預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式研究綜述

阿熱帕提·艾斯凱爾 陳國(guó)新

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，烏魯木齊830052）

1 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展?fàn)顩r

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是各結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)先在工廠(chǎng)或施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)制和養(yǎng)護(hù)，構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)并通過(guò)可靠的連接把構(gòu)件連接成一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)體系。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，它具有工期短、生產(chǎn)效率高、施工條件好、節(jié)約材料、減少消耗、清潔生產(chǎn)、成品質(zhì)量高等許多優(yōu)點(diǎn)，因此在各國(guó)家得到快速發(fā)展［1-2］。

作為預(yù)制裝配式建筑的發(fā)源地，早在17 世紀(jì)西歐就有了建筑工業(yè)化思想并開(kāi)始實(shí)施［3］。第二次世界大戰(zhàn)給許多歐美國(guó)家?guī)?lái)了住房嚴(yán)重短缺并勞動(dòng)力不足等問(wèn)題。為了在勞動(dòng)力不足的情況下解決住房問(wèn)題，歐、美、日等地區(qū)和國(guó)家開(kāi)始了對(duì)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用探索［3-4］。20 世紀(jì)90 年代美國(guó)和日本聯(lián)合發(fā)起了預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能研究項(xiàng)目PRESSS（Precast Seismic Structural Systems）［5］，這是對(duì)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的一次系統(tǒng)研究。該項(xiàng)目比較廣泛地研究了在地震區(qū)可以應(yīng)用的預(yù)制裝配式混凝土框架和剪力墻結(jié)構(gòu)，這很大地推動(dòng)了預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾十年的研究與探索，歐、美、日等地區(qū)和國(guó)家在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面積累了很多經(jīng)驗(yàn)并編制了相關(guān)規(guī)范，這使預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)變?yōu)楦映墒斓慕Y(jié)構(gòu)體系并得到越來(lái)越多的實(shí)際應(yīng)用。

我國(guó)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是從20 世紀(jì)五六十年代在蘇聯(lián)預(yù)制混凝土建筑模式的影響下開(kāi)始研究并使用，其多應(yīng)用在住宅樓、辦公樓和工業(yè)廠(chǎng)房中。到了80 年代中期預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用達(dá)到了全盛時(shí)期，其形成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)件預(yù)制和施工一體化的工業(yè)化模式，利用預(yù)制空心樓板的砌體建筑和預(yù)制混凝土建筑成為當(dāng)時(shí)應(yīng)用最多的建筑體系，其應(yīng)用率達(dá)到了70%以上。80 年代中期以后我國(guó)預(yù)制裝配式建筑步入了衰退期，其原因是生產(chǎn)規(guī)模小、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低、未能合理解決防水保溫問(wèn)題以及唐山地震裝配式建筑震害大等，所以逐步被全現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)取代［6-7］。進(jìn)入21 世紀(jì)后，我國(guó)在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上重新提出了建筑工業(yè)化觀念并推出了相應(yīng)支持政策，這明確了建筑工業(yè)化是今后發(fā)展趨勢(shì)并有力推動(dòng)了我國(guó)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，雖然我國(guó)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)得到了很大的成就，但因?yàn)槲覈?guó)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)起步較晚、設(shè)計(jì)和施工規(guī)范不完善且我國(guó)位于高烈度地震區(qū)等原因，其發(fā)展相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)還是比較落后，制約預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要因素是結(jié)構(gòu)整體性。與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)整體性較弱，這是因?yàn)楦鳂?gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)薄弱部位［8-9］，原因是各構(gòu)件在工廠(chǎng)預(yù)制養(yǎng)護(hù)，質(zhì)量很少受到影響，但是節(jié)點(diǎn)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，受到很多因素的影響，施工質(zhì)量難以保證。從以往大量地震震害調(diào)查和試驗(yàn)研究得知［10-16］，在破壞的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)制構(gòu)件破壞較輕，而節(jié)點(diǎn)核心區(qū)破壞和預(yù)制構(gòu)件連接的損壞是結(jié)構(gòu)破壞、倒塌的主要原因。因此節(jié)點(diǎn)連接是預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)部位，且為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則，需要保證節(jié)點(diǎn)具有足夠的強(qiáng)度、剛度及延性要求，所以節(jié)點(diǎn)研究是預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究中尤為重要的一部分。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者對(duì)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了更廣泛的研究，討論了構(gòu)件連接、安裝和抗震等各方面的性能，并為構(gòu)件連接的后續(xù)研究指明了方向。

