[分享]装配式构件是如何连在一起的？

发表于2018-07-04 1052人浏览 2人跟帖总热度:263

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标签：装配整体式建筑混凝土结构结构连接

装配整体式混凝土结构通过将现浇混凝土结构进行拆分、预制并进行现场吊装、拼接而成，“离散”的预制混凝土构件之间形成大量节点连接，其科学、合理的连接技术是确保其结构整体性、实现“等同现浇”性能目标的关键。

节点的分类方式很多，可按照节点所在位置、使用材料与施工工艺、构造形式及设计原则等进行分类。此处按照节点受力特性及其对结构整体性能、尤其是抗震性能的贡献，将装配整体式混凝土剪力墙结构涉及的节点分为结构性节点与非结构性节点两大类。

l 结构性节点

结构性节点实质上是指由装配整体式混凝土剪力墙结构构件之间相互连接所形成的节点，其直接决定了结构整体性与抗震性能。根据前文所述装配整体式混凝土剪力墙结构构件形式，结构性节点一般包括预制剪力墙竖向连接节点（相邻层剪力墙的连接）、预制剪力墙水平连接节点（同楼层剪力墙的连接）、预制剪力墙-连梁连接节点、预制剪力墙-楼板连接节点及预制剪力墙-填充墙连接节点，各种结构性节点工程示例照片见图1。

（a）预制剪力墙竖向连接节点（全预制）

（b）预制剪力墙竖向连接节点（叠合形式）

（c）预制剪力墙水平连接节点

（d）预制剪力墙-连梁连接节点（整体预制）

（e）预制剪力墙-连梁连接节点（分开预制、现场连接）

（f）预制剪力墙-楼板连接节点（楼板出筋）

（g）预制剪力墙-楼板连接节点（楼板不出筋）

（h）预制剪力墙-填充墙连接节点（同轴线、整体预制）

（i）预制剪力墙-填充墙连接节点（相交轴线、分开预制、现场连接）

图1 装配整体式混凝土剪力墙结构性节点工程照片

（1）预制剪力墙竖向连接节点

预制剪力墙是装配整体式混凝土剪力墙结构承受竖向和水平荷载的关键构件，上、下层预制剪力墙间的竖向连接节点将承受压力/拉力、剪力、弯矩综合作用，其节点连接的可靠性直接决定了构件及结构的整体性及抗震性能。

对于全预制剪力墙，其属于第一章提到的“全装配”形式剪力墙，剪力墙板竖向连接主要通过剪力墙板竖向钢筋的连接实现（见图1（a）），可采用前述的浆锚连接与套筒灌浆连接两种钢筋连接技术，针对其“等同现浇”性能的论证，课题组开展了系列试验研究工作；对于叠合形式剪力墙，则属于第一章提到的“双板叠合”形式剪力墙，剪力墙板竖向连接主要通过中部后插钢筋及现浇混凝土实现（见图1（b）），在不考虑预制内、外叶墙板对构件及结构抗力的贡献（仅作为永久模板）的前提下，其可直接等同于现浇混凝土结构。但其原型技术引自德国，无抗震设防要求，课题组基于我国抗震设计要求，对其进行了构造改进与试验研究。

（2）预制剪力墙水平连接节点

由于实际结构中的剪力墙一般较长，受吊装设备能力、运输车辆尺寸及道路交通条件等的限制，对于较长的剪力墙一般将其分割预制，并在现场通过现浇混凝土连接（见图1（c）），形成预制剪力墙水平连接节点。该节点需保证人为分割的“较短”的剪力墙通过气相互连接后，其受力性能可以与设计状态的“较长”的剪力墙等同，其主要发挥墙板间的剪力传递作用，一般通过对现浇混凝土部位、宽度及钢筋在现浇混凝土的锚固等构造设计来满足其受力要求。同时，一般认为预制剪力墙水平连接节点部位的现浇混凝土可以约束其间的预制剪力墙板，加强或改善各预制剪力墙板的协调工作性能，从宏观上发挥类似于砖混或砌体结构中钢筋混凝土构造柱对砖或砌体的约束作用。

（3）预制剪力墙-连梁连接节点

门、窗洞口位置连梁的存在形成了预制剪力墙-连梁连接节点。鉴于连梁一般跨度较小，且有时窗框需与墙板同步预埋，为减少现场安装工作量，连梁可与剪力墙板整体预制（见图1（d））；当连梁与剪力墙分开预制、现场连接时，连梁一般做成叠合形式，预制剪力墙板在连梁位置留设凹槽，便于连梁底部纵筋弯折锚固，而连梁上部钢筋则锚固于叠合层现浇混凝土中（与叠合楼板混凝土一起浇筑），见图1（e）。对于整体预制剪力墙-连梁连接节点，其整体性可完全得到保证，而对于分开预制、现场连接的剪力墙-连梁连接节点则需要进一步论证。

