裝配式建筑連接方式淺析

岳仍偉+耿睿+岳仍生

【摘 要】研究裝配式建筑和現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑的不同，突出裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)，總結(jié)裝配式建筑的多種連接方式，闡述各連接方式的特點(diǎn)以及適用范圍。

【關(guān)鍵詞】節(jié)點(diǎn)連接；梁柱；墻板；裝配式建筑

0 引言

將工廠化生產(chǎn)的零件部件，在施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)組裝和連接，這樣得到的建筑即是裝配式建筑。與現(xiàn)在仍然在建筑建設(shè)中占主流的現(xiàn)澆建筑相比，就是將一部分原來(lái)在工廠通過(guò)現(xiàn)澆、預(yù)制成型的構(gòu)配件：板、梁、柱等，生產(chǎn)在工廠，生產(chǎn)之后再運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)組裝，把它的節(jié)點(diǎn)連接好，然后采用一部分的現(xiàn)場(chǎng)澆筑將這兩部分結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)完整的建筑。

就國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，建筑產(chǎn)品目前而言，現(xiàn)澆仍是主流，形式還是相對(duì)單一，可供選擇的方式相對(duì)較少，建筑物的產(chǎn)品質(zhì)量、使用功能、建造速度均被嚴(yán)重影響。然而在2016年12月份召開(kāi)的中央城市工作會(huì)上，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》（中發(fā)[2016]6號(hào)）已經(jīng)被頒發(fā)下來(lái)。它專(zhuān)門(mén)提出：爭(zhēng)取在10年以內(nèi)，使我國(guó)新建建筑中的30%變成裝配式建筑。此外，從國(guó)際上的情況來(lái)看，裝配式建筑類(lèi)型已經(jīng)很成熟，現(xiàn)澆建筑正在逐步退出建筑的舞臺(tái)。

裝配式建筑有以下特點(diǎn)：能源以及資源節(jié)約、大幅度減少污染、提高生產(chǎn)效率、提高施工質(zhì)量、相對(duì)促進(jìn)綠色建筑的信息化與工業(yè)化，一些新興產(chǎn)業(yè)也會(huì)被它促生，并且裝配式建筑現(xiàn)今推行的一個(gè)難題就是構(gòu)件與構(gòu)件之間的連接問(wèn)題，因此研究裝配式建筑的連接方式顯得尤為必要。

1 裝配式建筑連接方式的分類(lèi)

裝配式建筑的連接方式大致分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是框架梁柱節(jié)點(diǎn)的連接，由施工方式的不同分類(lèi)，裝配式框架梁柱節(jié)點(diǎn)連接方法可分為濕連接和干連接[1]，梁柱構(gòu)件的制作提前在工廠預(yù)制完成，然后運(yùn)往工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接和配裝，并在各種構(gòu)件節(jié)點(diǎn)上現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土，完成后再澆筑整體結(jié)構(gòu)，這種連接方法稱為濕連接，現(xiàn)行的方法有灌漿連接、普通現(xiàn)澆連接、普通現(xiàn)澆整體式連接、漿錨連接、等，常用的干連接方式包括焊接連接、螺栓連接、鉚釘連接、結(jié)構(gòu)膠或結(jié)構(gòu)膠-自攻螺釘復(fù)合連接等，另一類(lèi)是墻板的連接，內(nèi)嵌式和外掛式是輕質(zhì)墻板的主要連接方式，外掛式多用于外置墻板，內(nèi)墻板多使用內(nèi)嵌式安裝連接方法[2]。

2 各連接方式的特點(diǎn)及應(yīng)用

2.1 框架梁柱節(jié)點(diǎn)連接

2.1.1 濕連接

濕連接方式裝配而成的建筑，整體性較好，幾近能實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)抗震性能、變形性能的等同，但是施工工序較多，比較繁瑣，施工技術(shù)也較復(fù)雜，故在裝配式建筑框架梁柱節(jié)點(diǎn)連接中應(yīng)用較少?，F(xiàn)行施工中多采用干連接方法。

2.1.2 干連接

施工便捷是干連接方式相較于濕連接方式更突出的特點(diǎn)，更加符合了建筑工業(yè)化的趨勢(shì)，能夠確保建筑整體剛度和承載力類(lèi)似于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，但是恢復(fù)力性和延性較差，也導(dǎo)致與現(xiàn)澆的裝配式框架結(jié)構(gòu)差距較大，難以防止地震荷載作用下產(chǎn)生的破壞。干連接方式包括焊接連接、螺栓連接、鉚釘連接、結(jié)構(gòu)膠或結(jié)構(gòu)膠-自攻螺釘復(fù)合連接。

焊接連接中，焊接節(jié)點(diǎn)在耗能、剛度及強(qiáng)度上基本和現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)保持一致，但是焊接節(jié)點(diǎn)受連接側(cè)板的影響很大，節(jié)點(diǎn)若是缺少側(cè)板，將會(huì)嚴(yán)重降低其承載能力，也會(huì)加大其變形程度。使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋，局部變脆，殘余應(yīng)力和變形偶爾也會(huì)產(chǎn)生，在現(xiàn)今大多數(shù)組合墻中應(yīng)用了此種連接方式，例如秸桿混凝土—冷彎薄璧型鋼組合墻。

