随着建筑工业化的推进，预制装配式型钢混凝土结构因其高效、环保等优点在工程中得到广泛应用，而柱连接节点作为结构的关键部位，其构造技术与抗震性能直接关系到整体结构的安全性和稳定性。在地震等灾害作用下，良好的连接节点能够有效地传递荷载，保证结构的整体性，避免局部破坏引发的连锁反应。因此，研究预制装配式型钢混凝土柱连接节点的构造技术与抗震性能具有重要的理论意义和工程实践价值。

1预制装配式型钢混凝土结构体系特点

1.1结构性能优越

预制装配式型钢混凝土结构体系发挥了钢与混凝土的协同工作效应，型钢骨架提供主要的承载能力，外包混凝土不仅保护钢材免受腐蚀，还能约束型钢的局部屈曲变形，使结构具有更高的承载力和刚度，截面尺寸可比纯钢结构减小20%-30%。在抗震性能方面，该体系展现出良好的延性和耗能能力，混凝土外壳抑制了型钢的局部失稳，型钢骨架则保证了整体结构的塑性变形能力，形成"强柱弱梁"的理想破坏机制。

1.2适用范围广泛

结构体系适用性很强，可满足多种建筑需求。在高层建筑中，其抗震性能可确保结构安全；在大跨度结构中，型钢提供足够的跨越能力；在异形建筑中，工厂预制可实现复杂造型，既适用于住宅、办公楼等民用建筑，也适合厂房、仓库等工业建筑。在沿海地区，混凝土保护层可防止钢材腐蚀；在严寒地区，预制施工不受低温影响。随着连接技术的不断完善，该体系的应用范围还在持续扩展，特别适合对工期、质量或抗震性能有较高要求的建设项目。

2连接节点抗震性能影响因素分析

2.1型钢配置参数

型钢的截面尺寸直接决定了节点的承载能力，较大的型钢截面能够在地震作用下承受更大的弯矩和剪力，有效延缓节点的屈服。例如，在高烈度地震区域，适当增大型钢截面尺寸，可使节点在罕遇地震时仍能保持较好的结构完整性。型钢的材质方面，高强度、良好延性的钢材可提升节点的抗震韧性，其屈服强度和极限强度越高，在地震往复荷载下越能充分发挥材料性能，避免节点过早断裂，而且型钢在节点中的合理布置能使型钢与混凝土协同工作，提高节点的整体刚度和抗震性能^[1]。当型钢置于混凝土的核心区域且对称布置时，可抵抗地震产生的扭矩，增强节点的稳定性。

2.2混凝土强度等级

在实际工程中，C40到C60强度等级的混凝土应用最为普遍，这个强度范围能够在性能和施工便利性之间取得较好的平衡，较低强度的混凝土在节点核心区容易发生斜压破坏，会降低型钢与混凝土之间的剪力传递效率，虽然采用更高强度的混凝土可以提升节点的初始刚度，但随之而来的脆性特征也更为明显，在极限状态下可发生突然的压溃破坏^[2]。混凝土的弹性模量会随着强度等级的提高而增大，会改变节点在弹性阶段的刚度分布特性，当节点区混凝土与相邻区域的强度差异过大时，引起内力的不均匀分布。

2.3连接节点构造参数

连接方式是首要因素，如湿式连接中的灌浆套筒连接，灌浆料的强度和流动性直接影响连接的可靠性。若灌浆料强度不足或流动性差，可导致灌浆不密实，在地震时产生滑移，降低节点的抗震性能。后浇混凝土连接中，浇筑不密实或养护不当会使后浇混凝土与预制构件不能协同工作，削弱节点的整体性和抗震能力。对于干式连接，如高强螺栓连接，螺栓的预紧力须严格控制，预紧力不足会导致连接松动，在地震时产生滑移和变形；预紧力过大则可使型钢产生局部应力集中，引发断裂^[3]。此外，连接节点的几何形状和尺寸比例也会影响抗震性能。合理的几何形状能使应力均匀分布，避免应力集中；合适的尺寸比例可确保节点在不同方向上的刚度协调，提高抗震性能。

