预制主次梁连接节点对比分析

预制主次梁连接节点对比分析

李衍庆张赟周嘉斌马健昌

中建三局集团有限公司（沪）上海200129ChinaCostructionThirdEngineeringBueauGroupCo.,Ltd(Shanghai)Shanghai200129

摘要：近年国家对环保关注力度显著增加，传统的现浇结构粗放式的施工方式对资源、环境都造成了很大的浪费，与国家低碳减排的发展战略不符，作为传统建筑施工的替代方式，装配式建筑异军突起，国家推广力度也逐渐加大，特别是江浙沪地带，政府对装配率、预制率都进行了要求，绝大部分新建项目均实施装配式建筑。但因装配式建筑大力推广时间较短，相关规范要求没有传统现浇结构成熟，装配式节点也多种多样，各种节点也都有自己的优缺点。本文主要介绍装配式主次梁节点，从施工的角度对常见的四种装配式主次梁节点进行剖析，包含施工要点、质量控制要求和建议。

关键词：预制结构；装配式；主次梁；节点

1研究背景

1.1研究现状

建筑产业是我国经济的重要增长点，但随着国家环保重视程度加大，普通现浇结构粗放式的施工方式已经越来越难以满足现在环保要求，装配式建筑被越来越多的企业所接受，国家也开始大力推行装配式建筑。

随着国家推行装配式的力度逐渐加大，装配式建筑迎来一个发展高潮，装配式建筑的预制率和装配率均有明显提升，特别是上海地区，装配式结构在梁柱等主要受力构件中广泛使用，相对于广泛使用的灌浆套筒竖向连接节点，主次梁连接节点样式多、生产及施工难易程度和造价均不同，合适的连接形式要求既能满足生产、施工便利性，又能保证节点连接质量和结构安全，更是关系千家万户生命和财产安全的大事。

1.2研究重要性

1.2.1结构重要性

楼层荷载主要传递形式为楼板传递给次梁，次梁传递给主梁，主梁传递给柱子等竖向构件，主次梁连接节点是结构传力过程中重要的一个环节，是板将楼层荷载集中于次梁后向主梁传递的重要节点，主次梁的连接形式选择是否合适直接关系到传力是否能达到设计要求。

1.2.2后期防开裂渗水等质量问题

随着建筑行业的不断发展，人们对建筑品质的追求也不断提高，大部分开发商也开始引进第三方质量评估机构对所建项目进行质量评估，施工质量已不仅仅是保证结构安全，主次梁节点为主要传力节点，如达不到设计要求的传力效果，轻则将导致梁板开裂，引起渗水、粉刷脱落等问题，重则威胁结构安全，引发梁板坠落垮塌，大面积的质量缺陷、结构缺陷是所有开发商及参建单位最不愿意看到的事情。

1.2.3成本考虑

装配式混凝土结构由预制混凝土构件通过各种可靠的连接方式装配而成的混凝土结构，连接方式的不同必将导致预制生产和施工工艺的不同，总体成本也因此不同，不同项目需结合自身情况，合理选择合适节点。

2预制主次梁连接节点分析

2.1主梁预留后浇槽口式预制主次梁连接节点

图1主梁预留后浇槽口式预制主次梁连接节点

主梁预留后浇槽口方式为施工现场最常见预制主次梁施工节点，主要是通过在主梁的主次梁交接部位留设后浇段，但主梁钢筋仍保证贯通，主梁的后浇段两侧及次梁端部均设置键槽，保证新旧混凝土结合能达到抗剪要求，吊装顺序需按照主梁安装完成后安装相应的次梁，从一侧向另一侧依次安装，待次梁安装并将钢筋绑扎完成后，支设节点处模板，槽口混凝土同梁板混凝土一同浇筑。主梁预留后浇槽口按照次梁底部钢筋连接形式可分为直接预留形式和直螺纹套筒形式：

a、次梁底部钢筋直接预留形式，此种形式后浇槽口贯穿主梁且次梁底部钢筋直接预留锚入主梁，此节点形式最为常见，施工工艺成熟。因次梁底部钢筋提前预留，因此在吊装过程中须严格按照先主梁后次梁从一侧向另一侧依次吊装，否则两侧主梁安装完成后中间次梁将无法安装。

b、次梁底部预埋直螺纹套筒形式，此种形式后浇槽口贯穿主梁且次梁底部钢筋通过预埋在次梁底部的直螺纹套筒连接锚入主梁，采用直螺纹套筒连接次梁底部钢筋主要是考虑到次梁底部钢筋伸出不利于构件生产及脱模，但直螺纹套筒连接接头因无法错开，需达到一级接头要求，质量保证难度较大且无法现场取样进行试验，存在一定的质量风险。

