薛偉辰，胡 翔

（同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海200092）

預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)自19世紀(jì)末在歐洲興起，發(fā)展至今已有140多年的歷史［1］。在此過程中，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)因其在建造品質(zhì)、建造效率以及節(jié)省材料、減少能源消耗和人工、降低排放和污染等方面的優(yōu)勢，在全世界范圍內(nèi)得到越來越廣泛的應(yīng)用［2-3］。當(dāng)前，我國正在進(jìn)行傳統(tǒng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。大力發(fā)展裝配式建筑，特別是采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式建筑，對于傳統(tǒng)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的實(shí)現(xiàn)具有重要的促進(jìn)作用。

預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)和預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)是目前預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)體系［4］。其中，預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)空間布置靈活、建筑立面豐富，在公共建筑、居住建筑和工業(yè)建筑中均有廣泛的應(yīng)用。

從預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史來看，在早期，梁、柱等預(yù)制構(gòu)件的縱向鋼筋一般采用搭接方式進(jìn)行連接，這使得通過現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)或通過預(yù)制構(gòu)件端部后澆混凝土進(jìn)行預(yù)制梁、柱構(gòu)件連接成為最普遍的構(gòu)造方案［5］。20 世紀(jì)60年代以來，隨著套筒連接、漿錨搭接和螺栓連接等鋼筋連接方式的逐漸成熟，采用預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中得到越來越多的應(yīng)用。此外，隨著后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)的成熟，采用后張預(yù)應(yīng)力連接的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)也逐步得到發(fā)展與應(yīng)用。

綜上所述，根據(jù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)構(gòu)造方案的不同，預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系總體上可分為現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系和預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系兩類?；趪鴥?nèi)外已有的研究成果，對預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，并展望了預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的研究方向。

1 現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系

節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是連接預(yù)制混凝土梁、柱的重要部位。預(yù)制混凝土梁、柱在現(xiàn)場吊裝就位后，通過現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)實(shí)現(xiàn)可靠連接，從而保證預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系具有良好的整體性。此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系一般采用疊合樓板，并通過合理的預(yù)制混凝土底板連接構(gòu)造和后澆混凝土疊合層厚度來實(shí)現(xiàn)剛性樓板構(gòu)造，從而進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。目前，采用現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)主要包括現(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、預(yù)制異形柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、預(yù)制型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)和預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)等。

1.1 現(xiàn)澆柱-疊合梁框架結(jié)構(gòu)

現(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)是早期的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)型式之一，主要構(gòu)造特點(diǎn)是框架梁采用疊合梁，疊合梁的預(yù)制部分在現(xiàn)場吊裝就位、縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)搭接或焊接連接，并通過現(xiàn)澆框架柱和節(jié)點(diǎn)核心區(qū)形成整體［6］?，F(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)的安裝精度要求較低，但現(xiàn)場濕作業(yè)量較大，需大量模板和支撐，預(yù)制梁縱筋在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)搭接連接時易發(fā)生碰撞，降低安裝效率。

1986 年，Park 等［7］通過三個梁柱邊節(jié)點(diǎn)足尺模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0.10，梁端加載模式），對現(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，疊合梁的預(yù)制部分采用了U 形截面構(gòu)造。結(jié)果表明，此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)具有良好的抗震性能，滿足“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計要求，承載力達(dá)到設(shè)計值的1.12～1.33倍，延性系數(shù)達(dá)到6.0左右。2008年，薛偉辰等通過梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型試驗(yàn)（中節(jié)點(diǎn)和邊節(jié)點(diǎn)軸壓比分別為0.40和0.30）［8-10］和二層二跨（中柱和邊柱軸壓比分別為0.40和0.30）以及六層二跨框架結(jié)構(gòu)大尺度模型試驗(yàn)［6，9，11］對現(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。該研究中，疊合梁為T 形截面構(gòu)造，考慮了疊合樓板的影響；疊合梁的預(yù)制部分則采用了倒T形截面構(gòu)造，便于預(yù)制樓板擱置。結(jié)果表明，此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)、破壞機(jī)制、承載力、延性、耗能能力和剛度退化規(guī)律等均與現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)基本一致，中節(jié)點(diǎn)和邊節(jié)點(diǎn)的延性系數(shù)分別達(dá)到5.7和4.2，二層二跨和六層二跨框架結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)分別達(dá)到4.7和4.6。圖1為典型現(xiàn)澆柱?疊合梁框架節(jié)點(diǎn)骨架曲線［10］與框架結(jié)構(gòu)滯回曲線［6］。2015 年，黃遠(yuǎn)等［12］完成了二榀二層二跨現(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)1/2 相似比模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（中柱和邊柱軸壓比分別為0.14和0.10）。疊合梁也采用了考慮疊合樓板影響的T 形截面構(gòu)造，疊合梁的預(yù)制部分則采用了矩形截面構(gòu)造。結(jié)果表明，此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的滯回曲線飽滿，耗能能力較好，延性系數(shù)達(dá)到3.3左右，極限位移角達(dá)到1/30。

