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摘要：装配式混凝土结构具有施工效率高、构件工业化、环境污染小及节能环保等诸多优点，是国内外建筑行业未来的发展方向。本文着重研究了预制装配整体式结构的抗震受力特点，从整体到构件，从抗震概念到节点连接对其内部的关键技术进行探讨研究。装配整体式混凝土结构不仅提高了结构的整体抗震性能，也实现了建筑工业化的目标，达到了节能减排的目的，具有良好的社会效益。通过设置隔震消震构件可以更好的发挥装配式结构的优点。
关键词：装配整体式；后浇栓锚；节点设计；隔震；消震
装配整体式混凝土结构是由预制构件装配和节点部位采用混凝土后浇构成的一种竖向承重和水平抗侧力结构体系，其实现了建筑的标准化设计，工厂化生产，智能化管理和装配化施工，具有良好的经济效益和社会效益[1]。
预制装配整体式结构可以实现预制构件标准化，能够保证构件的生产质量，加快施工进度，大大减少了施工现场的污染，保护环境，利国利民。同时，因为预制构件在节点连接处采用现浇混凝土浇筑，改善了装配式结构的抗震性能，在整体受力上与传统现浇混凝土结构接近，保证了结构的安全。因此，装配式结构是我国未来建筑业的发展方向[2]。
一、装配整体式混凝土结构的设计原则
1、在方案阶段结构师要提前介入，亲自与各专业紧密协同，对建筑的高宽比、各层平面布置、竖向收进等整体结构抗震概念进行严格把控，从设计原则合理拆分预制构件，以求安全经济等目标。
2、.基础设计应根据现场的土质情况，采取合理适宜的地基方案，适当提高基础结构的整体性和刚度，尽量避免结构产生不均匀沉降。
3、地下室设计时尽量加强地下室结构的刚度和整体性。鉴于地下室为上部结构的嵌固端，所以其整体性和刚度对结构的整体抗震设计极为重要。
4、底部加强部位是装配式结构的关键部位，因底部受力复杂，结构师应尤其注重结构的抗倾覆能力，控制避免底部产生拉应力对竖向构件预制构件产生剪拉破坏。当处于高烈度区或底部产生拉应力时，为提高装配整体式结构的整体抗震性能，建议底部加强区可采用全现浇结构，并且在其上相邻过渡层建议采用现浇混凝土楼盖加强。
5、结构计算装配整体式剪力墙结构的计算分析方法与现浇剪力墙结构相同，墙采用墙元模拟，预制墙板之间采用整体式拼缝，预制墙板和拼缝作为同一墙肢建模。梁采用叠合梁，板采用叠合板，结构内力与位移计算考虑叠合板对梁刚度的增大作用，中梁刚度增大系数可取1.8，边梁刚度增大系数可取1.2。结构计算采用“高层建筑结构空间有限元分析与设计软件-SATWE”进行结构整体分析，计算结果满足规范要求[4]。在抗震设计时，为充分发挥预制墙板的性能，保证墙板连接的可靠，严格控制剪力墙肢的轴压比和剪压比，保证结构具备良好的延性，保证结构的耗能能力。
6、建议加强屋面结构的整体性，建议屋面采用全现浇混凝土梁板。
二、装配整体式结构的节点设计
装配式结构体系中连接节点主要涵盖预制构件的竖向、水平拼缝，水平圈梁、连梁节点等，其选型是保证结构抗震性能的关键。为了保证结构的整体性，建议采用后浇混凝土或灌浆料与钢筋组合形成的灌浆套筒连接、浆锚连接键的方式，在具体设计时，应根据结构特点选取最适当的连接方式，保证整体结构的延性，充分发挥局部预制构件点线连接处容许微变形的优势。在节点设计时需主要注意以下原则。
1、应注重概念的设计，满足耐久性的要求，并通过合理的连接节点与构造，保证构件的连续性和结构的整体稳定性，使整个结构具有必要的承载能力、刚性和延性，以及良好的抗风能力、抗震能力和抗偶然荷载的能力，并避免结构体系出现连续倒塌。
2、应根据设防烈度、建筑高度及抗震等级选择适当的节点连接方式和构造措施，重要且复杂的节点与连接的受力性能应通过试验确定，试验方法应符合相应规定。
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3、装配式结构的节点和连接应同时满足使用和施工阶段的承载力、稳定性和变形的要求；在保证结构整体受力性能的前提下，应力求连接构造简单，传力直接，受力明确；所有构件承受的荷载和作用，应有可靠的传向基础的连续的传递路径[3]。