何益斌等［17］對(duì)螺栓連接節(jié)點(diǎn)端板厚度、螺栓直徑和螺栓布置進(jìn)行了有限元分析，結(jié)果表明隨著端板厚度的增加，節(jié)點(diǎn)的初始連接剛度和彈、塑性極限抗彎承載力同步增加；姜洪斌等［18］對(duì)100多個(gè)預(yù)留孔漿錨搭接連接方式進(jìn)行了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明增加螺旋箍筋能夠起到套箍作用，能夠有效約束混凝土變形，并給出了合理的建議搭接長(zhǎng)度；郭正興等［19］提出了一種鋼絞線(xiàn)錨入式新型預(yù)制混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行了3 個(gè)足尺節(jié)點(diǎn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，結(jié)果表明，該新型預(yù)制節(jié)點(diǎn)具有相當(dāng)于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的抗震性能，節(jié)點(diǎn)剛度、滯回耗能、等效黏滯阻尼系數(shù)在加載前、中期略低，但后期有較大提高；蔡建國(guó)等［20］在法國(guó)世構(gòu)體系（Scope）節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出了一種鋼絞線(xiàn)錨入式預(yù)制框架節(jié)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行了4個(gè)足尺節(jié)點(diǎn)擬靜力試驗(yàn)，結(jié)果表明附加直鋼筋對(duì)預(yù)制節(jié)點(diǎn)的承載力和抗震性能均有提高作用，但該類(lèi)型節(jié)點(diǎn)未能實(shí)現(xiàn)塑性鉸外移的構(gòu)想；張海順等［21］為研究插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋搭接連接的安全性能，對(duì)223 個(gè)錨固、搭接和預(yù)制剪力墻進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明錨固、搭接連接方式具有可靠的安全性，構(gòu)件節(jié)點(diǎn)具有與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同的抗震性能，耗能能力良好；常業(yè)軍等［22］對(duì)采用鍵槽連接的預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，接縫處抗剪能力與接合筋的直徑、配筋率及接縫處的寬度有較大關(guān)聯(lián)，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果建立了豎向齒槽接縫極限抗剪承載力的計(jì)算公式；張晨等［23］對(duì)預(yù)應(yīng)力裝配式結(jié)構(gòu)邊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗震性能分析，結(jié)果表明，該節(jié)點(diǎn)具有良好的抗震性能，并具有施工方便、構(gòu)配件可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。吳從曉等［24］為加強(qiáng)裝配式節(jié)點(diǎn)的抗震性，設(shè)計(jì)了一種扇形鉛黏彈性阻尼器，對(duì)使用該阻尼器連接的裝配式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)，并與普通現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，該種裝置對(duì)結(jié)構(gòu)滯回曲線(xiàn)、承載力、延性等抗震性能有較大改善。

綜上所述，目前我國(guó)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接研究相對(duì)來(lái)說(shuō)比較豐富，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、連接技術(shù)、抗震性能、新型節(jié)點(diǎn)和隔震減震方面有較多學(xué)者參與研究。而如何通過(guò)簡(jiǎn)便有效的連接方式將裝配式混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠連接是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，連接可靠、施工方便、受力合理、抗震性能好是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。為此，在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上需要繼續(xù)開(kāi)展深入研究來(lái)完善和促進(jìn)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式。

2 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式

按照國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 1—2014）［25］預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)可以分為預(yù)制裝配式混凝土框架和剪力墻結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式有著不同的連接方式，其按照連接位置和施工方式的不同可分為兩大類(lèi)。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接位置可分為梁-柱連接、柱-柱連接、墻-墻水平連接和墻-墻縱向連接［8，26］。根據(jù)施工方式又可分為濕連接和干連接兩類(lèi)［27］。濕連接是先將構(gòu)件預(yù)留鋼筋連接，后續(xù)澆筑混凝土來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件連接的方式，這種連接節(jié)點(diǎn)又稱(chēng)為裝配整體式節(jié)點(diǎn)，其具有整體性好、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)。干連接是構(gòu)件預(yù)制時(shí)在連接處預(yù)埋連接部件，施工時(shí)通過(guò)焊接或螺栓等方式將構(gòu)件連到一起，現(xiàn)場(chǎng)不需要澆筑混凝土，其具有工業(yè)化程度高、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。以下根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式與施工方式來(lái)總結(jié)預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)常用的節(jié)點(diǎn)連接方式。

