框架結(jié)構(gòu)由梁和柱以剛接或鉸接的形式相連而成，梁、柱單元相對于墻單元，更加易于模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化和定型化，有利于采用統(tǒng)一性的模具在工廠進(jìn)行流水化制造；同時裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)空間布置更加靈活，構(gòu)件連接形式多樣，有利于在現(xiàn)場進(jìn)行機(jī)械化高效率的吊裝。可以說，裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)在建筑工業(yè)化進(jìn)程中，具有得天獨(dú)厚的推廣應(yīng)用優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、辦公寫字樓等公共建筑和民用住宅建筑中。
由于我國結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的特點(diǎn)和習(xí)慣，目前大范圍推廣建造的裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)主要是采用疊合現(xiàn)澆方式進(jìn)行連接的裝配式整體式混凝土框架，主要構(gòu)件有預(yù)制梁、預(yù)制柱、預(yù)制外掛墻板、預(yù)制內(nèi)墻隔板、預(yù)制樓板、預(yù)制陽臺板、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯等。裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)樓板與裝配式整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)一樣采用預(yù)制混凝土疊合板，預(yù)制陽臺板、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也與裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的構(gòu)件相似。
相對于裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式更加規(guī)則，連接形式卻更加多樣化。
結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)
裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)主要有柱-柱連接、梁-柱連接、主-次梁連接節(jié)點(diǎn)。
（1）柱-柱連接
裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中，預(yù)制柱之間的連接往往關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)的抗震性能和結(jié)構(gòu)抗倒塌能力，是框架結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的最后一道防線，及其重要。預(yù)制柱之間的連接常采用灌漿套筒連接的方式實(shí)現(xiàn)，灌漿套筒預(yù)埋與上部預(yù)制柱的底部（見圖1（a）），下部預(yù)制柱的鋼筋伸出樓板現(xiàn)澆層之上，預(yù)留長度保證鋼筋在灌漿套筒內(nèi)的錨固長度加上預(yù)制柱下拼縫的寬度?，F(xiàn)場安裝時，通過“定位鋼板”等裝置固定下部伸出鋼筋，使得下部伸出鋼筋與上部預(yù)制柱的套筒位置一一對應(yīng)，如圖1（b）所示。待樓層現(xiàn)澆混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)完畢后，吊裝上部預(yù)制柱，下部鋼筋伸入上部預(yù)制柱的灌漿套筒內(nèi)，預(yù)制柱經(jīng)過臨時調(diào)整和固定后，進(jìn)行灌漿作業(yè)。預(yù)制柱可以制作成方柱或圓柱等多種形式，采用灌漿套筒的柱-柱連接均可以實(shí)現(xiàn)較好的連接效果，如圖1（c）和（d）所示。
