暗牛腿连接。
（7）现浇节点，根据不同形式可分为现浇柱端节点与现浇叠合节点。
3 装配式混凝土结构节点连接性能研究
现阶段，装配式技术还存在诸多的问题，其中装配式建筑的整体性能无法满足抗震的需要，其节点连接问题是制约预制装配式结构发展的重要因素注意。因此，很多学者对装配式结构节点连接开展了大量研究，并且提出了改进措施。
一些学者对现浇结构节点与装配式结构节点两类节点进行了研究。Yao等0人发现在不同的荷载作用下，现浇结构节点的抗弯性能和延性没有装配式结构节点好。Restrepo0等0人的研究表明试件受力性能受节点连接形式影响不大，且装配式结构在强度耗能等性能方面与现浇结构相似。Moy和Tayler0通过动力时程分析方法，研究发现了同样的结论，另外预制混凝土框架结构在某些方面的性能指标甚至会超过现浇混凝土结构。Ersoy等0对装配式焊接节点和现浇节点进行了对比试验研究。研究结果表明：焊接节点的整体抗震性能与现浇节点差别不大。但是连接侧板对该焊接节点有较大影响，没有侧板的节点变形会大大增加，承载能力也会显著下降。
型钢混凝土梁柱节点方面的研究。Sheikh等0对装配式型钢混凝土梁柱节点进行缩尺加载试验。结果表明，型钢梁柱组合节点的强度得到显著增强，并根据试验结果提出了该型钢梁柱组合节点的设计方法。陈勇0对装配式型钢混凝上梁柱节点进行了抗震能力试验。试验结果发现：型钢梁柱组合节点中应配置抗剪栓钉及适当的箍筋；在低周循环荷载作用下，型钢梁柱组合节点拥有较好的承载能力。杨建江等0对装配式型钢混凝上梁柱节点进行了抗震性能试验研究。试验结果发现：在梁柱节点中同时使用型钢和混凝上两种不同材料，可以使梁柱节点的承载力和延性性能得到提高，抗震性能明显增强。孙岩波0对装配式型钢混凝上梁柱节点进行了足尺模拟试验和ABAQUS有限元模拟分析。通过试验研究发现，型钢梁柱组合节点与现浇节点具有相似的破坏机制，破坏点均出现梁柱核心区附近，且型钢梁柱组合节点的抗震性能与现浇节点基本相同。
节点连接形式方面的研究，优化其性能。Vasconez等0对钢纤维混凝土后浇节点进行了低周反复加载试验，结果表明，当后浇钢纤维混凝土用于梁柱节点时，钢筋与混凝土之间的粘结强度显著增强，节点的延性随之提高，抗震性能更好。鲁秀秀0研究发现，螺栓组合形式仅会对连接件的应力分布产生影响，对节点的承载力及刚度变化影响并不大；采用全高强螺栓连接形式节点的力学性能最优，其滞回性能、屈服承载力、极限承载力均比普通螺栓要好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆于长海等0人研究采用企口方式进行预制单体构件梁－梁之间的连接并对其性能进行了试验研究，该连接减小了预制梁节点部位的刚度，提高了转角挠度，但是这些变化对构件的整体变形影响很小。孙金墀0采用在预制钢筋混凝土框架结构及其力学性能的接头纵向加固砂浆锚固连接的方法进行测试。本试验研究的重点是砂浆锚栓连接时砂装特性对预制结构浆锚连接的影响，为预制构件连接的发展提供依据。高向玲等0针对装配式混凝土框架节点的连接方式，进行了现浇节点、型钢连接节点、套筒连接节点以及改进的型钢连接节点在低周反复荷载作用下的力学性能试验，结果表明：改进的型钢连接节点的滞回环更加饱满，极限承载力和耗能能力也是最优的。
4 结论
现浇节点和装配式节点的破坏形式不同。现浇节点主要破坏在梁的端部，且塑形区域较短。然而，装配式节点较易发生剪切破坏，且塑形区域较长。另外，装配式节点梁套筒连接处的钢筋可能突然断开，导致节点承载力骤然下降。
通过大量的试验研究表明，抗震性能与现浇混凝土结构节点相近的装配式混凝土结构节点都需要在施工现场浇筑混凝土，这与建筑工业化的思想相矛盾，仍然需要大量的模板。
装配式混凝土结构节点采用干法施工，虽然施工过程较为方便，可以缩短工期，但结构的抗震性能上会存在一些不足，不能保证建筑结构在地震作用下的安全。
装配式混凝土结构的发展前景广阔，但如何改进目前预制混凝土结构节点存在的问题，也是今后研究的热点与重点。
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论文作者:唐远见
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
标签：节点论文; 梁柱论文; 型钢论文; 性能论文; 结构论文; 混凝土论文; 套筒论文; 《基层建设》2019年第10期论文;