装配式混凝土梁柱半刚性节点的抗震性能

装配式混凝土梁柱半刚性节点的抗震性能

林波

中建二局第二建筑工程有限公司       广东省深圳市      518000

摘要：国内外对混凝土装配式建筑抗震性的研究都有涉及，但是装配式建筑抗震性能的研究比传统建筑少。现在需要研究的重点是装配式建筑抗震性能。另外，对装配式建筑的力学特性影响较大的是混凝土构件自身承载力和配筋方式，所以混凝土装配式建筑抗震性能的研修需要更深入的研究。

关键词：配筋方法；节点衔接；混凝土承载力；抗震性能

要想促进建筑建设产业的耗能多排放，发展绿色生产等方面就需要发展混凝土配装式建筑。装配式建筑对建筑施工的周期与材料的耗损起到有效的改善作用，很好的解决传统的建筑结构与材料的污染等问题。除此之外，混凝土配装式建筑也能提高生产率，带动建筑产业化[1]。与此同时，可以全面提升人民群众的房屋质量和品质，而建筑抗震性能的提高保障了人们的生命安全，所以对于像我国这种多地震发生区域而来说比较研究混凝土装配式建筑的抗震性能是非常必要的。

1.比较研究预制混凝土构件的承载力

（1）外加剂和掺合料对混凝土承载力的影响

混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入，占水泥质量5%以下的，能显著改善混凝土性能的化学物质，在混凝土中掺入外加剂，具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点。所以外加剂对混凝土承载力的一昂想较大，其应用最多的外加剂有引气剂，减水剂和矿渣等。一些环保性能好的减水剂已经得到了广泛的应用，而且效果也是很理想，应用最高的一种减水剂是叫聚羧酸的新型减水剂，能与各种类型的水泥都混合的很好，而且添加聚羧酸制造的混凝土不会发生泌水，离析等现象，能够很有效的保证混凝土体积的稳定性和后期的强度水平。

引气剂属于化学物品之一。气泡结构好，气泡半径小，抗冻指标高，用于高耐久性的混凝土结构，也是改善混凝土路面耐久性的常用外加剂。试验研究表明，引气剂可以用于降低混凝土拌和物的坍塌度、增加流动以及增强可塑性。其原理就是在混凝土中加入搅拌均匀而且性质稳定的小气泡，来保证减税效果达到6％~9％，这样可以有效减小混凝土中的泌水和离析现象的产生。同时也改善了混凝土工作性和和易性，从而提高混凝土预制件的体积稳定性的保持。

矿石经过选矿或冶炼后的残余物称为矿渣，其特点是有较好的可塑性和保水性。随着近几年来磨粉技术的不断提高和超细粉活性激发，当矿渣作为掺合料加入到混凝土时其水热化的降低能够很有效的保证混凝土结构耐久性并提高耐磨性和经济性能。

比较振动搅拌相较于普通搅拌的先进性

振动搅现在已经是国内外最受欢迎的提高搅拌质量和效率的有效方法了。一些大学的相关研究人员经过长期探索混凝土搅拌理论，初步的设计出混凝土振动搅拌机器。研究人员发现在对混凝土进行搅拌的同时还进行振动的话能够使水喝水泥充分水化和扩散，而且混凝土也可以在短时间内无论是微观或宏观上都能达到均匀。振动搅拌的混凝土的含气量和流动性都明显高于经过普通搅拌的混凝土。因此，增加混凝土的含气量和流动性就要采用振动搅拌的方式，也有助于提高混凝土承载力。

2.比较研究预制件不同配筋方式

（1）比较纵筋及箍筋强度的效果

与普通钢筋相比，强度较高的钢筋能够在提高试件的钢筋性能和稳定性等方面都起着更大的作用因此在进行钢筋的等体积代换时，与试件抗震性能相比，其影响程度更大的是强度的问题。除此之外，有研究发现，如果能够在这种高强度的钢筋中加入具有更高强度的箍筋，其能够减少纵筋的弯曲，改善构件结构的破坏，对混凝土的约束能力也很强。同时也对保障高强混凝土预制柱的延性抗震性能提供了新的思路及方法。