1.2 預(yù)制柱-疊合梁框架結(jié)構(gòu)

為了進(jìn)一步提高上述預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)化程度和施工效率，有必要采用預(yù)制柱［1］。目前，在工程中應(yīng)用的預(yù)制柱包括單層預(yù)制柱和多層預(yù)制柱兩種型式。其中，多層預(yù)制柱一般跨越2～4層，中間節(jié)點(diǎn)處預(yù)留缺口后澆混凝土但鋼筋連續(xù)，相鄰多層預(yù)制柱之間則采用與單層預(yù)制柱相同的連接構(gòu)造。從系統(tǒng)查閱的文獻(xiàn)資料和工程應(yīng)用情況來看，目前在此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)中預(yù)制柱的縱向鋼筋連接構(gòu)造主要包括套筒連接和螺栓連接兩種。

1.2.1 單層預(yù)制柱

（1）套筒連接

套筒連接是目前預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)中最常用的鋼筋連接技術(shù)，但其對預(yù)制構(gòu)件的安裝精度要求較高。套筒連接主要包括灌漿套筒連接和機(jī)械套筒連接兩類。灌漿套筒連接對技術(shù)要求較高，連接質(zhì)量也不易檢測；機(jī)械套筒連接則需預(yù)留較大的操作空間，并需后澆混凝土，增大了預(yù)制柱吊裝就位的難度。對于單層預(yù)制柱縱向鋼筋采用灌漿套筒連接的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，陳適才等［13］、柳旭東等［14］完成了一系列框架梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0.35～0.40，均采用梁端加載模式），薛偉辰等［15］完成了四個框架梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型（軸壓比為0.30，采用柱端加載模式）和二榀二層二跨框架結(jié)構(gòu)大尺度模型（中柱和邊柱軸壓比分別為0.30 和0.20）的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。圖2為典型預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)的骨架曲線與滯回曲線［15］。針對單層預(yù)制柱縱向鋼筋采用機(jī)械套筒連接的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，張微敬等［16］開展了二榀二層二跨框架結(jié)構(gòu)1/2 縮尺模型（中柱和邊柱軸壓比分別為0.50 和0.25）的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)和有限元分析。預(yù)制柱縱向鋼筋采用灌漿套筒連接和機(jī)械套筒連接均可有效保證此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)良好的整體性；承載力、延性、變形能力、耗能能力和剛度退化規(guī)律等關(guān)鍵性能指標(biāo)的對比分析表明，此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)具有“等同現(xiàn)澆”的抗震性能。此外，袁鑫杰等［17］完成了一系列預(yù)制混凝土框架的抗連續(xù)倒塌靜力試驗(yàn)。結(jié)果表明，預(yù)制柱縱向鋼筋采用灌漿套筒連接時能夠承受連續(xù)倒塌大變形下的水平剪力，預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)具有良好的抗倒塌性能。

隨著高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼材的不斷發(fā)展，兩種高強(qiáng)材料在預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也得到越來越廣泛的關(guān)注。2004 年，趙斌等［18］開展了四個采用高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼纖維混凝土（立方體抗壓強(qiáng)度fcu實(shí)測值為71～86 MPa）的預(yù)制柱?疊合梁框架節(jié)點(diǎn)足尺模型低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0.15，采用柱端加載模式）。結(jié)果表明：此類預(yù)制混凝土框架節(jié)點(diǎn)的滯回曲線與現(xiàn)澆框架節(jié)點(diǎn)相似，均較飽滿；預(yù)制混凝土框架節(jié)點(diǎn)的承載力比現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)高約0.5%～3.8%；高強(qiáng)混凝土預(yù)制混凝土框架節(jié)點(diǎn)的延性系數(shù)達(dá)到6.3，高強(qiáng)鋼纖維混凝土預(yù)制混凝土框架節(jié)點(diǎn)的延性系數(shù)則達(dá)到6.6 左右，均高于相應(yīng)的現(xiàn)澆對比試件（6.21）。2016 年，劉璐等［19］開展了配置大直徑大間距（柱縱筋4Φ32，梁下部縱筋2Φ32、上部縱筋2Φ28）HRB500 高強(qiáng)鋼筋的預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0.25，采用梁端加載模式）。結(jié)果表明：此類預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)具有良好的抗震性能，位移延性系數(shù)為4.5～5.6，HRB500 高強(qiáng)鋼筋以及大直徑和大間距配筋構(gòu)造對節(jié)點(diǎn)性能無明顯影響。2017年，薛偉辰［20］等通過系統(tǒng)的梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型（軸壓比為0.35，采用柱端加載模式）和二層二跨框架結(jié)構(gòu)大尺度模型（中柱和邊柱軸壓比分別為0.30 和0.20）的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，對采用C100 高強(qiáng)混凝土（fcu實(shí)測值為114.5 MPa）和HRB500 高強(qiáng)鋼筋的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：采用高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋對預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)與破壞機(jī)制影響較小，滯回曲線均較飽滿；耗能能力和變形能力均較好；梁柱節(jié)點(diǎn)的延性系數(shù)為2.0～2.2，框架結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)為3.0～4.0；現(xiàn)行規(guī)范中有關(guān)C80 混凝土結(jié)構(gòu)兩類極限狀態(tài)的設(shè)計計算方法可用于C100 混凝土預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，但應(yīng)注意適當(dāng)加強(qiáng)柱腳的箍筋約束以改善柱腳塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力。

