周繼忠 陳少敏 鄭蓮瓊 顏桂云

(1.福建省土木工程新技術(shù)與信息化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 福建福州 350118； 2.福建工程學(xué)院土木工程學(xué)院 福建福州 350118)

0 引言

2016年9月27日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，要求按照適用、經(jīng)濟(jì)、安全、綠色、美觀的要求，推動(dòng)建造方式創(chuàng)新，大力發(fā)展裝配式混凝土建筑和鋼結(jié)構(gòu)建筑，不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例[1]。

框架結(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，梁柱等構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化、預(yù)制率高等優(yōu)點(diǎn)，是裝配式結(jié)構(gòu)中研究和應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)體系。相比現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)各預(yù)制構(gòu)件間的連接是保證結(jié)構(gòu)整體性的關(guān)鍵，其存在也將影響該類結(jié)構(gòu)在地震作用下的力學(xué)性能。

本文在總結(jié)國內(nèi)外裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，分析該類結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用中存在的問題，并提出一種全預(yù)制裝配式鋼管約束框架節(jié)點(diǎn)和防屈曲金屬板耗能阻尼器，最后對(duì)該新型裝配式梁柱連接節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)原理和抗震性能進(jìn)行了初步分析。

1 預(yù)制裝配式鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)連接方式及研究現(xiàn)狀

各次大地震的震害調(diào)查表明，在整體倒塌的預(yù)制裝配式鋼筋混凝土建筑物中，預(yù)制梁、柱構(gòu)件破壞較輕，而倒塌的主要原因是框架結(jié)構(gòu)內(nèi)各個(gè)構(gòu)件間的連接破壞。因此，預(yù)制構(gòu)件的連接及節(jié)點(diǎn)是裝配式結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，也是裝配式結(jié)構(gòu)抗震研究的重點(diǎn)及結(jié)構(gòu)整體抗震研究的前提和基礎(chǔ)。預(yù)制裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱連接及節(jié)點(diǎn)，可以分為等效現(xiàn)澆(emulation monolithic)和整體裝配式(jointed precast)。其中，等效現(xiàn)澆包括預(yù)應(yīng)力拼接和后澆整體式連接，整體裝配式包括螺栓連接和焊接連接等。

1.1 等效現(xiàn)澆梁柱節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀

后張預(yù)應(yīng)力式梁柱節(jié)點(diǎn)，是利用預(yù)應(yīng)力的夾持作用將梁、柱拼接到一起的一種節(jié)點(diǎn)形式。美國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)(NIST)1987年啟動(dòng)的關(guān)于新型預(yù)制鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的項(xiàng)目以及20世紀(jì)90年代美國和日本聯(lián)合進(jìn)行的 PRESSS項(xiàng)目(Precast Seismic Structural Research Program)對(duì)這種節(jié)點(diǎn)形式進(jìn)行了系列研究[2-4]，結(jié)果表明：后張預(yù)應(yīng)力式梁柱節(jié)點(diǎn)具有良好的強(qiáng)度、剛度以及延性，在地震作用下構(gòu)件的破壞較小，并且殘余變形很小，具有良好的恢復(fù)能力。但是，該類型節(jié)點(diǎn)單周和累積耗能能力較弱。雖然 Stone 等[5]對(duì)這種節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，使其耗能能力有明顯提高，但是與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比仍然有一定的差距。

后澆整體式節(jié)點(diǎn)，采用局部二次澆灌混凝土連接預(yù)制構(gòu)件的方式，具有操作簡單、對(duì)構(gòu)件制作及安裝精度要求較低的特點(diǎn)。

Restrepo 等[6]進(jìn)行了后澆整體式預(yù)制混凝土框架節(jié)點(diǎn)的反復(fù)加載試驗(yàn)研究。試驗(yàn)時(shí)，預(yù)制構(gòu)件先在梁中進(jìn)行搭接連接或焊接連接，然后澆混凝土。試驗(yàn)表明: 梁中節(jié)點(diǎn)連接的具體構(gòu)造對(duì)試件的整體受力性能影響不大，不同構(gòu)造的試件在強(qiáng)度、耗能和延性等方面都表現(xiàn)良好。