（4）预制剪力墙-楼板连接节点

剪力墙与楼板的连接节点的可靠性是促使各片剪力墙协调工作、保证结构整体性、避免地震中楼板掉落伤人并占据逃生通道的重要条件。

对于装配整体式混凝土剪力墙结构，为保证楼板对结构竖向承重构件（预制剪力墙）的有效拉结作用、确保结构整体工作性能，楼板一般采用叠合形式，而预制剪力墙板一般在楼板厚度范围内与楼板叠合层同步现浇，从而在结构中形成了“暗藏”的联通整个楼层的现浇混凝土层，其形式和作用类似于砖混或砌体结构中钢筋混凝土“圈梁”，其与预制剪力墙水平连接节点的现浇混凝土一道，形成了“暗藏”的现浇混凝土框架，对预制剪力墙板形成了有效联结与约束，进一步保证了构件协调工作及结构整体性。

根据叠合板与预制剪力墙连接边缘的底层钢筋出筋情况（图1（f）），楼板与预制剪力墙连接节点通常有两种构造。对于楼板底层钢筋伸出的情况，对其伸出长度有一定要求，一般要求底层钢筋跨越墙/梁中线锚固，而面层钢筋按现浇楼板进行设计与施工，此类节点由于预制楼板有钢筋伸出，对楼板的预制、运输、安装等均带来了一定的影响，但对预制剪力墙基本无影响，且有利于现浇层整体施工，目前应用较为普遍；对于楼板底层钢筋不伸出的情况（图1（g）），一般采用在预制墙板的楼板叠合层厚度范围内设置连接钢筋，待楼板安装就位后，将连接钢筋弯折锚入叠合层，此类节点虽方便了楼板的预制、运输与安装，但极大地影响了预制剪力墙的预制与施工，且造成连接节点部位现浇混凝土的“隔断”，不利于结构整体性，其一般用于剪力墙错层预制（为避免预制剪力墙竖向连接节点均位于同一连接截面，设计上将部分预制剪力墙竖向连接节点设置在楼板面往上一定距离（一般为500~600mm），从而形成预制剪力墙连接节点位置的“错层”）的情况，目前应用较少。

（5）预制剪力墙-填充墙连接节点

为减少现场砌筑作业，装配整体式混凝土剪力墙结构中的填充墙一般尽量采用预制墙板，对其与预制剪力墙之间的连接节点，一般按照其相互之间的位置关系，采用两种构造技术。当相邻的剪力墙与填充墙在同轴线上，且构件拆分时由于种种原因未能恰好将两者拆分，则往往采用将剪力墙、填充墙、连梁（暗藏）整体预制（图1（h）），填充墙与剪力墙之间实质形成了刚性连接，虽然实际工程中对填充墙进行轻质化、低强化处理，但其对构件及结构性能影响仍需研究；当相邻的剪力墙与填充墙位于相交（一般为正交）轴线时，一般通过填充墙角部与周边剪力墙进行点式连接，在保证填充墙不致倒塌的前提下，尽量弱化其与剪力墙之间的连接。角部点式连接一般通过预埋钢板、附加角钢焊接连接，见图1（i）。

l 非结构性节点

非结构性节点实质上指由装配整体式混凝土剪力墙结构非结构构件与主体结构的连接所形成的节点，其对结构整体性能及抗震性能影响程度很小或基本可以忽略。根据前文所述装配整体式混凝土剪力墙结构非结构构件形式，非结构性节点一般包括预制阳台板、预制空调板、预制楼梯与主体结构的影响。需要说明的是，考虑到剪力墙结构主体结构本身刚度较大，此处将预制楼梯对主体结构刚度贡献视为“可以忽略”，将其归属于非结构性节点。各种非结构性节点工程示例照片见图2。

（a）预制阳台板节点

（b）预制空调板节点

图2 装配整体式混凝土剪力墙非结构性节点工程照片

非结构性节点的设计原则是保证非结构构件与主体结构的可靠连接，因此，常用的连接构造按照构件体型大小，分为两类。当非结构构件体型较大、重量较重时，如阳台板，一般使构件钢筋在连接边缘伸出，锚固在楼板叠合现浇层中，如图2（a）所示；当非结构构件体型较小、重量较轻时，如空调板，可通过结构伸出钢筋并在非结构构件相应位置预留孔道，通过预伸钢筋在预留孔道的浆锚连接，将非结构构件“挂”在主体结构上，如图2（b）所示。对于预制楼梯的连接，相对比较特殊，虽认为其对主体结构刚度影响不至于像框架结构那么明显，但仍然采取必要措施尽量降低对主体结构的影响。目前一般采用搁置做法，即将预制楼梯直接搁置在主体结构上，不进行其他连接，楼梯与主体结构间可以相互变位，以进一步弱化其对主体结构的不利影响。

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