2.1 預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)

預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)主要的干連接方式有牛腿連接、焊接連接、螺栓連接和企口連接等。主要的濕連接方式有套筒灌漿連接、后澆整體式連接和現(xiàn)澆連接等［3，15］。這些連接方式研發(fā)時(shí)間較早，在工程中已將大量使用，有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際表現(xiàn)，被稱(chēng)之為常用節(jié)點(diǎn)方式。近年來(lái)有學(xué)者在這些節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)上提出了一些節(jié)點(diǎn)連接方式，并進(jìn)行了一些試驗(yàn)，在工程中處于推薦試用階段，被稱(chēng)之為新型節(jié)點(diǎn)連接方式。

2.1.1 常用節(jié)點(diǎn)連接方式及存在問(wèn)題

（1）牛腿連接。牛腿連接是將預(yù)制梁通過(guò)鉸接或焊接安裝在牛腿上的連接方式，多采用于框架結(jié)構(gòu)梁與柱的連接中，屬于干連接，如圖1 所示。牛腿具有承載力高、節(jié)點(diǎn)剛性好、吊裝方便和豎向力傳遞可靠等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)需求牛腿可選用明牛腿和暗牛腿，其明牛腿適合對(duì)美觀要求較低的廠(chǎng)房中，暗牛腿適合對(duì)美觀要求較高的住宅建筑中。牛腿連接雖然施工方便，承載力高，但是這種連接存在整體性不好、抗震性能差、地震作用下易發(fā)生脆性破壞和梁端、牛腿的配筋比較復(fù)雜等問(wèn)題。

（2）焊接連接。焊接連接是通過(guò)焊接方式將預(yù)制構(gòu)件上的預(yù)埋鋼板連到一起的連接方式，屬于干連接，如圖2 所示，具有安裝速度快、避免現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。但由于焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫，使鋼材材質(zhì)變脆，且容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，節(jié)點(diǎn)沒(méi)有明顯的塑性鉸，因此一旦發(fā)生地震，在反復(fù)地震力的作用下容易發(fā)生脆性破壞，故存在抗震性能不好、施工質(zhì)量難以保證等問(wèn)題。

圖1 牛腿連接Fig.1 Bracket connection

圖2 焊接連接Fig.2 Weld connection

（3）螺栓連接。螺栓連接是指在構(gòu)件連接處預(yù)留孔洞或預(yù)埋螺母，再通過(guò)螺栓來(lái)連到一起的連接方式，屬于干連接，如圖3 所示。其優(yōu)點(diǎn)是安裝速度快，抗震性能好。螺栓連接構(gòu)造復(fù)雜，連接構(gòu)件相對(duì)較多，運(yùn)輸和施工時(shí)螺栓孔或螺紋容易受到損壞而維修復(fù)雜，并對(duì)構(gòu)件精確度要求高，構(gòu)件誤差導(dǎo)致無(wú)法安裝等后果。此種連接方式在承受較大的荷載時(shí)，容易產(chǎn)生開(kāi)裂，造成較大的整體撓度，存在運(yùn)輸和施工難、不經(jīng)濟(jì)、不能承受較大荷載等問(wèn)題。

圖3 螺栓連接Fig.3 Bolt connection

（4）企口連接。企口連接是將預(yù)制梁上的預(yù)埋鋼板通過(guò)焊接來(lái)連到一起的連接方式，多采用于框架結(jié)構(gòu)梁與梁的連接中，屬于干連接，如圖4所示。企口連接相對(duì)于牛腿連接是較經(jīng)濟(jì)的連接方式，吊裝方便、速度快，并梁高對(duì)其沒(méi)有影響。存在連接接口配筋復(fù)雜、承受荷載低等問(wèn)題。

圖4 企口連接Fig.4 Groove connection

（5）套筒灌漿連接。套筒灌漿連接是將構(gòu)件預(yù)留鋼筋插入預(yù)埋套筒內(nèi)，后續(xù)通過(guò)灌漿孔向套筒內(nèi)灌注灌漿料來(lái)實(shí)現(xiàn)的連接方式，屬于濕連接，如圖5 所示。套筒灌漿連接具有節(jié)點(diǎn)整體性好、能夠承受較大荷載［28］等優(yōu)點(diǎn)。存在較大直徑鋼筋和直接承受動(dòng)力荷載構(gòu)件的縱筋不能采用等問(wèn)題。