（2）非预应力筋及并筋的有效作用

随着配筋强度的增加非预应力筋的荷载强度也相应增加，而提升各种荷载效果最好的是运用并筋的形式而不是非间隔配筋的形式。混凝土构件中非预应力筋在预应力筋发生脆性破坏时提供缓冲作用，而预应力主筋与预应力钢筋共同受力。在整体的抗震性能的过程中就需要配置显著提高预制件的极限位移数值，增强构件在地震作用下的变形能力的非预应力筋。

通过大量数据的比较分析，这种混合配筋的形式是最佳方案，因为性能、成本等诸多方面对于改进混凝土预制件抗震性能具有优势。

3.比较研究装配式构件节点的连接办法

（1）装配式结构节点的箍筋的加密

混凝土框架的节点在震级较大的地震中很容易被压碎破坏。导致这类情况的主要原因是施工单位在施工过程中并没有完全按照图纸上的要求来对混凝土框架结构节点内的箍筋进行加固加密，同时建筑工人对混凝土框架节点配置二组箍筋的重要性缺乏系统的认识。这样很容易增加工程结构安全隐患。框架节点是结构最关键的部位，一旦被破坏就很难再次进行修复，更甚至会导致整个框架倒塌。所以就必须对节点核心混凝土加以约束，设置二组箍筋来提高节点的整体性，强度和延性。这对受力钢筋稳固性的提高和节点强度的增强有极大的帮助。

（2）干湿两种节点衔接方式的对比分析

节点干连接:首先需要在工厂制作完成预制混凝土构件，再在工地节点处用螺栓或焊接等方式按照设计要求完成组装。湿连接也叫仿现浇连接，就是在工地节点处进行现浇将相应的梁柱结合为一个整体。其施工先后为:首先在工厂完成预制构件的制作，并且要在构件边缘预留钢筋，然后将这些钢筋互相焊接，最后在节点浇筑混凝土而连接成一个整体。

经过分析比较，干连接和湿连接在连接性能上存在较大的差异。湿连接是因为节点后浇，所以能够达到混凝土节点的强度，安全稳固，具有很好的抗震性能。但是由于其节点核心区结构连接较为复杂，因此跟住宅产业化和绿色环保的潮流趋势不符。这类连接方式在刚度和承受荷载的能力跟现浇结构相似，但是它的延展性和恢复能力却是较大的缺点，地震发生时其避灾的难以保证其避灾能力。

相比较而言，湿连接整体性能较好，其几乎接近现浇节点抗震性能所期望的标准值。但是干连接施工更加的方便简易，不需要再施工过程中再进行混凝土拌制，更加符合推崇的住宅产业化的发展要求，所以应该需要更进一步的发展和应用。

（3）梁柱节点安装固定支架结构

在混凝土装配式结构预制件端部梁柱节点需要安装固定支架结构-单边柱箍支撑架。而预制件中间节点与这种方式不同的方面是这种方法需要利用双边柱代替单边柱实现支撑。而支撑架主要由钢角撑以及钢柱支撑并将双边柱布置在钢柱的两边。

通过有效研究证明，增强整体结构的侧向刚度和提高装配式建筑抗震性能可以运用上述设计的钢支撑架方案。

结语

综上所述，装配式建筑从使用的生命周期来看其总的成本要低于普通混凝土建筑。并且也会带来很好的经济社会效益。如果我们可以在今后的调查研究中通过对各种方案数据进行成本和效果的对比分析来使建筑拥有良好的抗震性能，那么不仅提高民用建筑的质量和抗震能力，而且可以算是民用建筑领域的一次重大突破。

参考文献：

[1]高路恒，沙峰峰，黄国春.某26层装配式建筑梁柱节点安装固定支架设计及施工方法研究[J].施工技术，2017，46(S1):1121-1123.

[2]颜磊，张纪刚，石岩.装配式混凝土剪力墙隔震结构地震反应模拟分析[J].低温建筑技术，2017，39（9）：55–59，62.

[3]杜青，王骏楠，卿龙邦.内置钢管装配式混凝土桥墩抗震性能的研究[J].建筑技术，2017，48（8）：830–832.