由于灌漿套筒直徑大于相應(yīng)規(guī)格的鋼筋直徑，為了保證混凝土保護(hù)層的厚度，預(yù)制柱的縱向鋼筋相對于普通混凝土柱往往略向柱截面中間靠近，使得有效截面高度略小于同規(guī)格的普通混凝土柱，在預(yù)制柱計(jì)算和設(shè)計(jì)時，需要額外注意。柱腳的灌漿套筒預(yù)埋區(qū)域形成了“剛域”，該處實(shí)際截面承載力強(qiáng)于上部非“剛域”部位，在地震荷載下，容易導(dǎo)致“剛域”上部混凝土壓碎破壞，故在灌漿套筒上部不高于50mm的范圍內(nèi)必須要設(shè)置一道鋼筋，提高此處混凝土的橫向約束能力，加強(qiáng)此處的結(jié)構(gòu)性能。
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（a）套筒預(yù)埋于柱腳
（b）下部錨固鋼筋定位鋼板固定
（c）方柱套筒連接
（d）圓柱套筒連接
圖1 裝配整體式混凝土框架預(yù)制柱連接示例
（2）梁-柱連接
在裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)體系中，預(yù)制梁-柱連接節(jié)點(diǎn)對結(jié)構(gòu)性能如承載能力、結(jié)構(gòu)剛度、抗震性能等往往起到?jīng)Q定性的作用，同時深遠(yuǎn)影響著預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工可行性和建造方式，故而裝配式混凝土框架的結(jié)構(gòu)形式往往決定于預(yù)制梁-柱連接節(jié)點(diǎn)的形式。
預(yù)制梁-柱連接的形式多種多樣，目前我國普遍常用的連接主要是節(jié)點(diǎn)區(qū)現(xiàn)澆的“濕”連接形式。根據(jù)預(yù)制梁底部鋼筋連接方式不同，分為預(yù)制梁底筋錨固連接和附加鋼筋搭接連接。前者連接中，預(yù)制梁底外伸的縱向鋼筋直接伸入節(jié)點(diǎn)核心區(qū)位置進(jìn)行錨固，這種節(jié)點(diǎn)必須有效保證下部縱筋的錨固性能，一般做法是將錨固鋼筋端部彎折形成彎鉤或者在鋼筋端部增設(shè)錨固端頭來保證錨固質(zhì)量和減少錨固長度，如圖2所示。
（a）鋼筋錨固端板錨固連接
（b）鋼筋彎鉤錨固連接
圖2 預(yù)制梁底筋錨固式梁-柱連接示例
采用該連接的預(yù)制梁下部縱筋往往不伸入節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，而是通過伸入或者跨過節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的附加鋼筋與梁端伸出的鋼筋進(jìn)行搭接，再后澆混凝土形成整體結(jié)構(gòu)。該連接形式最常見的做法是預(yù)制梁端部預(yù)留一小段U形薄壁鍵槽，梁底縱筋在鍵槽端部截?cái)?，附加鋼筋貫穿?jié)點(diǎn)核心區(qū)，并置于鍵槽內(nèi)，如圖3所示。
圖3 附加鋼筋搭接連接式梁-柱連接示例
（3）主-次梁連接
我國常規(guī)民用建筑結(jié)構(gòu)中，多采用主、次梁來支撐樓本及承受樓板荷載，故“等同現(xiàn)澆”的裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中也大量存在著預(yù)制主-次梁的連接。預(yù)制次梁也采用疊合現(xiàn)澆形式，次梁上部受力縱向鋼筋在現(xiàn)場綁扎到位后，與樓板上部鋼筋一同被澆筑于后澆層內(nèi)。
預(yù)制主-次梁連接節(jié)點(diǎn)常采用整澆式或者擱置式連接形式。多數(shù)整澆式預(yù)制主-次梁連接中，預(yù)制主梁中部預(yù)留現(xiàn)澆區(qū)段，底筋連續(xù)，預(yù)制次梁底筋伸出端面，伸入預(yù)制主梁空缺區(qū)段內(nèi)，再后澆混凝土形成整體連接，如圖4（a）所示。由于預(yù)制主梁中部預(yù)留缺口，增加預(yù)制和吊裝難度，故也可設(shè)置預(yù)制主梁不留缺口的整澆主-次梁連接。該連接在主梁的連接位置處設(shè)置抗剪鋼板，同時預(yù)留與次梁下部鋼筋連接的短鋼筋，預(yù)制次梁吊裝到位后，下部伸出鋼筋與主梁的預(yù)留短鋼筋通過灌漿套筒進(jìn)行連接，如圖4（b）所示。整澆式預(yù)制主-次梁連接將預(yù)制次梁下部縱向受力鋼筋通過一定的方式與預(yù)制主梁下部進(jìn)行了整體連接，形成類似“剛接”的形式，更加接近于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的做法，連接整體性較好，但增加了主梁面外受扭作用，且提高了建造成本。
（a）主梁預(yù)留缺口連接
（b）主梁無缺口連接
圖4 整澆式預(yù)制主-次梁連接示例
