连接节点原理和方法

2010.09 /29

（包括抗震规范）的要求，甚至比现浇结构具有更好的安全性、适用性和耐久性的结构体系。从国内外的研究和应用经验来看，可采用预制装配式框架结构、预制装配式剪力墙结构、预制装配式框架－现浇剪力墙（核心筒）结构体系。结构中承重构件可以全部为预制构件或者预制与现浇构件相结合。其中，预制装配式剪力墙结构可以分为全预制剪力墙结构、部分预制剪力墙结构和适当降低结构性能要求的多层剪力墙结构（以下简称为预制装配式大板结构）。

预制装配式框架结构及预制装配式框架－现浇剪力墙（核心筒）结构中的框架，梁、柱全部采用预制构件，承重构件之间的节点、拼缝连接均按照等同现浇结构要求进行设计和施工。该结构体系具有和现浇结构等同的性能，结构的适用高度、抗震等级与设计方法与现浇结构基本相同。预制装配式框架结构可以结合预制外挂墙板应用，实现主要结构接近１００％的预制化率，尽量减少现场的湿作业。

部分预制剪力墙结构主要指内墙现浇、外墙预制的结构，该结构目前在北京万科的工程中已经示范应用。由于内墙现浇，结构性能和现浇结构类似，适用高度较大、适用性好；采用预制外墙可以与保温、饰面、防水、门窗、阳台等一体化预制，充分发挥预制结构的优势。该体系的适用高度可参照现行现浇结构的有关标准并适当降低，是目前阶段较为实用的一种结构体系。

全预制剪力墙结构指全部剪力墙采用预制构件拼装装配。预制墙体之间的拼缝基本等同于现浇结构或者略低于现浇结构，需要通过设计计算满足拼缝的承载力、变形要求，并在整体结构分析中考虑拼缝的影响。该结构体系的预制化率高，但拼缝的连接构造比较复杂、施工难度较大，难以保证完全等同于现浇剪力墙结构，目前的研究和工程实践还不充分，在地震区的推广应用还需要进一步的研究

工作。

以上两种结构体系中，可以采用整块预制墙板，也可以采用预制叠合墙板；在抗震设防地区应优先采用预制叠合板。

参照日本和我国上世纪的经验，结合我国城镇化及新农村建设的需求，可发展一种新型的多层预制装配剪力墙结构体系即预制装配式大板建筑体系。该结构体系主要用于６层以下的建筑，预制墙板之间的拼缝构造可不按照等同现浇要求，只连接部分钢筋，施工简单，速度快，适用于各地区大量的多层住宅建设。当然，这种结构体系尚需要进一步的研究、总结和完善。２．２结构布置要求

与现浇结构相比，预制装配式结构的平面布置宜更加规则、均匀，并应具有良好的整体性。平面长宽比不宜过大，局部突出或凹入部分的尺度也不宜过大。结构竖向布置宜规

则、均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力竖向突变，承重构件宜上下对齐，结构侧向刚度宜下大上小。结构相关预制构件（柱、梁、墙、板）的划分，应遵循受力合理、连接简单、施工方便、少规格、多组合，能组装成形式多样的结构系列原则。

3、预制装配式框架结构的研究

３．１关键技术

预制装配式框架结构，是指柱全部采用预制构件、梁采用叠合梁、楼板采用预制叠合楼板的结构体系。该

结构也可与现浇剪力墙或者核心筒组成框架－剪力墙结构或框架－核心筒结构。结构体系中，梁、柱宜采用简单的“一”字型预制构件，便于生产、运输及安装，梁、柱预制构件在节点区拼接成等同于现浇的整体。

该结构体系的关键技术主要有以下几点：

１、框架梁柱节点的设计及构造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存在节点或接缝，当采取可靠的构造措施及施工方法保证这些节点或接缝的承载力、刚度和延性不低于现浇结构，使装配整体式结构的整体性能与现浇混凝土结构基本相同时，可将预制装配式结构称为等同现浇混凝土结构，并采用与现浇结构相同的方法进行设计设

计。对于预制装配式框架结构，应通过保证梁柱节点的性能使其与现浇结构等同；否则，结构设计分析方法将变得非常复杂，难以在设计单位推广应用，成为制约应用的最大问题。梁柱节点的连接可分为干式连接和湿式连接。采用干式连接法，可能实现承载力及刚度与现浇结构类似，但是其延性及恢复力性能难以与现浇节点等同，因此不能应用于等同现浇的预制框架结构中；采用湿式连接，即节点区主筋及构造加强钢筋全部连接，节点区采用后浇混凝土及灌浆材料将预制构件连为整体，才可能实现与现浇节点性能的等同。

２、构件的新型配筋设计技术研发

高强及大直径钢筋的应用将减少构件中配筋数量，进而简化节点及拼缝处的连接构造，降低施工难度，加快施工进度，对促进预制装配式结构的推广应用具有重要意义。

３、结构体系的抗震性能研究

新型预制装配式结构体系在国外（如日本）已有成功应用经验，但在国内地震区基本没有应用经验，更没有经过强震的考验；而且由于预制板等构件在历次地震中有不佳的安全性表现，使国内学术界及工程界对预制装配混凝土结构的抗震安全性产生一定的担忧，也制约了该结构体系的推广应用。因此，需要对结构整体的抗震安全性进行充分的试验研究及理论分析，提出适宜的抗震设计方法及抗震构造措施。

３．２研究进展

目前，中国建筑科学研究院、同济大学、哈尔滨工业大学、东南大学等单位均进行过预制装配式框架结构的研究。

中国建筑科学研究院与万科企业股份有限公司合作，对预制框架结构的套筒浆锚连接技术、梁端摩擦剪机理、预制拼接叠合梁、预制拼装柱、预制拼装梁柱节点、预制叠合板进行了比较系统的试验研究（图１）。

图１预制装配式框架结构系列试验研究

以上试验中，所采用的构件及节点设计技术主要基于日本前田建设公司所采用的装配式框架结构技术。所有试验均采用足尺试件，试件中柱的截面尺寸为６００ｍｍ×６００ｍｍ￣８００ｍｍ×８００ｍｍ，梁截面尺寸为３５０ｍｍ×６００ｍｍ，板厚为预制层７０ｍｍ＋现浇层７０ｍｍ。通过试验研究，初步总结了预制装配式框架结构的构件及节点受力性能、设计技术及构造要求。试验结果表明，梁柱节点可以基本实现等同现浇结构的要求，但在施工技术、构造措施上还需要进行进一步的研究，以适应国内规范及现阶段施工技术水平等的要求。

同济大学、哈尔滨工业大学、东南大学等单位也做出了重要的研究成果，为预制装配式框架结构技术的发展和应用提供了技术基础，不再赘述。

4 预制装配式剪力墙结构的研究

４．１关键技术

预制装配式剪力墙结构的关键结构技术主要有以下几点：

１、结构体系的研究

预制装配式剪力墙结构是我国目前住宅的主要结构形式，其结构体系的研究应紧密结合住宅产业化的要求，吸收国外装配结构的先进理念，在现有研究的基础上，完善预制装配式混凝土剪力墙结构体系，包括外部叠合现浇墙和内部部分现浇剪力墙、外部挂板和轻质填充墙体系以及全预制装配或大部分预制装配剪力墙结构体系，简化连接的多层预制装配式大板结构体系，研究预制工厂加工的墙体单元率与墙体连接部位现浇率的合适比例关系，为装配剪力