淺析裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)

于光泉 包朋華 馬艷英

摘要：預(yù)制混凝土裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)是制約裝配式建筑發(fā)展的難題，是裝配式建筑市場(chǎng)研究的核心問題。本文論述了裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系，總結(jié)了常用預(yù)制裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接方式的使用特點(diǎn)，著重分析了漿錨連接和注漿套筒連接的技術(shù)特點(diǎn)，討論了預(yù)制混凝土裝配式結(jié)構(gòu)連接技術(shù)有待解決的問題及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：裝配式;節(jié)點(diǎn)連接;漿錨連接;注漿套筒連接

中圖分類號(hào)：TU758.12? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1672-9129（2017）17-0012-03

Abstract： the joint connection technology of prefabricated concrete assembly building is a difficult problem that restricts the development of assembly building and is the core problem in the market research of assembly building. This paper discusses the structure system of the assembled building， summarizes the characteristics of the common use of the prefabricated assembled building node connection， and analyzes the technical characteristics of the connection between the slurry anchor connection and the grouting sleeve. The problems to be solved and the development direction of prefabricated concrete assembly structural connection technology are discussed.

Key words： assembly; Node connection; Pulp anchor connection; grouting sleeve connection

2016年以來，裝配式建筑發(fā)展迎來新一輪東風(fēng)，國(guó)家和各級(jí)地方政府大力推進(jìn)裝配式建筑[1]。中國(guó)資源要素正在發(fā)生著變化，原有的人口紅利資源逐漸消失，導(dǎo)致傳統(tǒng)建筑業(yè)人工成本不斷上升;環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐漸增強(qiáng)，各地環(huán)保政策約束傳統(tǒng)建筑業(yè)的發(fā)展;城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展也促進(jìn)了建筑業(yè)工業(yè)化的推廣。裝配式建筑是現(xiàn)階段建筑業(yè)的一場(chǎng)革命，也是改變社會(huì)生產(chǎn)方式的一種革新。

預(yù)制混凝土裝配式建筑在深化拆分設(shè)計(jì)階段，會(huì)把整體結(jié)構(gòu)拆分為一個(gè)個(gè)建筑構(gòu)件，這就導(dǎo)致整個(gè)建筑存在著各種各樣的水平結(jié)構(gòu)接縫、豎向結(jié)構(gòu)接縫以及各種鋼筋的續(xù)接，需要在裝配式構(gòu)建的吊裝施工中，運(yùn)用各種節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)，把整個(gè)建筑連接成一個(gè)整體，使得結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及抗震性能、抗風(fēng)性能、保溫性能。所以，裝配式建筑的節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)是裝配式發(fā)展的核心技術(shù)，是決定裝配式建筑推廣的主要影響因素。

1 裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系

我國(guó)的預(yù)制混凝土裝配式建筑主要是裝配整體式框支剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)[2]?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)是全部或部分框架梁、柱、樓梯采用預(yù)制構(gòu)件構(gòu)建成的裝配整體式結(jié)構(gòu)體系，其中維護(hù)結(jié)構(gòu)、幕墻等非承重構(gòu)件在工廠預(yù)制，剪力墻暗柱、電梯井筒等構(gòu)件在工地現(xiàn)澆[3]。

裝配式建筑的設(shè)計(jì)、吊裝施工中，采用《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JSJ1-2014）“基本等筒現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)”的概念，在結(jié)構(gòu)整體深化設(shè)計(jì)階段、預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)階段、預(yù)制構(gòu)件的吊裝階段、預(yù)制構(gòu)件的連接設(shè)計(jì)上，可以使得裝配式建筑的結(jié)構(gòu)性能、整體性能與現(xiàn)澆結(jié)完全相同。

