装配式建筑构件的节点连接技术研究

张广亭

摘要：随着社会的发展，我国的装配式建筑的发展也有了进步。装配式建筑具备节材、节能、建造效率高、社会经济效益突出等优势。该类型建筑首先在工厂预制若干建筑構件，其后将预制构件运输至施工现场并予以拼装。对比传统现浇钢筋混凝土建筑施工技术，装配式建筑施工技术操作简单且省去了大量的现场施工工作，进而有效缩短了施工周期、减少了施工耗材。在装配式建筑施工过程中，其预制构件的节点连接是一大难点，因而节点连接技术已经成为国内外学者的研究重点。依据施工工艺以及构造形式的不同，装配式建筑构件的节点连接技术可以划分为湿式连接技术以及干式连接技术。分析不同类型的装配式建筑构件的节点连接技术并予以对比，能提高装配式建筑构件节点连接的质量。

关键词：装配式建筑构件;节点连接;技术研究

1 装配式建筑的概述

在现阶段，装配式建筑的利弊和管理方案是一个值得讨论分析的课题。改革开放四十余年，随着国民消费水平的逐渐提高，人民的需求也发生了变化，他们对于住房的质量要求也在有所改变。中国作为一个基建大国，建筑行业受到人们的密切关注。或许有人认为建筑能耗是在运营或者是在其他阶段产生的，然而事实并非如此。据有关资料显示，在建筑过程中，材料生产能耗占比高达57%。过去，建筑建造大多是现场浇筑，其缺点在于材料的浪费，并且，这种方案还使得工期延长。纵使中国是一个人力资源大国，但是这一举措也必然会造成人力资源的浪费。综上，在过去没有办法更大程度地合理利用资源，必然得不到建筑工程的最优结果。耗损资源造成成本的增加，致使行业的发展达不到理想的目标。在进入新时代后，“绿水青山就是金山银山”的理论贯彻各个领域，可持续发展成为众多领域的核心前提，在建筑领域上更是如此，在产生经济效益的同时，还需注意环境的改变。在当代社会，装配式结构正是一个很好的解决方案，能够最大限度地减少建筑物在建造时的材料损耗。

2 装配式建筑构件的节点连接技术

2.1 湿式连接技术

2.1.1套筒灌浆连接技术

将预制构件的受力钢筋置于预埋套筒中，其后在套筒中灌注高强度灌浆料，进而实现构件间力的传递。在装配式建筑施工过程中，应将构件的操作空间、施工质量、施工效率等因素考虑在内。当使用机械连接和焊接连接等连接方式较为不便时，可以使用套筒灌浆连接技术，该技术一方面可以约束纵向受力钢筋，另一方面可以传递钢筋应力，在减少现场焊接工作量的同时，增加了预制构件重叠区域的总体刚度，也提高了预制构件连接部位的承载性能。该技术可以运用于不同高度以及结构形式的装配式建筑构件，对比其他连接方式，套筒灌浆连接技术由于锚固长度较短，因此可以减少耗材。客观来看，套筒灌浆连接技术存在如下缺点：①该技术节点构造复杂，对精度要求较高，当钢筋存在错位现象时，极有可能导致整批构件的报废;②该技术节点的连接质量难以检验，且安装效率较低;③套筒的成本较高，致使造价高昂。