4、承重结构中节点和连接的承载能力和延性应特别加强，最低不宜低于同类现浇结构，亦不宜低于预制构件本身，应满足“强剪弱弯，更强节点”设计理念。
5、宜采取可靠的构造措施及施工方法，使装配式结构中预制构件之间或者预制构件与现浇构件之间的节点或接缝的承载力、刚度和延性不低于现浇结构，使装配式结构成为等同现浇装配式结构。
6、当节点连接构造不能使装配式结构成为等同现浇型混凝土结构时，应根据结构体系的受力性能、节点和连接的特点采取合理准确的计算模型，并应考虑连接和节点刚度对结构内力分布和整体刚度的影响。
7、预制构件的连接部位应满足建筑物理性能的功能要求，尤其是预制外墙及其连接部位的保温、隔热和防潮性能应符合现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50176的规定，避免出现冷桥结露影响内部使用。
三、隔震消震技术更有利于装配式结构推广
随着国内经济实力提高，在高烈度地区，或者较重要的装配式建筑中采用隔震、消震措施也是一种不错的选择。消震隔震措施的基本原理是利用隔震支座或阻尼构件提供滞回能耗[3]、阻尼能耗来抵抗地震作用，消耗地震的能量，减少建筑受到的损害。结合装配式结构的自身特性，采用隔震消震这种主动抗震技术，可以有效降低地震作用对建筑的影响，不但使结构本身免遭破坏，也可以保护上部的预制构件及内部人员设备，具有良好的抗震性能[4]。下面从两种途径进行简要分析。
（一）减少地震能量输入
在工程结构的制定部位设置隔震装置（如隔震支座等）使得上部结构与下部基座分离，从而限制地震动向结构的传递。常用隔震支座有橡胶垫隔震，滑移隔震，滚珠及滚轴隔震等。隔震设计方法一般有分部设计法和水平减震系数法。在隔震设计时，隔震支座需要进行竖向承载力和罕遇地震水平位移的验算，在罕遇地震作用下不宜出现拉应力。
（二）增加结构自身耗能能力
结构消能减震原理是在特定部位设置消能装置或构件，来消耗或吸收地震输入结构的能量[5]，有效减小结构的地震反应，其设计方法一般为多遇地震下进行承载力和弹性变形验算，罕遇地震下变形验算。减震消震构造相对简单，维护方便，耗能构件可以有效的减少地震能的输入，降低地震对装配式构件的破坏程度，更好的保证了人民的生命财产安全。尤其在高层装配式建筑中应用消震减震技术效果更加显著。
结论
综上所述，预制装配整体式混凝土结构在结构受力性能和传统的现浇混凝土结构近似，可以保证结构抗震的整体性能，耗能能力和延性。结合我国现阶段国情，在推广全装配式结构进程中，可以先采用预制整体式作为过渡，在应用中探索新技术和高性能材料，解决难题，以待更好的推动装配式建筑发展。
参考文献：
[1]何军保，朱张峰，董军.装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究[J].南京工业大学学报，2017（07）：？
[2]杨建青，张恒.探析房屋建筑装配式混凝土结构施工的关键技术[J].建材与装饰，2019（26）：10-11.
[3] 吴从晓；赖伟山；周云；张超；邓雪松；；新型预制装配式消能减震混凝土框架节点抗震性能试验研究[J]；土木工程学报；2015年09期
[4]谭平，匡珍，卫杰斌.装配式隔震节点的试验研究与分析.广州大学学报（自然科学版）2013.8（4）32-37
[5]林新阳，周福霖.消能减震的基本原理与实际应用[J].世界地震工程究，2002，9（18）.
论文作者:冯志杰
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/24
标签：结构论文; 节点论文; 预制构件论文; 构件论文; 性能论文; 延性论文; 整体式论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;