趙斌等[7]進(jìn)行了預(yù)制高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)后澆整體式梁柱組合件抗震性能試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：預(yù)制后澆整體式高強(qiáng)混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)在破壞形態(tài)、滯回曲線、位移延性等抗震性能與現(xiàn)澆高強(qiáng)混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)相同。

閆維明等[8]對(duì)裝配式預(yù)制混凝土梁-柱-疊合板邊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了抗震性能的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：對(duì)于此類連接裝配式混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)，與整體現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)具有相當(dāng)?shù)目拐鹦阅?，并建議采取增加梁底鋼筋在節(jié)點(diǎn)后澆處的錨固長度或者采取其他措施，減小拼縫處的開裂寬度，從而保證剪力鍵的抗剪能力，進(jìn)而保證結(jié)構(gòu)的整體性能。

我國現(xiàn)行規(guī)范《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ1-2014)[9]給出了裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)后澆整體式梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求。

1.2 整體裝配梁柱節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀

整體裝配式[10]是指預(yù)制柱和預(yù)制梁的連接均通過灌漿套筒連接或在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋鋼元件，然后以牛腿、焊接或螺栓的形式連接達(dá)到等強(qiáng)連接的目的。

螺栓連接是一種干連接方式。范力[11]對(duì)采用單層和雙層橡膠墊螺栓連接的預(yù)制鋼筋混凝土裝配式框架梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究，其抗震性能不同于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)。該類節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度小、彈性變形能力大、耗能差、延性低、彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線呈非線性彈性特征，力學(xué)模型可以采用簡化的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧模型表示。

郭子雄[12]提出了一種應(yīng)用于裝配式鋼筋混凝土柱-鋼梁(RCS)框架節(jié)點(diǎn)的新型螺栓連接方式即螺栓一鋼板桶連接，如圖1所示，并對(duì)該連接方式進(jìn)行4個(gè)1/2比例的框架節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)研究，分析了節(jié)點(diǎn)區(qū)加勁腹板厚度及開洞對(duì)節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。研究結(jié)果表明：采用該型連接方式具有良好的可靠性，節(jié)點(diǎn)的剪切變形較小，加勁腹板開洞對(duì)節(jié)點(diǎn)受力性能影響不大，但加勁腹板對(duì)節(jié)點(diǎn)抗剪承載力的貢獻(xiàn)程度有待進(jìn)一步研究。

圖1 新型RCS混合節(jié)點(diǎn)構(gòu)造[12]

根據(jù)功能需求不同，牛腿連接可以設(shè)置成明牛腿連接和暗牛腿連接，如圖2所示。

(a)明牛腿節(jié)點(diǎn) (b)暗牛腿節(jié)點(diǎn) 圖2 牛腿連接的裝配式框架梁柱節(jié)點(diǎn)[13]

明牛腿連接承載力高，我國裝配式多層廠房結(jié)構(gòu)大都采用預(yù)制長柱明牛腿框架型式。蔣永生[13]進(jìn)行了鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)梁端抗震性能的試驗(yàn)研究，研究了明牛腿節(jié)點(diǎn)在反復(fù)循環(huán)荷載作用下的受力性能。研究結(jié)果表明：這種剛性節(jié)點(diǎn)在地震荷載作用下具有較大的承載能力，耗能能力較強(qiáng)，并且具有較好的延性，總的來說，抗震性能較好。但是，明牛腿的做法，由于在建筑上影響美觀和占用空間，應(yīng)用不是很普遍。

暗牛腿應(yīng)用于對(duì)空間美觀要求較高的住宅建筑中，能避免影響空間和利于建筑美觀，為連接處外形構(gòu)造和設(shè)備使用等創(chuàng)造了良好的條件。但是，暗牛腿施工較為復(fù)雜，且不利于結(jié)構(gòu)靜力和動(dòng)力性能的設(shè)計(jì)；此外，暗牛腿節(jié)點(diǎn)還存在局壓現(xiàn)象，局部混凝土壓碎可能會(huì)影響節(jié)點(diǎn)的承載力[14]。

焊接連接在施工中避免了現(xiàn)場澆筑混凝土，對(duì)環(huán)境污染小，典型的焊接連接方式如圖3 所示。

圖3 焊接連接的裝配式框架梁柱節(jié)點(diǎn)