图2次梁端设置后浇段式预制主次梁连接节点

主梁预留后浇槽口按照主梁槽口形式可分为贯通槽口形式和非贯通槽口形式：

a、贯通槽口形式是指主梁槽口贯通主梁，此种形式主梁后浇槽口等于主梁梁宽，适用于主梁两侧均有次梁，梁宽较小，能保证结合钢筋焊接或灌浆套筒等工艺，能保证主梁两侧次梁底部钢筋连成整体。

b、不贯通槽口形式是指主梁槽口不贯通主梁，此种形式主梁后浇槽口小于主梁梁宽，适用于主梁仅单侧有次梁，且主梁宽度较大，能有效保证主梁外观质量，但构件生产难度较大。

施工便利：主梁预留后浇槽口为常见主次梁施工节点，工艺成本也较低，施工难点主要为后浇槽口处模板支设，深化设计阶段可在主次梁节点处分别留设对拉螺杆孔，方便后期模板加固。主梁在运输和吊装过程中需在槽口部位安装槽钢进行加固，槽钢规格及槽钢固定位置需深化设计明确。

质量保证：主梁预留后浇槽口主要质量保证关键点为主次梁连接部位次梁底部钢筋锚固、主次梁连接部位混凝土浇筑质量。

主次梁连接部位次梁底部钢筋锚固如采用直螺纹连接方式，需采取填塞包裹等必要措施防止直螺纹套筒在构件混凝土浇筑过程中被堵塞。

节点处混凝土因钢筋较复杂，为保证混凝土成型质量，需单独振捣，必要时可采用手持式小型振捣器。

2.2次梁端设置后浇段

次梁端设置后浇段是通过在次梁靠近主梁的端部设置后浇段，次梁底部钢筋预留，主梁相应位置预留次梁底部钢筋或者直螺纹套筒，现场安装过程中进行搭接或者焊接，钢筋直螺纹套筒连接或者焊接要在次梁后浇段侧面模板支设开始前完成，否则将无操作空间。

主梁侧面和次梁端部均设置键槽，保证新旧混凝土结合能达到抗剪要求。

次梁端设置后浇段按照主梁相应位置次梁底部钢筋预留形式可分为预留钢筋形式和预留直螺纹套筒形式。

预留钢筋形式即在主梁相应位置预留次梁底部钢筋，安装完成后通过搭接、焊接等工艺实现次梁底部钢筋连接。

预留直螺纹套筒形式即在主梁相应位置预留直螺纹套筒，待主次梁安装完成后拧入钢筋，通过搭接、焊接等工艺实现次梁底部钢筋连接。直螺纹套筒连接接头因无法错开，需达到一级接头要求，质量保证难度较大且无法现场取样进行试验，存在一定的质量风险。

次梁端设置后浇段按照次梁后浇段高度可分为全梁高后浇段和部分梁高后浇段。

全梁高后浇段即次梁后浇段高度等于梁高，混凝土浇筑前须支设梁底部及侧面模板，此种节点形式模板支设面积大，且因模板厚度，梁底满堂架高度不一致，满堂架调平难度大，外观质量在梁端出现明显不一致。

部分梁高即次梁后浇段高度小于梁高，次梁底部钢筋区域混凝土已提前浇筑，主梁对应位置伸出的钢筋不能直接和次梁钢筋接触，只能锚入次梁。

次梁端设置后浇段按照次梁底部钢筋连接形式可分为搭接、焊接、灌浆套筒连接。

施工便利：次梁端设置后浇段连接方式能有效保证主梁的整体性，工艺成本较低，但次梁底部钢筋连接施工较困难，主梁预留直螺纹在预制生产过程中易被污染导致钢筋无法拧入，且套筒因接头无法错开，需达到一级接头，施工现场难以满足要求；主梁预留钢筋搭接将导致构件生产和运输过程中产生极大不便。