2 裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接

裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接主要通過混凝土和鋼材等主體結(jié)構(gòu)材料連接，連接種類分為濕連接、干連接兩大類。干連接是將工廠提前預(yù)制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在工地吊裝施工時(shí)，通過綁扎鋼筋連接、焊接連接、螺栓連接、機(jī)械套筒連接等技術(shù)，將梁、柱、板預(yù)留出鋼筋連接，然后在連接處注入混凝土，完成后澆整體式結(jié)構(gòu)。干連接施工便捷，更符合工業(yè)化、裝配化發(fā)展的趨勢(shì)。濕連接是在深化拆分設(shè)計(jì)階段，預(yù)留出后澆段，通過坐漿連接、漿錨連接、后澆整體式連接、普通現(xiàn)澆段連接等技術(shù)，將單個(gè)預(yù)制構(gòu)件連接成整體建筑。濕連接具有更好地整體性、穩(wěn)定性和抗震性[5]。現(xiàn)階段，我國(guó)裝配式建筑結(jié)構(gòu)連接以鋼筋套筒注漿連接技術(shù)、漿錨連接技術(shù)為主，結(jié)合多種連接方式共同發(fā)展，每種構(gòu)件連接技術(shù)在使用中都有各自的使用特點(diǎn)，下面分析一下我國(guó)常用的幾種構(gòu)件連接技術(shù)使用特點(diǎn)：

2.1 坐漿連接

預(yù)制剪力墻坐漿連接是類似于砌體結(jié)構(gòu)砌磚的坐漿方法，預(yù)制剪力墻與樓板之間通過20—30mm厚的坐漿材料粘結(jié)。剪力墻坐漿連接技術(shù)存在著很大隱患，坐漿材料價(jià)格高，工程使用案例少，可借鑒性小，連接部位的粗糙度會(huì)影響連接處的抗剪能力，影響結(jié)構(gòu)的整體抗剪能力。

2.2 焊接連接

焊接連接是源于美國(guó)的一種干連接施工方法，更多的是運(yùn)用在鋼結(jié)構(gòu)的安裝上。在裝配式混凝土施工中，框架梁接頭與框架梁、柱節(jié)點(diǎn)處，水平鋼筋宜采用機(jī)械連接或者焊接。但是焊接連接處未設(shè)置明顯的塑性鉸，受力會(huì)過于集中，能量消耗性能差，抗震性能較差，在反復(fù)荷載作用下連接處容易發(fā)生脆裂破壞。

2.3 后澆整體式連接

后澆整體式連接主要運(yùn)用在板和梁、墻的連接，預(yù)制墻板與預(yù)制墻板的連接上。以預(yù)制疊合板整體式后澆施工為例，這種施工方式取代了傳統(tǒng)施工中底板模鋪設(shè)和底板筋綁扎兩道工序，可以加快一部分支底模和綁底板筋的施工進(jìn)度，并且減少了模板的使用量，節(jié)約了成本，對(duì)傳統(tǒng)的施工方法是一步改進(jìn)。

預(yù)制混凝土構(gòu)件的一端預(yù)留連接孔，螺紋鋼筋、膨脹螺栓、鍍鋅螺栓等錨件插入預(yù)留連接孔內(nèi)，再通過注入高強(qiáng)連接漿料將預(yù)制構(gòu)件與錨件連接。漿錨連接技術(shù)主要適用于墻與基礎(chǔ)的連接、板與板的連接、墻與墻的垂直連接、外墻與樓板的連接（如圖1）。

使用漿錨連接技術(shù)時(shí)，需要對(duì)預(yù)留連接孔構(gòu)造要求、灌漿料、錨件做充足的力學(xué)性能及適用性的試驗(yàn)驗(yàn)證，要驗(yàn)證灌漿料的流動(dòng)性、泌水性、早強(qiáng)性、高強(qiáng)膨脹性、對(duì)鋼筋的腐蝕性等物理性能，要考錨件的強(qiáng)度、尺寸，直徑大于20mm的鋼筋不應(yīng)采用漿錨連接，直接承受動(dòng)力荷載構(gòu)件的縱向錨件不應(yīng)采用到漿錨連接。