1993年，Ersoy[15]研究了框架梁跨中焊接連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能。Ersoy在框架梁跨中的連接中采用頂板、底板和側(cè)板的焊接連接方法。這種連接方式剛度大，施工快捷，Ersoy進(jìn)行了5個(gè)焊接節(jié)點(diǎn)和2個(gè)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明：焊接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度、剛度、耗能都與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相當(dāng)。連接側(cè)板對(duì)該焊接節(jié)點(diǎn)具有重要意義，沒有側(cè)板的節(jié)點(diǎn)承載能力將會(huì)大大下降，變形也會(huì)顯著增加。

黃祥海[16]通過建立有限元模型對(duì)圖4所示企口連接梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：新型節(jié)點(diǎn)的承載能力與同等條件下的整澆混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的承載能力相當(dāng)，且變形能力要好于整澆節(jié)點(diǎn)。同時(shí)說明，提出的新型干式節(jié)點(diǎn)為強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，通過合理設(shè)計(jì)的鋼板蓋可以較好地實(shí)現(xiàn)整體連接的良好受力和變形性能。

朱筱俊[17]等利用剪切摩擦和拉壓桿模型理論，對(duì)企口連接斜企口梁進(jìn)行分析，并推導(dǎo)出極限承載力公式，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比得出極限承載力公式無較大偏差。

圖4 企口連接裝配式框架梁柱節(jié)點(diǎn)[16]

Ertas 等[18]分別對(duì)4種類型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)研究，包括現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)、螺栓連接節(jié)點(diǎn)、焊接節(jié)點(diǎn)和后澆整體節(jié)點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：螺栓連接節(jié)點(diǎn)和后澆整體式節(jié)點(diǎn)的抗震性能同等于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)。螺栓節(jié)點(diǎn)的耗能能力、位移延性及剛度和強(qiáng)度退化等抗震性能優(yōu)于其他預(yù)制節(jié)點(diǎn)。

上述研究結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力拼接裝配式節(jié)點(diǎn)及連接的強(qiáng)度和剛度，能夠接近或達(dá)到等效現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的水平，但其耗能能力低于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)。后澆整體式節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能和抗震性能，則接近或達(dá)到現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)性能水平，其中疊合梁、板的做法減少了現(xiàn)場模板的工作量，但是節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的鋼筋連接密集和混凝土澆筑難度較大，施工質(zhì)量難以保證。焊接連接節(jié)點(diǎn)的整體性和強(qiáng)度較接近于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)水平，但焊接連接節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場施工質(zhì)量較難控制，且在反復(fù)地震荷載作用下容易發(fā)生脆性破壞，在地震作用下可能無法形成塑性鉸，耗能低。螺栓連接節(jié)點(diǎn)及連接剛度相對(duì)較弱，整體性相對(duì)較差，但螺栓連接節(jié)點(diǎn)適合于裝配式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場施工。

1.3 新型全預(yù)制裝配式干連接節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀

近年來，新型全預(yù)制裝配式干連接節(jié)點(diǎn)形式成為裝配式建筑研究的熱點(diǎn)。

孫巖波[19]進(jìn)行了4個(gè)型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)試件的低周反復(fù)加載試驗(yàn)，包括一個(gè)裝配式型鋼混凝土框架中節(jié)點(diǎn)、一個(gè)裝配式型鋼混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)、兩個(gè)相應(yīng)現(xiàn)澆混凝土框架節(jié)點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：裝配式與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)具有相近的破壞形態(tài)，且4個(gè)節(jié)點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)了梁端塑性鉸破壞機(jī)制，兩個(gè)裝配式節(jié)點(diǎn)與其相應(yīng)的現(xiàn)澆對(duì)比試件的剛度退化規(guī)律基本一致。裝配式型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)澆對(duì)比試件具有相近的抗震性能，實(shí)際工程中可參照現(xiàn)澆型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)。非線性有限元計(jì)算模型得到的整體變形、破壞形態(tài)與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

