装配式框架节点抗震性能研究综述

摘 要：随着国家工业化的推进，建筑工业化也在稳步向前发展，装配式框架结构成为装配式建筑向纵深发展的主要结构体系。越来越多的研究人员开始在其抗震性能方面展开研究。本文系统的梳理的国内外针对不同装配式节点、体系的研究成果展开综述，并对装配式框架结构的发展进行了总结：对装配式框架节点进行分类并对其性能及其特点进行介绍。同时根据当前的发展情况，给出几点装配节点未来发展的看法。

关键词：装配式；节点；框架体系；抗震性能

1 绪论

未来社会对建筑产品的建造将会朝着高品质、少污染、可持续的规模化方向发展。传统手工操作式的建筑生产方式已经不能满足对建筑产品的建造需求，实现建筑工业化是解决问题的必要途径。预制装配式房屋是实现建筑工厂化的有效途径。装配式框架结构是装配式结构向中高层方向发展的重要结构体系，对装配式框架结构的性能进行系统研究显得尤为重要。抗震性能的研究的重要性进一步凸显出来。

2 装配节点性能研究

强节点、强锚固是框架结构梁、柱塑性铰设计应遵循的重要原则。通过对历史上重要的震害资料分析和近年来国内外试验研究资料分析，发现节点是导致结构整体性破坏的重要因素，所以节点强度也应该成为装配式框架研究的重要领域。国内外的众多高校和相关科研院所的研究者对后浇装配式节点、预应力拼接节点、焊接节点、螺栓节点及附加减隔震设备节点等预制装配式框架常用的节点的强度、耗能、延性等方面进行了研究。[1]此处将对相关的研究成果进行分类介绍：

2.1 后浇装配式节点

同济大学在参与一项属于欧盟五框架项目时，通过后浇节点与现浇节点对比分析发现后浇节点与现浇基本上具有相同的抗震性能。同济大学赵斌等[2]对采用高强混凝土的后浇预制构件与现浇构件进行实验对比分析，提出两者具有近似的抗震性能。还有东南大学罗青儿、北京工业大学陈适才，闫维明等人都对后浇节点进行过类似研究，提出相似结论。[3]

近几年的研究更倾向于对节点构造进行改造，而且取得很大的进展。主要从两个角度展开：一是，对后浇节点构造进行改进；二是，改良混凝土。通过添加纤维类材料以期提高混凝土的抗剪、耗能等方面的性能。新型构造后浇节点不仅能满足“等同现浇”的设计原则，而且综合性能甚至要比现浇节点提升很多。

2.2 预应力装配节点

1997年，Priestlesy在对预应力装配节点进行相关实验研究，发现装配节点刚度、强度有减小，节点残余变形小，耗能稍差，震害对节点破坏较小和震后可恢复性好的特性。

Nishiyama 等对无黏结后张预应力装配节点反复加载试验。研究指出：预应力筋的锚固水平对结构的极限承载性能和破坏状态都有十分密切的关系。

Kaya 对后张拉预应力装配节点进行了研究发现：在后张法中，预应力筋的直径与节点强度、耗能能力呈正相关关系，但是耗能能力与现浇节点还要一定差距。

2.3 螺栓连接节点

2003年，同济大学进行了全装配式节点与现浇节点试验研究。试验指出，橡胶片螺栓连接节点弹性变形范围大，最终的破坏出现在节点核心区域。

土耳其的Ertas，在2006年对预制混凝土梁柱组合部品展开可相关研究。试验发现：螺栓连接部品节点在强度、延性、耗能和方便施工等方面表现优越的性能。

2.4 焊接节点

Ersoy 进行了梁中通过焊接连接的节点的试验研究发现：在反复载荷下，通过具有足够刚度的顶板，侧板和底板组成的干接头表现令人满意。对于预计将受到低周期反复循环载荷影响的干接头，侧板是强制性的。在没有侧板的构件中，发生非常大的变形，同时承载降低也十分明显。

2.5 配备减震耗能元件的装配式节点

（1）吴从晓对安装扇形铅黏滞阻尼器的装配节点进行试验研究：与普通后浇节点相比，该新型节点的初始刚度提高了约29%，滞回曲线表现良好，耗能能力约提升了一倍。总体来讲，该新型減震耗能节点表现出优越的抗震性能。[4]

（2）广州大学谭平等对装配式隔震节点展开研究，[5]通过与现浇节点对比发现：装配式节点的初始刚度要高于现浇节点。但是装配式节点整体性稍差，耗能能力弱。从总体表现看来，还是比较令人满意。该技术值得在装配式领域进行推广。

3 结论

（1）现浇整体式节点在抗震性能的方面可以达到现浇的水平。预应力拼接节点性能可以达到现浇节点的相应水平，从操作的角度来讲，预应力拼装节点相应的技术要求相对还是较高。

（2）螺栓连接和焊接都是装配整体式结构常用的连接形式。构造得当的焊接节点可以达到现浇水平，螺栓连接刚度表现稍微逊色。通过对节点进行减隔震改造，节点表现出优越的抗震性能。

（3）前期工作对装配式框架的系统性抗震研究较少，相关方面的资料较少需要进一步进行研究。从已有的研究成果看来，在结构配置合理的情况下，装配式框架结构体系呈现出良好的耗能能力和抗倒塌能力，抗震性能良好。

（4）减隔震震技术是未来建筑抗震领域的重要发展方向，如何将减震耗能元件与装配式构件结合起来，形成有效的耗能抗震体系是未来装配式研究的重要课题。

参考文献：

[1]Priestley M J N.Overview of PRESSS research program[J].Pci Journal，1991，36（4）：50-57.

[2]范力，吕西林，赵斌.预制混凝土框架结构抗震性能研究综述[J].结构工程师，2007，23（4）：90-97.

[3]闫维明，王文明，陈适才，等.装配式预制混凝土梁-柱-叠合板边节点抗震性能试验研究[J].土木工程学报，2010（12）：56-61.

[4]赖伟山.新型预制装配式消能减震混凝土框架节点抗震性能试验研究[D].广州大学，2014.

[5]谭平，李洋，匡珍，等.装配式隔震结构中隔震节点抗震性能研究[J].土木工程学报，2015（2）：10-17.

作者简介：马相（1991-），山东枣庄人，硕士，专业：建筑与土木工程。