2.4 套筒注漿連接

近幾年來，鋼筋套筒注漿連接技術(shù)是各大裝配式建筑研究單位研究的熱點(diǎn)，同時(shí)鋼筋套筒注漿連接技術(shù)也是我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JSJ1-2014）推薦的裝配式節(jié)點(diǎn)連接方法，并且在2015年實(shí)施了《鋼筋套筒注漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JGJ 355-2015）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但在現(xiàn)階段套筒注漿連接的施工使用和質(zhì)量檢查等方面出現(xiàn)了以下幾個(gè)問題：

（1）套筒注漿連接技術(shù)不適合運(yùn)用在剪力墻結(jié)構(gòu)上。剪力墻內(nèi)部縱筋直徑小且數(shù)量多，同一片墻需要對(duì)多個(gè)孔，對(duì)孔施工困難。

（2）注漿套筒連接技術(shù)不能保證套筒內(nèi)的鋼筋完全對(duì)接，注漿不能完全包裹住兩端鋼筋，達(dá)不到試驗(yàn)狀態(tài)下的力學(xué)強(qiáng)度。

針對(duì)于以上施工中常見的問題，各裝配式建筑廠家也做了一些改進(jìn)，由最初的隱蔽套筒注漿連接改進(jìn)為后澆套筒注漿連接，后澆套筒注漿技術(shù)在一定層次上減輕了對(duì)孔施工難度，并更好地保證兩端鋼筋完全對(duì)接，使得注漿完全包裹兩端鋼筋，達(dá)到最優(yōu)的力學(xué)性能。

3 展望

裝配式建筑如一場(chǎng)“工業(yè)建筑革命”自上而下全面鋪開，但也面臨著一系列市場(chǎng)早期必然面對(duì)的痛點(diǎn)以及擁有廣闊可發(fā)展的空間：

（1）歐美國(guó)家的裝配式建筑主要是以低層住宅和多層公共建筑為主，構(gòu)建樣式單一，節(jié)點(diǎn)連接以鉸接為主，而我國(guó)人口密度大，以高層建筑建筑為主，外來技術(shù)不適合我國(guó)發(fā)展，我國(guó)要積極研究適合我國(guó)自身的節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)。

（2）我國(guó)裝配式框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)已經(jīng)比較成熟，套筒注漿連接技術(shù)也比較適合運(yùn)用在框架柱的節(jié)點(diǎn)連接中，但我國(guó)的裝配式建筑以裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)為主，剪力墻、板之間的連接才是制約我國(guó)裝配式建筑發(fā)展的難題[7]。

（3）由粗放式建筑施工到工業(yè)化構(gòu)件生產(chǎn)，由放下鋤頭的農(nóng)民工到制作、安裝的技術(shù)工人。裝配式建筑發(fā)展所需的技術(shù)工人配備不足，導(dǎo)致在實(shí)施技術(shù)時(shí)不嚴(yán)謹(jǐn)，施工質(zhì)量差。培養(yǎng)一批裝配式建筑專業(yè)技術(shù)人員，是裝配式建筑發(fā)展的基礎(chǔ)性力量。

（4）裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)缺失頂層設(shè)計(jì)，缺少具體的實(shí)施規(guī)范進(jìn)行指導(dǎo)。制定一套完整裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接規(guī)范，更能明確的引導(dǎo)裝配式的發(fā)展方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

裝配式建筑的推廣符合我國(guó)未來發(fā)展的需要，在我國(guó)政策的激勵(lì)下，裝配式建筑市場(chǎng)出現(xiàn)了“八仙過海各顯神通”的發(fā)展方式，但在這種井噴式的發(fā)展卻成了無頭蒼蠅，急需政府來引導(dǎo)。我國(guó)的裝配式建筑需要政府相關(guān)部門聯(lián)合高校研究機(jī)構(gòu)，對(duì)節(jié)點(diǎn)連接處做大量的探究，形成具體的規(guī)范，培養(yǎng)出一批專業(yè)的技術(shù)人員，真正的把我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展拉向正軌，穩(wěn)步發(fā)展。

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