（6）后澆整體式連接。后澆整體式連接是先把構(gòu)件放置在設(shè)計(jì)位置并將預(yù)留鋼筋搭接，后續(xù)通過(guò)現(xiàn)澆混凝土來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件連接的方式，屬于濕連接。這種連接施工技術(shù)比較成熟，整體性和抗震性能比較好，存在機(jī)械化程度低、施工進(jìn)度慢、不經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。

圖5 套筒灌漿連接Fig.5 Sleeve grouting connection

2.1.2 新型節(jié)點(diǎn)連接方式

（1）法蘭盤(pán)型鋼連接。法蘭盤(pán)型鋼連接是先將帶有預(yù)埋件的法蘭板預(yù)埋在預(yù)制柱上并對(duì)法蘭板與柱縱筋進(jìn)行焊接，后續(xù)通過(guò)高強(qiáng)螺栓將上下法蘭板連成整體的連接方式，是柱與柱連接的新型連接方式［29］，屬于干連接，如圖6 所示。與以往的連接方式相比，其具有安裝便捷、快速、外形美觀、便于檢查和沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。

圖6 法蘭盤(pán)型鋼連接Fig.6 Flange steel connection

（2）方形薄壁鋼管連接。方形薄壁鋼管連接跟法蘭盤(pán)型鋼連接是類(lèi)似的連接方式，同樣使用在柱與柱的連接中，此種連接方式將方形薄壁鋼管替代預(yù)埋件使法蘭板與預(yù)制柱更牢固地連接在一起，并構(gòu)造更簡(jiǎn)單，也屬于干連接，如圖7所示。其具有安裝便捷、快速、外形美觀、便于檢查、沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)和承載力高等優(yōu)點(diǎn)。

（3）暗牛腿-法蘭連接。暗牛腿-法蘭連接是先將帶有預(yù)埋件的法蘭板預(yù)埋在企口梁和暗牛腿端，并通過(guò)高強(qiáng)螺栓來(lái)將梁和柱連接的方式，屬于干連接，如圖8所示，具有安裝便捷、快速、不需要濕作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。

圖7 方形薄壁鋼管連接Fig.7 Square thin-walled steel pipe connection

圖8 暗牛腿-法蘭連接Fig.8 Dark bracket-flange connection

2.2 預(yù)制裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)

預(yù)制裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)以連接部位的不同分為水平連接（豎向接縫）和豎向連接（水平接縫）兩類(lèi)［30］。水平連接是通過(guò)豎向接縫來(lái)連接的方式，主要使用在預(yù)制墻與墻的連接和預(yù)制墻與現(xiàn)澆柱的連接中，其有套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、后張預(yù)應(yīng)力連接和螺栓連接等方式［31］。豎向連接是通過(guò)水平接縫來(lái)連接的方式，主要使用在預(yù)制墻頂部與上梁的連接和預(yù)制墻底部與下梁的連接中，其有鍵槽連接和現(xiàn)澆帶連接等方式［32］。

預(yù)制裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)干連接主要有螺栓連接、后張預(yù)應(yīng)力連接和鍵槽連接等。濕連接主要有套筒灌漿連接、現(xiàn)澆帶連接和漿錨搭接連接等［33］。

2.2.1 常用節(jié)點(diǎn)連接方式及存在問(wèn)題

（1）螺栓連接。螺栓連接是指在構(gòu)件連接處預(yù)留孔洞或預(yù)埋螺母，再通過(guò)螺栓來(lái)連到一起的方式，屬于干連接，如圖9 所示。螺栓連接有普通螺栓連接和鉸制孔螺栓連接兩種類(lèi)型，其對(duì)制作尺寸精度有很高的要求，栓孔必須對(duì)位。普通螺栓連接相對(duì)于鉸制孔螺栓連接有精度要求較低和安裝拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)，其承受軸向力為主。螺栓連接應(yīng)用在剪力墻的豎向連接中，承載能力較差，且連接處容易失效。螺栓連接存在容易松動(dòng)、銹蝕和施工難等問(wèn)題。使用該連接方式時(shí)因出現(xiàn)連接縫，因此在嚴(yán)寒、潮濕、降雪量大地區(qū)對(duì)接縫處有保溫和防水要求，文獻(xiàn)［34-36］對(duì)接縫處保溫、防水等性能從材料和構(gòu)造等方面提出了一些改進(jìn)措施。

