装配式建筑构件的节点连接技术研究

装配式建筑构件的节点连接技术研究

沈鹏发

深圳市万科城市建设管理有限公司 广东深圳 518000

摘要：随着社会经济的发展，建筑工业化日趋成熟，装配式建筑以施工工期短、质量高、低耗能等优点从中脱颖而出，其顺应绿色建筑的发展潮流，是未来建筑行业发展的方向。由于我国装配式建筑起步较晚，相关技术还不够成熟，因而装配式建筑在现有建筑形式中的占比较低,与现浇建筑结构相比，节点连节技术是装配式建筑的关键、核心技术[1]，节点的可靠连接关乎建筑的整体安全，节点区的薄弱将导致建筑抗震性能和整体性较差。因此节点连接技术的完善和正确选择将对实际工程的保质保量具有深刻意义。通过对装配式建筑构件的节点连接形式进行分析，总结得到装配式建筑构件节点连接的对比和质量控制措施，从而提高装配式建筑节点连接的效果。

关键词：装配式建筑；构件；节点；连接技术

1节点连接概述

实际工程中，装配式建筑连接位置主要在框架内梁-柱、柱-柱、叠合梁及结构上墙、板[3]等构件的连接部位，我们需综合考虑材料属性、造价、技术、连接部位结构特征等多方面因素来选取合理的连接方式。装配式建筑结构节点连接主要分为干连接和湿连接，在施工工艺上称之为干法和湿法，应用于预制构件之间的竖向（水平接缝）和横向（竖向接缝）连接。干连接是利用预制构件中的钢筋进行机械连接，主要有螺栓连接、焊接连接、牛腿连接、钢筋机械连接、刚吊架式连接等；湿连接是指将工厂预制的构件在现场进行拼接装配，在节点区进行混凝土后浇，主要有灌浆套筒连接、浆锚搭接连接、注胶套筒连接等。装配式建筑如果采用合理的节点连接方式，其结构整体性能会优于普通框架混凝土结构[4]。

2干连接

2.1螺栓连接

螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种方式。螺栓连接是传递轴力、弯矩与剪力的连接形式，可用于连接梁柱。螺栓连接的优势在于实际施工中操作简便，但对预制构件的精度、作业人员的技术能力要求更高，以避免装配时产生连接误差从而影响建筑整体受力性能。其最大的缺点就是后期的维护、维修成本较高而且较为困难。

2.2焊接连接

焊接连接是采用焊接工艺将预制构件连接在一起的方式，其优势在于施工方便、快捷、节约成本，在钢结构中应用普遍。PILLAISU[5]等对足尺预制的焊接和现浇混凝土的梁-柱节点进行了对比试验，结果表明，预制试件的焊接位置是薄弱部位，易发生脆性破坏，抗震性能不理想，故提高焊接部位强度是使用焊接技术连接预制构件的前提。增加钢筋焊接长度、在节点区进行塑性铰设置[1]，有利于提高节点抗剪性能，但同时也对作业人员有更高的焊接技术要求。

2.3牛腿连接

牛腿连接是一种利用连接点的高承载力，通过牛腿腹板、上下翼缘向周围连接构件传力，从而保证装配式结构整体良好受力性能的连接形式，一般分为三种连接方式。1）明牛腿连接:实际工程中将连接点暴露在建筑物外部进行连接，操作简单方便，承载力较好，但影响整体美观；2）暗牛腿连接:连接部分占据空间小，承载力良好，不影响整体美观，但对施工工艺要求较高；3）型钢暗牛腿连接:连接处采用混凝土包裹，仅使小面积牛腿暴露在外，一定程度上提高了承载力，最宜采用[1]。

2.4钢筋机械连接

钢筋机械连接是一种借助钢筋端面良好的承压作用，使其与套筒等连接构件进行机械咬合从而实现钢筋连接的方式，可通过连接件传递轴向拉、压力，具有接头强度高、刚度大、无需湿作业、简便快捷的优点。

3湿连接

3.1灌浆套筒连接

灌浆套筒连接是指将两根钢筋从中空型套筒两端直接插入内部，无需搭接，继而通过从灌浆孔注入的灌浆料将两根钢筋有效连接。锚固钢筋与膨胀的灌浆料产生摩擦力，套筒连接件与外部混凝土也产生较强的粘结力，因此灌浆套筒连接能够有效传递钢筋应力。灌浆套筒按接头的形式又可以分为全灌浆套筒和半灌浆套筒，其中全灌浆套筒连接施工方便，允许出现施工偏差，在实际工程中应用更为广泛。长期以来，研究人员对灌浆套筒技术做了大量试验，证明了此技术的高效性、可靠性，灌浆套筒连接技术也已经相当成熟，是装配式建筑施工现场钢筋连接的首选方式。