3预制装配式型钢混凝土柱典型连接节点构造技术研究

3.1湿式连接节点构造技术

3.1.1灌浆套筒连接节点

灌浆套筒连接节点是目前应用最为广泛的连接方式之一，通过在预制构件端部预埋特制钢套筒，现场安装时在套筒内灌注高强度水泥基灌浆料实现连接。套筒通常采用优质碳素结构钢制作，内壁设计有特殊的螺纹或凹凸构造以增强与灌浆料的粘结性能，灌浆料需要具备早强、高强、微膨胀等特性，28天抗压强度一般不低于60MPa。施工时控制灌浆料的流动度和膨胀率，确保套筒内部填充密实，该连接方式的优势在于传力直接、施工便捷，能够较好地实现"等同现浇"的设计理念。在实际工程中，该连接方式适用于直径16-40mm的纵向钢筋连接，在多层及高层建筑中表现出良好的可靠性。

3.1.2后浇混凝土连接节点

后浇混凝土连接节点的设计重点在于新旧混凝土界面的处理和钢筋传力构造，预制柱端部通常做成键槽或榫卯形式以增强界面抗剪能力，键槽深度不宜小于50mm。连接钢筋可采用套筒灌浆连接、机械连接或焊接等方式延伸至后浇区，延伸长度应满足规范要求的搭接长度。节点核心区箍筋间距应加密至不大于100mm，且直径不小于10mm，以提供足够的约束作用。后浇混凝土宜采用自密实微膨胀混凝土，坍落度控制在200mm以上，膨胀剂掺量一般为胶凝材料的8%-12%。施工时需特别注意界面处理，浇筑前应对预制构件接触面进行凿毛处理并充分湿润，但不得有明水^[4]。在高层建筑应用中，后浇节点区往往需要设置临时支撑系统，待混凝土强度达到设计值的75%后方可拆除，这种连接方式的优势是整体性能好，刚度退化缓慢，但存在养护周期长、模板工程量大等施工难点。

3.2干式连接节点构造技术

3.2.1高强螺栓连接节点

高强螺栓连接节点通过摩擦型或承压型螺栓群实现预制柱与基础或梁的刚性连接，其构造核心在于螺栓布置形式与连接板的抗滑移设计。摩擦型连接采用10.9级大六角头螺栓（如M24），预紧力需达到355kN，并通过喷砂处理连接板接触面（粗糙度Ra≥50μm）以确保摩擦系数≥0.45，螺栓孔直径比螺栓杆大2mm，采用错列布置（间距≥3d、边距≥1.5d）以降低应力集中。承压型连接则允许接触面滑移，适用于低周反复荷载场景，但需验算螺栓抗剪承载力（如M24螺栓单剪承载力设计值120kN）。施工时采用扭矩法或转角法控制预紧力，终拧扭矩偏差需≤±5%，并采用双螺母防松^[5]。该技术的突出优势在于施工速度快（单节点安装≤2小时），但需严格控制构件加工精度（孔位偏差≤1mm），且在高湿度环境中需采取镀锌或环氧涂层防腐措施。工程中常将螺栓连接与局部现浇结合（如柱脚区域），形成混合连接体系以兼顾效率与整体性，适用于工业厂房与桥梁结构。

3.2.2销栓连接节点

销栓连接节点通过在预制构件中预埋钢套管或预留孔洞，现场安装时插入高强度钢销栓实现连接。销栓材料通常选用40Cr或42CrMo等合金结构钢，经调质热处理后硬度达到HRC28-32。节点设计时考虑销栓的剪切承载力和承压强度，同时保证构件边缘有足够的距离防止劈裂破坏。施工过程中严格控制孔洞位置精度，一般允许偏差不超过2mm。为提高节点的抗震性能，会在销栓周围设置橡胶垫片或阻尼装置以消耗地震能量，这种连接方式的优势在于构造简单、安装便捷，特别适用于需要快速施工的工程项目。

3.3新型连接节点构造技术研发探索

当前新型连接技术的研发聚焦于提升施工效率与抗震性能的平衡，重点方向包括混合连接体系与模块化节点构造。混合连接体系通过组合湿式与干式技术实现优势互补，例如在柱脚区域采用灌浆套筒保证竖向承载力，同时在水平方向设置螺栓连接以提升抗震耗能能力。模块化节点则通过预加工标准化连接组件（如带法兰盘的钢接头）实现快速安装，法兰盘厚度≥20mm，采用栓焊混合连接（70%螺栓+30%角焊缝）以降低焊接作业量。此外，针对既有结构加固需求，研发嵌入式碳纤维板连接技术，将CFRP板（厚度1.2mm、抗拉强度2800MPa）植入预制柱表面槽道，通过环氧树脂粘结与机械锚固结合传递荷载。