擱置式預(yù)制主-次梁連接則往往不連接下部次梁鋼筋，僅在次梁端部設(shè)置突出臺階或者“扁擔(dān)”鋼板，擱置于預(yù)制主梁預(yù)留的小型缺口上，如圖5所示。該連接滿足在預(yù)制次梁受剪承載力的情況下，形成了“鉸接”節(jié)點(diǎn)，更加符合一般結(jié)構(gòu)計(jì)算假定。
（a）突出臺階式擱置連接
（b）“扁擔(dān)”鋼板式擱置連接
圖5 擱置式預(yù)制主-次梁連接示例
非結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)
框架結(jié)構(gòu)主要的荷載由梁、柱、樓板承擔(dān)，墻構(gòu)件主要起到圍護(hù)、裝飾、分隔、保溫、隔音、防火等建筑功能，往往對主結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)性能和抗震性能影響較小。一般情況下，可認(rèn)為裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中的墻構(gòu)件與主結(jié)構(gòu)的連接為非結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)，根據(jù)墻板的類型不同，主要分為外掛墻板連接以及填充墻與結(jié)構(gòu)連接。
（1）外掛墻板連接
框架結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下，會發(fā)生相應(yīng)的變形，外掛墻板作為裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，一般不作為結(jié)構(gòu)性構(gòu)件考慮，以減少外掛墻板對主結(jié)構(gòu)受力和變形的影響。從外掛墻板適應(yīng)主結(jié)構(gòu)在側(cè)向荷載作用下變形的類型不同，可分為轉(zhuǎn)動式、平動式和固定式。根據(jù)連接形式不同，又可分為點(diǎn)掛式、線掛式和點(diǎn)線結(jié)合式。
預(yù)制外掛墻板在合適位置處設(shè)置金屬制預(yù)埋件，僅依靠預(yù)埋金屬件通過螺栓或者焊接于主結(jié)構(gòu)相連，呈“點(diǎn)式”連接，如圖6（a）所示。這種連接方式允許外掛墻板在主結(jié)構(gòu)建造完成后進(jìn)行安裝施工，屬于“后掛法”，不影響主結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度，安裝較為靈活，但預(yù)埋金屬件往往突出樓板，影響了建筑使用。采用線掛式連接的外掛墻板往往在上部預(yù)留伸出鋼筋，如圖6（b）所示。現(xiàn)場安裝時，預(yù)留鋼筋深入樓板或者框架梁的后澆區(qū)域，通過預(yù)留鋼筋和后澆混凝土實(shí)現(xiàn)外掛墻板與主結(jié)構(gòu)的“濕連接”，連接性能可靠，整體性較好，但需要與主結(jié)構(gòu)樓層同時安裝，施工步驟較為固定。點(diǎn)掛式和線掛式相結(jié)合，即形成了點(diǎn)線結(jié)合的連接方式，如圖6（c）所示。采用該種形式連接的外掛墻板分布式地預(yù)留分布鋼筋，同時保留預(yù)埋金屬件；現(xiàn)場安裝時，主結(jié)構(gòu)相對應(yīng)位置處預(yù)留局部后澆區(qū)，墻板首先通過預(yù)埋金屬件進(jìn)行固定，預(yù)留鋼筋伸入局部后澆區(qū)，再對該區(qū)域澆筑混凝土，完成整體連接；該連接具有點(diǎn)掛式連接的“后安裝”特點(diǎn)，同時局部“濕連接”保證了較好的整體性，但墻板安裝步驟略繁瑣。
（a）點(diǎn)掛式
（b）線掛式墻板
（c）點(diǎn)線結(jié)合
圖6 外掛墻板連接示例
（2）填充墻與結(jié)構(gòu)連接
填充墻板材自重輕，對結(jié)構(gòu)整體剛度影響較小，其與主體結(jié)構(gòu)連接也較為簡單，主要在墻與主結(jié)構(gòu)之間的縫隙中填充砂漿，并且間隔布置接縫鋼筋或者小型齒塊等抗剪件，保證填充墻板與主結(jié)構(gòu)的連接具有一定的強(qiáng)度，如圖7（a）所示。填充墻往往在樓層主體結(jié)構(gòu)施工完成后進(jìn)行安裝，近年來，部分企業(yè)自主創(chuàng)新，形成了一種“先填充墻后框架梁”的吊裝工法。在該工法中，首先吊裝填充墻板，然后吊裝預(yù)制梁，預(yù)制梁底部形成“凹”形，將填充墻板“夾”在預(yù)制梁底部，如圖7（b）所示。
（a）接縫鋼筋
（b）“先填充墻后框架梁”工法連接
圖7 填充墻與結(jié)構(gòu)連接示例
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