苗小燕[20-21]采用高強(qiáng)螺栓將裝配式節(jié)點(diǎn)的預(yù)制梁和預(yù)制柱通過預(yù)埋型鋼連接在一起。首先，通過足尺試驗(yàn)方法與現(xiàn)澆混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，研究了這種新型裝配式框架節(jié)點(diǎn)的滯回曲線、骨架曲線、延性、剛度、耗能能力等受力機(jī)理和抗震性能。試驗(yàn)研究結(jié)果表明：這種新型裝配式框架連接節(jié)點(diǎn)，可以獲得與傳統(tǒng)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相當(dāng)?shù)目拐鹦阅堋?/p>

張亨通[22]設(shè)計(jì)一個(gè)截面配筋尺寸完全相同的裝配式型鋼混凝土梁柱中節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)澆式型鋼混凝土梁柱中節(jié)點(diǎn)，對(duì)這2個(gè)節(jié)點(diǎn)的梁端采用相同制度的低周反復(fù)荷載的加載形式，從它們的破壞形態(tài)、應(yīng)力分布、滯回曲線、骨架曲線、極限荷載等多方面進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明：裝配式型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)澆式型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)，在破壞形態(tài)與滯回曲線等方面基本保持一致?；吮砻鳎b配式型鋼混凝土連接處的承載力，基本可以等效于整澆型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)。

韋諱[23]提出了暗牛腿-法蘭連接、榫式-法蘭連接全預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，并基于ABAQUS軟件建立了榫式-法蘭連接梁柱節(jié)點(diǎn)連接與現(xiàn)澆梁柱節(jié)點(diǎn)有限元分析模型，計(jì)算結(jié)果表明，新型連接構(gòu)件的承載能力比同條件下的現(xiàn)澆構(gòu)件有所提高，延性相當(dāng)。同時(shí)，計(jì)算分析了螺栓個(gè)數(shù)、鋼板厚度、榫頭長度對(duì)新型梁柱節(jié)點(diǎn)承載力及變形的影響，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)構(gòu)造建議。

目前，全預(yù)制裝配式框架梁柱干連接節(jié)點(diǎn)主要存在以下問題：

(1)節(jié)點(diǎn)處的連接沒有改變傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，僅在原來節(jié)點(diǎn)處通過螺栓連接或預(yù)埋鋼構(gòu)件實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)連接，前者使節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土受到削弱，后者使得節(jié)點(diǎn)在原配筋的基礎(chǔ)上增加了大量的鋼材，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的配筋率大大增加，且預(yù)制梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋密集，增大了混凝土澆筑振搗難度。

(2)裝配式框架節(jié)點(diǎn)采用螺栓連接時(shí)，由于梁端剪力通過螺栓傳遞給核心區(qū)混凝土，與栓桿接觸處的混凝土容易出現(xiàn)局部受壓破壞，且其傳力的可靠性受螺栓質(zhì)量及施工質(zhì)量限制，使其抗剪能力不能得到保證。在核心區(qū)內(nèi)設(shè)置豎向鋼板并與外圍鋼板桶連接形式，梁端剪力首先傳遞給鋼板桶，通過鋼板桶剪力是傳遞給核心區(qū)內(nèi)部的混凝土還是豎向鋼板尚不明確，且外側(cè)鋼板桶對(duì)下柱外側(cè)混凝土出現(xiàn)剪壓作用，不利于荷載傳遞。

(3)目前預(yù)制梁內(nèi)為了滿足連接要求，多采用型鋼混凝土，工字鋼上下翼緣較寬，又有縱向鋼筋與箍筋，增加框架梁預(yù)制過程中混凝土澆筑振搗難度，使預(yù)制梁質(zhì)量無法保證。

(4)一些梁柱節(jié)點(diǎn)的連接面在柱邊，安裝拆卸過程施工難度大，對(duì)承載能力影響較大。

此外，裝配式結(jié)構(gòu)大部分研究，集中于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗震能力，其中利用耗能減震技術(shù)來相應(yīng)提高裝配式結(jié)構(gòu)的抗震能力研究相對(duì)較少，強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷和破壞給修復(fù)和后續(xù)使用帶來困難。

