一、装配式混凝土结构发展现状

城市化进程的不断加快和人口数量的持续增长，导致城镇化建设量越来越大，环保问题也日益显著，社会对建筑工业化、绿色化的需求日益迫切，国家亦从政策层面大力推动建筑工业化发展，新型建筑结构的研究和应用得到了一定程度的发展。装配式混凝土结构因其可减少现场湿作业量、提高工程质量、加快施工进度等得到了广泛应用。

装配式混凝土框架结构作为一种常用的结构形式，已广泛应用于各类建筑结构中，如住宅、办公楼等，其整体构件由预制模块组装而成，不仅提高了施工效率，还可减少现场工人劳动强度。连接节点是决定结构受力和整体性的关键因素，预制构件的连接节点不同于现浇节点，常成为装配式混凝土结构的薄弱部位，导致装配式混凝土框架结构的整体性能相比现浇结构较弱，目前这两种结构体系的性能差异研究还相对不足，制约了装配式混凝土框架结构的推广应用。因此，装配式混凝土框架结构的节点设计关键点研究至关重要，也是国内外学者研究的重点。

二、装配式混凝土框架结构的节点设计关键点分析

（一）装配式湿连接混凝土框架节点

装配式湿连接节点指预制构件在节点处通过钢筋或型钢连接，然后在结合部位现场浇筑混凝土，又称为装配整体式节点。该类型节点可通过改变连接钢筋或钢绞线的连接方式和后浇混凝土性能等实现良好的结构整体性^[1-2]，可通过合理的参数化设计，提升装配式框架梁柱节点的强度、刚度、承载力和耗能能力。

1.带键槽的装配整体式框架节点

带键槽的装配整体式节点典型形式为世构体系，从法国引进，这类结构体系的梁柱节点由三部分组成：预制梁端部键槽、U形钢筋和现浇混凝土^[3]，现场施工时，预制梁下部纵向钢筋（预应力钢绞线）伸至端部的键槽后弯折，并与键槽内的U形钢筋搭接连接，最后在梁柱节点区域及梁端的键槽内浇筑混凝土，从而实现等同现浇的结构性能。

对于该类型节点体系，U形钢筋的制作和施工都极为重要，尤其需注意U形钢筋的施工定位问题，其在反复荷载作用下的粘结滑移决定了节点的耗能能力和延性性能。键槽底部是结构的薄弱区域，该部位在反复荷载作用下的损伤常导致节点的最终失效。另外，由于连接部位存在后浇叠合层，室外环境中的侵蚀介质更易进入混凝土中，对节点区钢筋的有效传力造成不利影响。因此，设计时，为保证节点处更好的连续荷载传递体系，应严格控制梁下部纵向钢筋与U型钢筋的搭接长度，尽量采用键槽长度大的结构体系，并通过加密箍筋和增加键槽区域混凝土保护层厚度等措施来提高两者的非接触搭接性能，提高结构的抗震性能。

2.不带键槽的装配整体式框架节点

对于不带键槽的装配整体式节点来说，其具有更高的施工效率和更好的耐久性，与带键槽的装配整体式节点相比，现场湿作业量减少。该类型节点的设计关键点在于节点处钢筋或钢绞线的连续传力如何保证。设计时可将预制梁连接钢筋直接弯折锚固在节点内，或者将梁底连接筋设计为U形闭合预应力钢绞线。但是框架梁柱节点处的密集钢筋导致节点处的混凝土浇筑难度加大，施工质量较难保证，设计时应重点关注，可考虑采用一些新型材料或混凝土外加剂等，提高节点处混凝土性能，保证节点的承载能力和耐久性。

（二）装配式干连接混凝土框架节点

由于湿连接节点仍需现场二次浇筑混凝土，为提高施工效率，另一种受力机理不同的装配式干连接节点应运而生。通过预留孔洞或预埋件，预制构件在现场直接拼装，无需二次浇筑混凝土，节省人力成本，施工速度较快，且便于震后修复。