4预制装配式型钢混凝土柱连接节点构造技术优化策略

4.1型钢与混凝土结合面优化设计

传统的处理方法主要依靠型钢表面的自然粘结力，但这种做法往往难以保证在长期荷载和地震作用下的可靠传力，较有效的改进措施是在型钢表面设置剪力连接件，常用的形式包括焊接栓钉、开孔钢板和弯折钢筋等，这些剪力连接件的布置需要经过设计，既要保证足够的抗剪能力，又要避免对混凝土浇筑造成阻碍，栓钉的直径一般选用16-22mm，高度控制在80-120mm范围内，按照梅花形或矩形网格布置，间距通常为栓钉高度的3-5倍。对于开孔钢板连接件，开孔直径宜大于粗骨料最大粒径的1.5倍，以确保混凝土能够充分填充^[6]。除了机械连接件外，型钢表面的处理工艺也需要改进，喷砂处理能够增加表面粗糙度，提高机械咬合力。在特殊情况下，还可以考虑在型钢表面涂刷界面剂，以增强化学粘结作用。

4.2钢筋连接构造优化

在纵向钢筋连接方面，灌浆套筒连接仍是最可靠的连接方式之一，但需对其构造细节进行优化改进，套筒内径与钢筋直径的匹配关系应控制在合理范围，通常保持2-3mm的间隙为宜，套筒内部的螺纹设计应优化为渐进式变截面形式，以改善应力分布状态。对于大直径钢筋连接，采用分段灌浆工艺，设置内部隔板将套筒分隔为多个腔室，确保灌浆密实度。在箍筋配置方面，节点核心区的箍筋应加密布置，间距不宜大于100mm，且应采用135°弯钩并保证足够的锚固长度。对于干式连接节点，开发新型的模块化钢筋连接器，将多根钢筋集成在一个连接单元内，简化现场安装工序。针对钢筋在节点区的锚固方式，直线锚固长度不足时考虑采用机械锚固措施，如端部加焊锚板或设置专用锚固件。

4.3预留孔道与灌浆改进

在孔道设计方面，优化其截面形状和尺寸比例，圆形孔道的直径宜比连接钢筋大6-8mm，方形孔道的转角处设置适当的倒角以减少应力集中，孔道内壁考虑设置螺旋状凹槽或凸肋，增强与灌浆料的机械咬合作用，孔道的布置位置需要精确控制，设置专门的定位支架确保其在浇筑过程中不发生移位。对于大型节点，采用分舱式孔道设计，将大截面孔道分隔为多个独立的小孔道，以提高灌浆密实度。在灌浆料方面，优化其配合比设计，适当提高流动性和微膨胀性，确保能够充分填充孔道各个部位，灌浆工艺采用压力灌浆技术，并设置专门的排气孔和观察孔，实时监控灌浆进程，灌浆口的布置遵循"低进高出"的原则，确保孔道内的空气能够顺利排出。对于关键部位的连接节点，考虑采用二次灌浆工艺，先灌注基层浆体，再灌注面层改性浆料，形成梯度性能的灌浆体。

5结语

本研究通过对预制装配式型钢混凝土柱连接节点构造技术与抗震性能的系统分析，发现各类连接节点均有其特定的适用范围和技术优势，工程实践中应根据具体需求合理选择；节点抗震性能受多种因素综合影响，需要通过精细化设计实现性能优化。未来应进一步加强理论研究与工程实践的结合，开发更高效可靠的连接方式，完善相关标准规范，促进该技术体系的推广应用。

参考文献

[1]吴成龙,刘继明,谭文娅,于素健,周飞,王鹏飞.预制装配式型钢混凝土干式连接节点抗震性能非线性分析[J].江苏大学学报（自然科学版）,2019,40(6):727-733.

[2]赖帅.装配式型钢混凝土柱连接节点抗震性能研究[J].建筑技术开发,2024,51(2):89-91.

[3]李亚萍,陈国平.预制装配式混凝土型钢梁-柱节点技术研究现状[J].混凝土与水泥制品,2017(6):67-69.

[4]郭志鹏,周冲,李黎明.装配式钢筋混凝土柱-钢梁混合连接节点抗震性能研究[J].施工技术,2020,49(8):19-22+51.

[5]韦永丽,张倩倩.装配式混凝土结构梁柱节点连接方式分析[J].四川水泥,2018(2):305-305.

[6]刘鑫.装配式混凝土结构新型连接节点及其受力性能研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2024(11):135-138.

项目名称：浙江省教育厅科研项目资助（项目编号Y202456691），课题“新型装配式混凝土梁板柱连接节点抗震性能试验研究”