針對(duì)上述問題，有必要對(duì)裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的連接形式及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新性研究，從而滿足更高抗震性能目標(biāo)要求?；?，本研究提出一種新型全預(yù)制裝配式鋼管約束框架節(jié)點(diǎn)，并在框架結(jié)構(gòu)預(yù)制梁與預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)外伸梁段，采用往復(fù)彎曲耗能鉸連接，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)梁柱拼裝連接節(jié)點(diǎn)的外移，消除拼裝薄弱環(huán)節(jié)，保護(hù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的完整性，且連接節(jié)點(diǎn)具有良好的耗能能力和塑性可控特性。

2 新型全預(yù)制裝配式鋼管約束框架節(jié)點(diǎn)

2.1 新型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及加工

本研究提出的全預(yù)制裝配式鋼管約束框架節(jié)點(diǎn)，包括核心區(qū)內(nèi)骨架、約束鋼管和梁端鋼筋骨架，其中，核心區(qū)內(nèi)骨架由平行于梁縱向鋼筋設(shè)置的橫隔板以及穿設(shè)于橫隔板的穿筋套管組成，橫隔板上設(shè)置有注漿孔和排氣孔，如圖5所示。核心區(qū)內(nèi)骨架安裝于約束鋼管內(nèi)，梁端縱筋和鋼腹板焊接于約束鋼管外；焊接時(shí)，為確保傳力路徑明確，梁縱向鋼筋應(yīng)與橫隔板處于同一水平面?？紤]到節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁高設(shè)置不同時(shí)，可調(diào)整中橫隔板與另一側(cè)梁底縱筋處于同一水平面。梁端鋼筋骨架另一端部焊接固定一連接鋼板和鋼梁，鋼梁上按要求設(shè)置螺栓孔用于連接預(yù)制梁或阻尼器。

(a)預(yù)制節(jié)點(diǎn)骨架結(jié)構(gòu) (b)核心區(qū)內(nèi)骨架圖5 全預(yù)制裝配式鋼管約束框架節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

全預(yù)制裝配式鋼管約束框架節(jié)點(diǎn)梁段澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)至符合要求后，運(yùn)至裝配現(xiàn)場通過圖6所示耗能阻尼器與預(yù)制梁連接。防屈曲翼緣金屬板耗能阻尼器的主體分為內(nèi)核單元、約束單元和無粘結(jié)層，其構(gòu)造如圖6(b)所示。內(nèi)核單元采用屈服強(qiáng)度低、延性好的金屬板，常采用低屈服點(diǎn)鋼或軟鋼，為主要受力耗能元件。內(nèi)核單元金屬板端部設(shè)有螺栓孔，通過摩擦型高強(qiáng)螺栓與預(yù)制梁中預(yù)埋鋼梁相連。為防止內(nèi)核單元在受壓過程中的屈曲，采用鋼板制作成矩形套筒作為約束單元，并在約束單元與內(nèi)核單元之間填充薄橡膠層或類似無黏結(jié)材料，防止外圍約束單元通過摩擦或黏結(jié)，與內(nèi)核單元共同承受軸向荷載。

(a)預(yù)制節(jié)點(diǎn)與預(yù)制梁連接

(b)防屈曲翼緣金屬板耗能阻尼器構(gòu)造圖6 金屬耗能阻尼器

預(yù)制節(jié)點(diǎn)外伸梁段預(yù)埋H型鋼腹板與預(yù)制鋼筋混凝土梁端預(yù)埋H型鋼腹板截面對(duì)齊后，兩側(cè)各設(shè)置1片連接鋼腹板，通過螺栓連接，確保中心傳力。連接鋼腹板中部區(qū)域一側(cè)預(yù)留方形或弧形缺口，設(shè)備管道可從腹板連接板預(yù)留孔穿過，增加對(duì)室內(nèi)凈空高度的建筑使用功能要求。

2.2 新型預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)安裝

使用全預(yù)制裝配式鋼管約束節(jié)點(diǎn)的框架結(jié)構(gòu)裝配施工順序如下：

(1)新型節(jié)點(diǎn)與下柱連接，如圖7a所示，預(yù)制鋼筋混凝土下柱安裝完成后，吊裝全預(yù)制裝配式鋼管約束節(jié)點(diǎn)就位，使下柱縱筋穿過節(jié)點(diǎn)的穿筋套管，再往注漿孔中注入灌漿料，灌漿料填充預(yù)制柱與上橫隔板間預(yù)留空間后從穿筋套管溢出，形成連接層。