1.装配式混凝土预应力连接框架节点

预应力连接作为装配式混凝土框架结构干式连接节点的主要形式之一，其无需现场浇筑混凝土将构件在节点处相连，而是直接采用预应力筋的方式将预制构件拼装成整体。这种干式连接方式，将结构的非线性变形集中在节点处，而结构的其他部分基本保持弹性，在震后更易修复，且由于预应力筋的存在，结构具有一定的自复位能力，使结构的残余变形较小，结构刚度损失也较小。

在反复荷载作用下，预应力混凝土框架梁柱节点的破坏过程常为：预应力筋屈服、梁端混凝土受压区压碎和梁柱拼接界面开裂甚至张开，预应力筋的布置位置对开裂宽度的影响较大，且预应力筋的合理布置位置可减少预应力筋在梁端发生转动时的应变和应力损失，节点设计时应注意合理布置预应力筋位置。由于该类型节点的耗能性能较差，在设计时应考虑增加耗能单元提高节点的耗能能力，如在梁柱节点处增加耗能软钢筋，可通过预留孔洞穿过柱子后灌浆连接，但需注意不应使耗能软钢筋过早屈服。另外，应合理配置耗能软钢，增加耗能软钢对梁抗弯刚度的贡献，这样在地震力作用下，其可较好地吸收地震能量，而预应力筋则可有效保证结构变形后的自复位能力，增强结构整体性，使节点的拼接性能逐渐接近于现浇节点，即经适当设计的装配式混凝土预应力框架节点是适合应用于抗震结构体系的。

2.装配式混凝土螺栓连接框架节点

螺栓连接是干式连接的一种典型形式，通过在预制构件中预埋连接件和螺栓孔洞，而后通过螺栓实现构件间的连接，这种形式的装配式混凝土框架结构现场施工速度较快，且有利于结构的震后修复，缺点是结构的整体性不足，耗能性能不足，在连接处容易发生断裂。该类型节点的设计关键在于螺栓的强度和数量选取，坚持强节点弱构件、强柱弱梁的设计原则，避免出现螺栓配置不足而断裂的情况。此外，用于节点处螺栓连接的钢板或钢连接件的设计也尤为重要，应确保连接件具有足够的刚度，避免因连接件变形较大而影响节点整体性能。最后，为提高节点的耗能性能，可设计若干耗能单元。

三、装配式混凝土框架结构的节点设计研究方向

与现浇混凝土框架结构相比，装配式混凝土框架结构具有诸多优势，但其特殊的结构形式和受力特点制约着该结构形式的推广和应用，因此，加强对新型节点的研究显得尤为重要。技术理论基础的薄弱限制了技术应用的大力推广，首先需进一步了解各类装配式混凝土框架节点的受力特点和性能参数，以便更好地进行设计和优化。其次，要系统性的验证装配式混凝土框架节点的安全性、适用性和耐久性。最后，要注重多种装配式框架节点的结合，取长补短，研究具有较好适应性的新型组合连接节点。除节点形式的研究外，还应加强对建筑新材料的研究，通过高性能材料弥补装配式混凝土框架结构在节点部位的不足。

另外，目前还缺少一套实用的装配式混凝土连接节点设计和应用实施标准体系，应加强产学研用一体，从基础理论研究出发，在目前常用的各类新型装配式节点中选择若干行之有效的节点形式，制定统一的性能评价标准，标准化和简化设计方法，开发直接设计软件，并规范施工方法，通过制定标准的形式从实用技术层面推动装配式混凝土结构的发展。

四、结语

本研究对现阶段常用的装配式混凝土框架节点形式进行了梳理，对各类典型节点的优缺点进行了阐述，并分析了相应的设计关键点，最后探讨了现阶段装配式混凝土框架节点设计的研究和发展方向，应从理论研究和实用设计方法及标准体系研究等多层面出发，推动我国建筑工业化可持续、高效益发展。

参考文献：

[1]管东芝. 梁端底筋锚入式预制梁柱连接节点抗震性能研究[D]. 南京：东南大学, 2017.

[2]于建兵. 钢绞线锚入式装配混凝土框架节点抗震试验与理论研究[D]. 南京：东南大学, 2016.

[3] 蔡建国，冯健，王赞，等. 预制预应力混凝土装配整体式框架抗震性能研究[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2009, 48(2): 136-140.