圖9 螺栓連接Fig.9 Bolt connection

（2）后張預(yù)應(yīng)力連接。后張預(yù)應(yīng)力連接是構(gòu)件在制作時(shí)預(yù)留孔道，待構(gòu)件安置后傳入預(yù)應(yīng)力筋并對(duì)其進(jìn)行張拉，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的連接方式，屬于干連接，如圖10 所示。這種連接方式整體性和抗震性能都很好。存在后續(xù)張拉工作難、運(yùn)輸安裝構(gòu)件容易受損和維修難等問(wèn)題。此連接方式接合面縫在地下等特定環(huán)境下有較高的防水要求，黃明利等［37］對(duì)地下裝配式結(jié)構(gòu)接縫防水技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了使用環(huán)氧灌漿料對(duì)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)接頭進(jìn)行灌封，并通過(guò)試驗(yàn)研究了環(huán)氧灌漿料本身及其黏接混凝土的力學(xué)性能。

（3）套筒灌漿連接。套筒灌漿連接是將下部構(gòu)件預(yù)留鋼筋插入預(yù)埋套筒內(nèi)，后續(xù)通過(guò)灌漿孔向套筒內(nèi)灌注灌漿料來(lái)實(shí)現(xiàn)的連接方式，屬于濕連接，如圖11 所示。套筒灌漿連接可有效傳遞應(yīng)力，破壞特性與現(xiàn)澆構(gòu)件相同。因?yàn)楣酀{的密實(shí)度和強(qiáng)度對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量有很大的影響，然而都比較難以控制，因此套筒灌漿連接存在質(zhì)量難以保證、施工難、速度慢和不適用于墻體厚度較薄的預(yù)制剪力墻構(gòu)件等問(wèn)題。

（4）現(xiàn)澆帶連接?，F(xiàn)澆帶連接是先把預(yù)制剪力墻放置在設(shè)計(jì)位置并將預(yù)留鋼筋搭接，后續(xù)通過(guò)現(xiàn)澆混凝土來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件連接的方式，屬于濕連接，如圖12 所示。現(xiàn)澆帶連接是比較傳統(tǒng)、施工技術(shù)最成熟的連接方式，其整體性和抗震性能都很好?，F(xiàn)澆帶連接存在混凝土澆筑振搗密實(shí)難、施工速度慢、需要模板多和污染環(huán)境等問(wèn)題。

圖10 后張預(yù)應(yīng)力連接Fig.10 Post-tensioned connection

圖11 套筒灌漿連接Fig.11 Sleeve grouting connection

圖12 現(xiàn)澆帶連接Fig.12 Cast-in-place belt connection

（5）漿錨搭接連接。漿錨搭接連接也被稱(chēng)之為間接錨固或間接搭接［7］，它是將下層預(yù)制剪力墻待插入鋼筋插入預(yù)留孔內(nèi)，通過(guò)灌漿孔向套筒內(nèi)灌注灌漿料來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件連接的方式，力是通過(guò)鋼筋和灌漿料之間存在的粘結(jié)錨固來(lái)傳遞，屬于濕連接，如圖13 所示。漿錨搭接連接存在質(zhì)量不易穩(wěn)定控制、構(gòu)件在運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)容易出現(xiàn)損壞和采用直徑較大縱筋及分布鋼筋時(shí)不宜適用等問(wèn)題。

圖13 漿錨搭接連接Fig.13 Slurry anchor lap connection

2.2.2 新型節(jié)點(diǎn)連接方式

（1）法蘭盤(pán)型鋼連接。法蘭盤(pán)型鋼連接是先將帶有預(yù)埋件的法蘭板預(yù)埋在預(yù)制墻上并對(duì)法蘭板與墻縱筋進(jìn)行焊接，后續(xù)通過(guò)高強(qiáng)螺栓將上下法蘭板連成整體的連接方式，是預(yù)制剪力墻連接的新型連接方式［29］，屬于干連接，如圖 14 所示。其具有抗震性能好、安裝便捷、快速、外形美觀、便于檢查和沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。