质量保证：次梁端设置后浇段主要质量保证关键点为主次梁连接部位次梁底部钢筋连接、主次梁连接部位混凝土浇筑质量，为保证混凝土成型质量，次梁端部需预留对拉螺杆孔，方便后浇段支模浇筑混凝土。

2.3搁置式预制主次梁连接节点

图3搁置式预制主次梁连接边节点

相对于主梁预留后浇槽口和次梁端设置后浇段的湿连接方式，搁置式主次梁连接节点为干连接方式，即通过主梁下部设置牛腿，次梁直接搁置与主梁侧面，次梁下部钢筋完全断开，通过牛腿的提供给次梁的活动范围来补偿次梁底部钢筋断开，

搁置式主次梁连接边节点按照牛腿形式可分为钢牛腿和混凝土牛腿

混凝土牛腿及通过在主梁侧面相应次梁位置增加钢筋并和主梁混凝土一起浇筑，形成混凝土牛腿，混凝土牛腿整体性和耐久性较好，但构件生产难度较大。

图4牛担板式预制主次梁连接边节点

钢牛腿是通过在主梁生产过程中预埋埋件，吊装完成后焊接钢板形成牛腿，相对于混凝土牛腿，钢牛腿便于构件生产，但钢牛腿防火性能差且易腐蚀，耐久性差，且大面积的现场焊接质量存在风险，焊缝检测也影响现场进度。

施工便利：搁置式主次梁连接节点因为不涉及到梁底部钢筋连接和节点处混凝土浇筑，因此施工便利性好，但构件生产存在较大困难，特别是混凝土牛腿形式，牛腿钢筋需单独考虑，模具设计及脱模较难，工艺成本适中。

质量保证：因为搁置式主次梁节点主要受力结构为牛腿，因此搁置式主次梁节点主要质量保证关键点为牛腿施工质量，包括钢牛腿的焊接质量、预埋质量以及混凝土牛腿的整体成型质量。

2.4牛担板式连接节点

牛担板连接节点是通过次梁预埋牛担板和主梁进行连接，主梁在相应位置留设牛担板槽口，待次梁安装完成后灌浆，依靠位于次梁中部的牛担板与灌浆料之间的握裹力来承担次梁中部及下部的水平力。

施工便利：牛担板节点虽有灌浆操作，但未涉及混凝土浇筑，主梁及次梁整体性较好，施工便利性较高，但由于相应主次梁结构构造较复杂，涉及到预埋、留置牛担板槽口、留置次梁搁置槽口等，因此构件生产难度较大，施工成本较高。

质量保证：牛担板连接节点主要质量保证关键点为次梁安装完成后的牛担板灌浆，灌浆质量直接关系牛担板抗水平滑移能力，施工过程中要注意灌浆前槽口的清理，灌浆料制作过程中的水灰比、流动度，灌浆完成后注意成品保护，次梁及主梁不可被触动。

3总结

通过对目前行业内常见的四种预制主次梁节点的介绍，每种节点连接形式都有自己的优缺点，归纳得出如下表格：

对于节点施工过程中的重点总结如下：

节点处钢筋在施工过程中要进行过程验收，特别是直螺纹连接的钢筋；

对于涉及到现浇的节点，要结合现场施工预留对拉螺杆孔，防止现浇结构模板加固困难导致的胀模漏浆；

对于涉及到现浇的节点，节点处的混凝土需单独振捣，保证密实；

所有节点在混凝土浇筑或者灌浆前需清理干净，特别是键槽部位；

预埋直螺纹套筒及钢板要注意成品保护，不可被水泥浆污染；

总体来说，四种连接形式各有利弊，在装配式设计方案确定阶段，需要综合项目实际情况和要求，合理选用。

随着材料、技术的突破以及行业的发展，相信不远的将来新的预制主次梁节点将会出现。

参考文献

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作者简介：李衍庆，男，（1989—），安徽桐城人，工程师，本科，毕业于安徽建筑大学机电学院，2013年7月参加工作，邮箱：820903602@qq.com，研究方向：装配式建筑。