裝配式建筑不為人知的另一面：原來(lái)裝配式的抗震性這么優(yōu)秀!

按照美國(guó)NEHRP(National Earthquake Haz-ardsReduction Program)2000規(guī)范,預(yù)制混凝土框架連接可以分為等效現(xiàn)澆連接和裝配式連接,等效現(xiàn)澆連接要求達(dá)到或超過(guò)現(xiàn)澆混凝土連接的抗震性能,裝配式連接和現(xiàn)澆混凝土連接力學(xué)性能不同,NEHRP另行給出抗震規(guī)定。

常用的等效現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)有后澆整體式和預(yù)應(yīng)力拼接式,常用的裝配式節(jié)點(diǎn)有焊接節(jié)點(diǎn)和螺栓連接節(jié)點(diǎn)。

1. 等效現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)

2. 無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋拼接節(jié)點(diǎn)

加利福尼亞大學(xué)Priestley對(duì)部分黏結(jié)預(yù)應(yīng)力拼接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了理論研究,他指出由于預(yù)應(yīng)力筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)和節(jié)點(diǎn)兩邊一定范圍內(nèi)不與混凝土發(fā)生黏結(jié),因此在節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生較大變形時(shí)預(yù)應(yīng)力筋仍可保持彈性。這種節(jié)點(diǎn)在大變形后強(qiáng)度和剛度的衰減及殘余變形都較小,節(jié)點(diǎn)復(fù)原能力強(qiáng);由于預(yù)應(yīng)力的夾持約束作用,對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)抗剪有利,可以減少節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋用量。

Priestley進(jìn)行了8個(gè)無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁柱節(jié)點(diǎn)的低周反復(fù)加載試驗(yàn)。試驗(yàn)表明:節(jié)點(diǎn)最大層間變形可達(dá)2.8%~4%,殘余變形約為最大層間變形的2.2%;大變形時(shí),由于梁柱界面處混凝土的塑性發(fā)展使節(jié)點(diǎn)剛度有所下降,但節(jié)點(diǎn)只有輕微損壞。與現(xiàn)澆混凝土節(jié)點(diǎn)相比,預(yù)制混凝土無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力拼接節(jié)點(diǎn)耗能較小,損傷、強(qiáng)度損失和殘余變形也較小。1.2黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋拼接節(jié)點(diǎn)2004年合肥工業(yè)大學(xué)柳柄康等進(jìn)行了兩榀預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁柱組合體的低周反復(fù)加載試驗(yàn)，試驗(yàn)表明：由于牛腿的存在，反向加載時(shí)存在掀起效應(yīng)，正截面受彎承載力應(yīng)予以折減，梁端剪力摩擦作用能夠抵抗梁端剪力;預(yù)應(yīng)力的作用使得試件有很強(qiáng)的變形恢復(fù)能力，有利于震后修復(fù)。

2005年北京工業(yè)大學(xué)進(jìn)行了6個(gè)混合連接裝配混凝土框架內(nèi)節(jié)點(diǎn)試件在低周反復(fù)荷載下的加載試驗(yàn)，試驗(yàn)表明：混合連接裝配混凝土框架節(jié)點(diǎn)的耗能力與整體現(xiàn)澆混凝土節(jié)點(diǎn)相當(dāng)，而其延性和變形恢復(fù)能力則優(yōu)于整體現(xiàn)澆混凝土節(jié)點(diǎn)，其綜合抗震性能優(yōu)于整體現(xiàn)澆混凝土節(jié)點(diǎn)。

3. 后澆整體式節(jié)點(diǎn)

1998年,Vasconez進(jìn)行了13個(gè)預(yù)制混凝土節(jié)點(diǎn)的反復(fù)加載試驗(yàn),這些節(jié)點(diǎn)包括9個(gè)鋼纖維混凝土節(jié)點(diǎn)、1個(gè)聚乙烯醇纖維混凝土節(jié)點(diǎn)和3個(gè)普通混凝土節(jié)點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:鋼纖維比聚乙烯醇纖維對(duì)改善節(jié)點(diǎn)性能更為有效;采用后澆鋼纖維混凝土可以提高鋼筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度,有助于提高節(jié)點(diǎn)延性、推遲破壞發(fā)生,同時(shí)還可以提高節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度;與普通后澆節(jié)點(diǎn)相比,鋼纖維混凝土節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度、耗能和變形能力分別增加約30%,35%,65%;使用3%體積含量的鋼纖維混凝土可以使節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋用量減少50%,并獲得更好的抗震性能。

2004年，同濟(jì)大學(xué)趙斌等對(duì)高強(qiáng)混凝土后澆整體式梁柱組合件和高強(qiáng)鋼纖維混凝土后澆整體式梁柱組合件在低周反復(fù)荷載作用下進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)表明：預(yù)制高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)后澆整體式梁柱組合件與現(xiàn)澆高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)梁柱組合件具有相同的抗震能力，采用高強(qiáng)鋼纖維混凝土澆筑預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)后澆節(jié)點(diǎn)，可以減小節(jié)點(diǎn)區(qū)域箍筋用量，改善節(jié)點(diǎn)承載性能。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系雖然目前還存在不少問(wèn)題，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它符合工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。建筑業(yè)應(yīng)在整個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)形成技術(shù)創(chuàng)新的氛圍和機(jī)制，轉(zhuǎn)變觀念，投入更多的人力物力進(jìn)行新型裝配式結(jié)構(gòu)體系的科學(xué)研究，從而推動(dòng)建筑工業(yè)化的發(fā)展。點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載，可領(lǐng)取裝配式精華考點(diǎn)/課程講義。