在螺栓連接中，結(jié)構(gòu)安裝較為簡(jiǎn)單，但是構(gòu)造復(fù)雜，螺栓連接也可承受動(dòng)力荷載、雖然截面會(huì)被削弱[3]，現(xiàn)實(shí)施工中多運(yùn)用于需要承受動(dòng)力荷載的裝配式建筑中，如吊車(chē)梁或吊車(chē)桁架，下部有振動(dòng)設(shè)備的直接承受設(shè)備荷載的梁、桁架等。

鉚釘連接使得結(jié)構(gòu)塑形、韌性較好，結(jié)構(gòu)膠或結(jié)構(gòu)膠-自攻螺釘復(fù)合連接能夠保證復(fù)合材料之間的良好連接性能，并使結(jié)構(gòu)整體性較好，不致失穩(wěn)，許多材料不同的構(gòu)件連接時(shí)采用了此種方式，例如竹材人造板與冷彎薄壁型鋼[4]。

2.2 墻板連接

2.2.1 內(nèi)嵌式連接

在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)墻與鋼框架連接中內(nèi)嵌式墻體安裝相當(dāng)常見(jiàn)。就內(nèi)嵌式的墻體簡(jiǎn)單來(lái)講，有許多的優(yōu)點(diǎn)：首先是對(duì)于生產(chǎn)原料以及加工工藝，它對(duì)這兩者的要求相對(duì)較低，此外構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單、選擇面廣也是輕質(zhì)墻板的兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)的整體性能受內(nèi)嵌式墻體影響也很大。因而在鋼結(jié)構(gòu)住宅中，是有必要増加鋼結(jié)構(gòu)的剛度的，但是亦不能完全的依靠支撐，一定的剛度必須由墻體奉獻(xiàn)。在荷載的作用下，針對(duì)砼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件來(lái)說(shuō)，純鋼構(gòu)件的撓度變形會(huì)更大一點(diǎn)，這樣就會(huì)對(duì)輕質(zhì)墻體的整體產(chǎn)生一定量的破壞，故而對(duì)墻體的一些影響來(lái)說(shuō)，鋼梁撓度變形必須考慮，當(dāng)然這其中可能還需要有效的連接件來(lái)傳遞，但不管怎樣，連接件在整個(gè)連結(jié)的過(guò)程中，毀壞是應(yīng)盡量避免的。以下三種連接方式都屬于內(nèi)嵌式的墻體連接。

2.2.2 外掛式連接

外掛式連接，預(yù)制外掛墻板由于不參加整體建筑結(jié)構(gòu)受力，只承受直接作用于自身的荷載，包括地震荷載、結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載以及施工階段的荷載等[5]。外墻一般運(yùn)用的比較多，當(dāng)然內(nèi)墻也有使用。針對(duì)安裝輕質(zhì)板材墻體材料，外掛式墻板在施工中可以有效加速施工，也能提高技術(shù)含量，隨之克服鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的撓度變形，同一種墻體材料應(yīng)用在輕質(zhì)的條板之間，連接相對(duì)容易，可以在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件外側(cè)安裝輕質(zhì)墻板。平整光滑、容易裝飾是輕質(zhì)墻板的兩個(gè)特點(diǎn)，這兩個(gè)特點(diǎn)導(dǎo)致冷熱橋的現(xiàn)象在結(jié)構(gòu)中不易形成。加氣混凝土墻板是其中比較有代表性的輕質(zhì)條板。當(dāng)然，外掛式也有一些不盡如人意的地方。例如構(gòu)造材料要求高，導(dǎo)致墻體造價(jià)相對(duì)較高。承重的結(jié)構(gòu)一般也不使用輕質(zhì)墻板，因?yàn)閴w自重會(huì)傳到連接構(gòu)件上，會(huì)增加損毀的可能性，此外對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)，墻體厚度也應(yīng)適當(dāng)增加，這樣導(dǎo)致連接件整體尺寸也要相對(duì)增大。連接件就剛度來(lái)講，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的奉獻(xiàn)并不是太大，但是輕質(zhì)條板的作用卻不可忽視。輕質(zhì)條板連接件將會(huì)是鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化日后發(fā)展的重要導(dǎo)向。

3 結(jié)語(yǔ)

裝配式建筑已成為建筑行業(yè)的一個(gè)新趨勢(shì)，建筑領(lǐng)域在未來(lái)一定會(huì)被它占據(jù)更加戰(zhàn)略性的地位。然而如今我國(guó)在節(jié)點(diǎn)連接領(lǐng)域尚無(wú)系統(tǒng)研究成果，因此我們必須進(jìn)一步加大研究深度和力度，不斷改進(jìn)、改良連接方法，從而使建筑行業(yè)發(fā)展的更好?？梢灶A(yù)見(jiàn)，裝配式建筑在我國(guó)必將有更加廣泛的使用和更為光明的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳迪.裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接方式研究綜述[J].中外建筑，2016（8）.

[2]姜鑠南.輕質(zhì)內(nèi)墻條板與鋼框架新型連接的開(kāi)發(fā)及性能研究[D].沈陽(yáng)建筑大學(xué)，2014.

[3]周俐俐，王汝恒.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2009.

[4]李玉順，張家亮.鋼-竹組合構(gòu)件及其結(jié)構(gòu)體系研究進(jìn)展[J].2016（1）.

[5]盧家森，周成功，鄭振鵬.預(yù)制外掛墻板分析方法中外建筑[J].2013（1）.

[責(zé)任編輯：田吉捷]