(2)新型節(jié)點(diǎn)與上柱連接，將步驟(1)中穿過節(jié)點(diǎn)的下柱縱筋與上柱內(nèi)預(yù)埋的灌漿套筒進(jìn)行灌漿連接。

(3)將預(yù)制節(jié)點(diǎn)外伸梁段端部預(yù)埋H形鋼梁，通過耗能阻尼器與預(yù)制鋼筋混凝土梁連接。

(a)新型節(jié)點(diǎn)與下柱連接示意圖

(b)新型節(jié)點(diǎn)與預(yù)制梁連接示意圖

2.3 新型預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)原理及特色

新型預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)中，梁端彎矩產(chǎn)生的縱向鋼筋拉力，通過與其處于同一水平面的上下橫隔板傳遞至節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。梁端剪力由高強(qiáng)腹板連接板承擔(dān)，并通過節(jié)點(diǎn)約束鋼管傳遞給橫隔板，再由橫隔板傳遞到節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土，節(jié)點(diǎn)荷載傳遞路徑明確，便于受力分析。新型節(jié)點(diǎn)在核心區(qū)外設(shè)置約束鋼管，能夠提高節(jié)點(diǎn)側(cè)向約束，混凝土的強(qiáng)度和延性，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件的抗震概念。

該節(jié)點(diǎn)連接在正常使用與小震時(shí)表現(xiàn)為剛性行為。在中、大震作用下，由于阻尼器采用低屈服鋼，且在內(nèi)核單元的金屬板截面進(jìn)行一定區(qū)域長度的局部削弱，因此率先屈服，在框架梁上形成塑性鉸耗能，主體梁柱構(gòu)件可以在設(shè)計(jì)的位移水準(zhǔn)下幾乎沒有損傷。防屈曲翼緣金屬板耗能阻尼器設(shè)置在距離梁柱連接節(jié)點(diǎn)根部一定距離，實(shí)現(xiàn)塑性鉸從柱面外移從而減少對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的損傷，避免整體節(jié)點(diǎn)失效，震后修復(fù)工作較少，僅為更換防屈曲翼緣金屬板耗能阻尼器。

圖5所示的節(jié)點(diǎn)形式具有以下特點(diǎn)：

(1)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)骨架構(gòu)造采用橫向隔板，使得節(jié)點(diǎn)荷載傳遞路徑明確，便于受力分析，梁端剪力通過約束鋼管傳遞給橫隔板，再由橫隔板傳遞到節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土，從而將荷載傳遞給柱子。

(2)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土內(nèi)鋼筋通過穿筋套管進(jìn)行約束，無需配制箍筋，便于節(jié)點(diǎn)制作及混凝土澆筑。

(3)梁端預(yù)埋件不改變現(xiàn)有鋼筋混凝土梁的配筋情況，便于澆筑混凝土，且在梁內(nèi)加入豎向鋼板增加梁端抗剪承載力，實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”。

(4)采用被動(dòng)耗能阻尼器的減震技術(shù)應(yīng)用于裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)體系中，可控制結(jié)構(gòu)的失效模式，使結(jié)構(gòu)在安裝耗能阻尼器處集中變形耗能，減輕主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷。

(5)全預(yù)制裝配式鋼管約束框架節(jié)點(diǎn)與預(yù)制梁通過螺栓連接，施工方便，且能夠?qū)崿F(xiàn)震后可修復(fù)、可更換。

3 結(jié)論

裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢眾多，能夠投入使用并得到推廣的關(guān)鍵，即保證預(yù)制裝配式構(gòu)件與構(gòu)件之間連接是否能發(fā)揮抗震優(yōu)異性的同時(shí)，又有施工方便、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定以及可修復(fù)性等特性。本研究的新型預(yù)制裝配式框架，不僅有效發(fā)揮抗震性能且施工方便，能夠?qū)崿F(xiàn)震后可修理、可更換，結(jié)構(gòu)造價(jià)經(jīng)濟(jì)，性能穩(wěn)定。

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