3.2浆锚搭接

浆锚搭接的基本原理是在搭接区将钢筋分开并保持一段距离，同时分别与混凝土锚固，最后通过混凝土实现钢筋应力的传递，一般有两种连接形式。1）插入式预留孔灌浆钢筋连接:在预制构件上预留内壁粗糙的孔洞（注入灌浆料后增强其与周围混凝土粘结强度）并留有灌浆孔和排气孔，将连接构件预埋钢筋插入孔洞，注入灌浆料，完成钢筋连接；2）金属波纹管浆锚搭接连接:在预制构件中预埋金属波纹管，将连接件预埋钢筋插入金属波纹管中，最后注入灌浆料完成连接。浆锚搭接的连接方式要满足现行规范的要求，连接钢筋搭接长度取锚固长度乘以修正系数后的值，对于受拉构件或者钢筋直径大于20mm且直接受动力荷载构件的纵向钢筋不宜采用此连接方式[1]。

4装配式建筑构件节点连接的质量控制措施

4.1预制阶段的质量控制措施

在预制构件的生产阶段，应注意如下质量控制措施：①在预制前应妥善检查水泥、钢筋、砂石、预埋孔道等原材料的质量，保证原材料的各项参数诸如钢筋抗拉性能、砂石粒径、水泥强度等达标。此外，还应妥善检查各类生产模具，一方面要确保模具的强度、刚度、稳定性达标，另一方面也要保证模具的尺寸以及规格符合预制构件的设计要求；②应严格依据设计开展预制生产，确保预制构件的预埋件数量、尺寸、型号与位置准确、强度达标；③应严格依规开展预制构件的吊装工作，在吊装过程中应严格控制预制构件的起重高度，一般来说，应该将装配式建筑高度、安全吊装高度、预制构件最大高度以及索具高度的总和作为其起重高度，同时要避免吊装作业损坏预制构件的预埋件；④应妥善开展预制构件的成品保护工作，一方面应该依据构件特征选取适宜的堆放场，另一方面还应做到“下垫上盖”，避免预制构件受到外部环境的污染或在外力作用下发生变形及损坏。

4.2施工阶段的质量控制措施

①在预制构件安装之前，应妥善开展构件边缘位置以及预埋件的测量复核，应使用测垂传感尺等有关测量机具以保证构件的尺寸以及垂直度达标，同时保证构件预埋件的数量、尺寸和位置准确，进而防止后续安装中出现过大误差；②在预制构件吊装过程中，应在构件安装位置的上方预先调整构件的角度以及方向，待调整到位后方可慢慢放下预制构件，以避免构件对位错误而导致构件连接部位钢筋的弯曲或断折；③在预制构件放置在安装位置后应利用调斜支撑予以临时固定，再在调斜支撑的支撑下实施构件安装位置的复测，当发现构件安装位置存在较大误差时，应实施微调；④当使用湿式连接技术时，在灌浆作业前，应妥善检测灌注浆液的强度、流动性等参数，待确保其参数达标后方可实施灌浆，同时，在灌浆之后应进行充分养护，以确保预制构件连接部位强度达标。

结束语

装配式建筑凭借其较短的施工周期、较低的施工成本和绿色环保等诸多优点获得广泛好评。但是相较于欧美等发达国家而言，我国装配式建筑技术还不够成熟，节点连接中出现的问题也较多，这些都需要我们不断努力，去扬长避短，以推动装配式建筑的快速发展。

参考文献

[1]丁兆栋.装配式建筑节点连接技术研究[J].四川建材,2019,45(12):100-101+103.

[2]李惠.装配式建筑构件节点连接技术研究[J].工程建设与设计,2019(20):20-21.

[3]李惠.装配式建筑节点连接方法及其施工质量控制研究[J].价值工程,2019,38(27):38-41.

[4]钱坤,丁景花.浅谈装配式建筑节点连接方式[J].四川建材,2019,45(08):127-128.

[5]李乐佳.装配式建筑节点连接方式[J].居业,2019(04):96.