圖14 法蘭盤(pán)型鋼連接Fig.14 Flange steel connection

（2）方形薄壁鋼管連接。方形薄壁鋼管連接是先將帶有方形薄壁鋼管的法蘭板預(yù)埋在預(yù)制墻上，后續(xù)通過(guò)高強(qiáng)螺栓來(lái)連接上下法蘭板的連接方式，屬于干連接，如圖15 所示。其具有安裝便捷、快速、外形美觀、便于檢查、沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)和承載力高等優(yōu)點(diǎn)。

圖15 方形薄壁鋼管連接Fig.15 Square thin-walled steel pipe connection

（3）盒式連接。盒式連接是預(yù)制墻選用較粗的豎向受力筋作為墻體連接鋼筋，并將其上部墻體下端鋼筋進(jìn)行車(chē)絲處理，下部墻體上端預(yù)埋連接盒，連接時(shí)將連接鋼筋插入預(yù)埋的連接盒內(nèi)，然后采用螺栓來(lái)連接的方式［38］，是一種針對(duì)高層剪力墻的新型連接形式，屬于干連接，如圖16 所示。這種連接方式施工效率高、經(jīng)濟(jì)、連接可靠，因此得到廣泛推廣，2017 年湖南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布了《盒式連接多層全裝配式混凝土墻-板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（DBJ43/T 320—2017）［39］，這說(shuō)明盒式連接已經(jīng)大量使用在預(yù)制裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接中。

圖16 盒式連接Fig.16 Cassette connection

（4）H 型鋼連接。H 型鋼連接是將螺栓預(yù)埋在墻體連接處，后續(xù)通過(guò)H 型鋼和螺母將上下墻體連成整體的連接方式，是預(yù)制剪力墻連接的新型連接方式，目前處于研究狀態(tài)，屬于干連接，如圖17 所示。其具有裝配簡(jiǎn)單、效率高、可拆除并拆除方便等優(yōu)點(diǎn)［40］。但節(jié)點(diǎn)存在一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，抗側(cè)剛度較差。

圖17 H型鋼連接Fig.17 H-steel connection

（5）箱型鋼連接。箱型鋼連接是將箱型鋼梁預(yù)埋在上部墻下端，槽鋼預(yù)埋在下部墻體上端，連接時(shí)將上部構(gòu)件箱型鋼插入下部構(gòu)件槽鋼口里，再通過(guò)高強(qiáng)螺栓將兩型鋼連到一起的連接方式，尚處于研究狀態(tài)，屬于干連接，如圖18 所示。其具有裝配簡(jiǎn)單、效率高、拆除方便和精度要求低等優(yōu)點(diǎn)。但節(jié)點(diǎn)存在一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，抗側(cè)剛度較差。

圖18 箱型鋼連接Fig.18 Box-type steel connection

3 結(jié)論與展望

（1）預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接是現(xiàn)階段預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要制約因素。節(jié)點(diǎn)連接對(duì)濕連接研究與應(yīng)用比較多，其現(xiàn)澆部分多、預(yù)制程度不高、鋼筋較密區(qū)施工難。雖然干連接相對(duì)于濕連接造價(jià)高、施工復(fù)雜、整體性弱，但有現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少、環(huán)保、精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)干連接的研究與應(yīng)用雖然日益增多，但目前來(lái)看還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此應(yīng)對(duì)干連接加強(qiáng)研究，開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)越、操作更簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)效益更好的干連接形式，并投入到更多實(shí)際工程中。

（2）預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能研究更側(cè)重于節(jié)點(diǎn)性能，而缺少對(duì)結(jié)構(gòu)隔振、減震技術(shù)方面的研究。應(yīng)更加注重結(jié)構(gòu)隔震、減震技術(shù)應(yīng)用，從根本上解決結(jié)構(gòu)抗震性能。

（3）預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接形式和種類(lèi)較為繁雜，目前規(guī)范還沒(méi)達(dá)到設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收一體化的程度，這不利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理方的協(xié)調(diào)工作，質(zhì)量難以保證，這對(duì)建筑工業(yè)化有負(fù)面影響。因此也加強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)通用規(guī)范的編制工作。

（4）加強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)連接的研究同時(shí)也加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件安裝方式及安裝設(shè)備的研究，將構(gòu)件連接與安裝設(shè)備同步發(fā)展，這對(duì)推動(dòng)建筑工業(yè)化發(fā)展更有利。

總之，制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)目前存在很多問(wèn)題，但是，隨著技術(shù)的不斷更新、新型構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)連接方式的不斷出現(xiàn)、我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展會(huì)迎來(lái)更好的機(jī)遇。