2.1.2浆锚搭接技术

浆锚搭接技术即为在生产过程中，在预制构件中留设孔道，在拼装过程中将所需搭接的钢筋插入孔道中，进一步在孔道中灌注灌浆料以实现构件之间的连接。1）基于螺旋箍筋约束的浆锚搭接技术基于螺旋箍筋约束的浆锚搭接技术为国内自主研发型技术，在预制构件下部留设孔洞以及预埋钢筋，将孔洞内侧面加工为粗糙面，并利用螺旋箍筋将预埋钢筋以及孔洞绑扎以强化接头连接性能。在拼装过程中，将下部预制构件的预留钢筋插入孔洞，其后在孔洞中灌注灌浆料使得构件相互连接。2）NPC浆锚搭接技术NPC浆锚搭接技术（NewPrecastConcrete）来源于澳大利亚。在构件中留设金属波纹管孔道，在安装过程中，将下部构件的预留钢筋插入上部构件的留设孔道中并灌注灌浆料。3）基于套筒约束的浆锚搭接技术基于套筒约束的浆锚搭接技术是指在构件的钢筋搭接部位设置套筒，利用套筒加强连接部位强度，较少构件发生开裂的概率，该技术操作简便且经济合理。4）基于墩头钢筋预留孔的浆锚搭接技术基于墩头钢筋预留孔的浆锚搭接技术是在上部构件底部留设孔道，在下部构件顶部留设钢筋并将钢筋墩头。在拼装过程中将墩头钢筋插没进孔道中并灌注灌浆料。综上，浆锚搭接技术种类繁多，其中应用范围较广的技术为基于螺旋箍筋约束的浆锚搭接技术以及NPC浆锚搭接技术，这两种技术广泛运用于低层以及多层结构建筑中，在高层结构中的运用有待论证。在技术优点方面，浆锚搭接技术操作简便，施工中仅需将钢筋插入孔道并予以灌浆，安装时工人的操作效率高。但是，生产时预制构件的预留钢筋与预留孔道需要对位，因此对于构件加工精度提出了较高的要求，同时由于搭接长度较长，造成了较大的钢筋消耗量。总体来看，在低层以及多层结构建筑中，浆锚搭接技术是一种可靠的连接技术，但是该技术在高层结构建筑中的运用有待开发和完善。

2.2 干式连接技术

干式连接技术是指在预制构件连接过程中不需要浇筑混凝土，直接将构件进行焊接或者螺栓连接，干式连接技术可以划分为螺栓连接技术、焊接连接技术以及牛腿连接技术等，该类技术原理简单、操作便捷、湿作业量小。1）螺栓连接技术在生产过程中，在预制构件边沿位置留设螺栓孔以及安装孔，在安装过程中将螺杆穿束进入相邻构件的螺栓孔中、安装垫片并用螺帽拧紧。值得注意的是，在加工过程中螺栓需要精准预制，在运输时，应妥善保管螺栓，确保其螺纹完好、表面洁净，以提高安装过程中的一次成型率。从螺栓连接技术的优化层面来看，可以通过使用橡胶螺栓垫片、使用高强螺栓、运用预埋刚性构件等方式来强化螺栓连接节点的刚度、强度和稳定性，例如当使用高强螺栓连接预制构件时，可以使得预制构件连接节点的抗震性能大幅度提升，其功效近似于现浇连接节点。2）焊接连接技术焊接连接技术即为将相邻预制构件中的预埋件予以焊接。该技术在施工过程基本避免了湿作业，无需养护即可完成连接，施工时间较短、成本较低。但是，由于焊接连接的节点无明显的塑性铰区，因此在后续使用中，连接部位由于应力反复作用而发生脆性破坏，因此，焊接连接技术在抗震性能方面存在较大不足。

3 结语

装配式建筑采用预制构件进行现场组装的方式，可以大幅度缩短工期，节省成本，使得建设工作方便、经济、高效。并且极大程度地减少了粉尘产生，建筑垃圾也大为减少，符合可持续发展理念，有利于我国建筑行业的进一步发展。我国预制构件的制造还不够成熟，市场上还缺乏统一的规格和质量标准，施工技术还存在一定的问题，流程也不够系统化，生产、运输、吊装、组装技术都与发达国家相差甚远。虽然我国还处在装配式建筑发展的初级阶段，但随着人们环保意识的提高以及政府大力扶持，在未来这类建筑形式必将成为我国建筑的主流类型。

参考文献：

[1]赵云丽，潘燕秋.高层建筑预制装配式结构施工难点控制[J].江西建材，2019，（05）：182-185.

[2]闫华.高层建筑预制装配式结构施工难点控制[J].居业，2018，（12）：96-98.

（作者单位：临沂市自然资源和规划局）