（2）螺栓連接

螺栓連接是指在上下層預(yù)制柱中分別預(yù)埋螺栓連接器和螺桿，并通過緊固螺帽實(shí)現(xiàn)預(yù)制柱可靠連接的構(gòu)造方案［21］。該連接構(gòu)造施工效率高、質(zhì)量易保證。薛偉辰等［22-23］通過框架柱足尺模型（軸壓比為0.48 和0.24）、梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型（軸壓比為0.48，采用柱端加載模式）和二層二跨框架結(jié)構(gòu)1/2縮尺模型（中柱和邊柱軸壓比分別為0.36 和0.24）的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，對采用此類連接構(gòu)造預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：采用螺栓連接能夠保證預(yù)制柱的連接強(qiáng)度和剛度；此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計目標(biāo)，具有與現(xiàn)澆框架相近的抗震性能；螺栓連接預(yù)制柱、梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的承載力與相應(yīng)的現(xiàn)澆試件相差不超過±8%；螺栓連接預(yù)制柱的延性系數(shù)為3.8（軸壓比為0.24）和3.1（軸壓比為0.48），梁柱中節(jié)點(diǎn)和邊節(jié)點(diǎn)的延性系數(shù)分別為3.2和2.7，框架結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)為4.4，與相應(yīng)的現(xiàn)澆試件相差-6%～20%。圖3 為典型螺栓連接預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)骨架曲線和滯回曲線［23］。

1.2.2 多層預(yù)制柱

采用多層預(yù)制柱可大量減少框架柱縱向鋼筋的連接數(shù)量，有助于提高預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工效率，降低建造成本。在美國、歐洲和新西蘭等預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展較為成熟的國家和地區(qū)，多層預(yù)制柱的應(yīng)用十分普遍。Alcocer 等［24］、Ertas 等［25］、Im等［26］、Eom等［27］和Yuksel等［28］通過梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0～0.10），對采用多層預(yù)制柱的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：采用多層預(yù)制柱的梁柱節(jié)點(diǎn)整體性和抗震性能較好，具有與相應(yīng)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相近的承載力（相差在±8%以內(nèi)）和延性（邊節(jié)點(diǎn)2.5～3.7，中節(jié)點(diǎn)2.9～4.1），并具有良好的變形能力（極限位移角均能達(dá)到3.0%～3.5%）。

上述研究結(jié)果表明，套筒連接和螺栓連接均能保證預(yù)制柱良好的整體性，采用單層預(yù)制柱和多層預(yù)制柱的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)均具有“等同現(xiàn)澆”的抗震性能。與套筒連接構(gòu)造相比，螺栓連接構(gòu)造的施工速度更快、連接質(zhì)量更易保證。相比單層預(yù)制柱方案，采用多層預(yù)制柱方案則有助于進(jìn)一步提高預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工效率，降低建造成本。

1.3 預(yù)制異形柱-疊合梁框架結(jié)構(gòu)

采用十字形、L 形、T 形和Z 形等異形截面預(yù)制柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)矩形截面預(yù)制柱，并采用與柱肢等寬的疊合梁，即形成預(yù)制異形柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)。此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)可有效避免室內(nèi)梁柱凸起問題，從而顯著改善室內(nèi)空間利用率，在多層和小高層住宅以及賓館等建筑中具有良好的應(yīng)用前景。

針對這一預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，薛偉辰等［29］通過梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型（軸壓比為0.35，采用柱端加載模式）和框架結(jié)構(gòu)大尺度模型（中柱和邊柱軸壓比分別為0.35 和0.24）的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，對抗震性能進(jìn)行了研究。預(yù)制異形柱縱向鋼筋采用套筒灌漿連接，預(yù)制梁縱向鋼筋在現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)搭接連接。結(jié)果表明：預(yù)制異形柱?疊合梁框架節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的總體抗震性能均與現(xiàn)澆對比試件相近，兩者的滯回曲線均飽滿；預(yù)制試件的承載力與相應(yīng)的現(xiàn)澆對比試件相差-10%～+5%；預(yù)制節(jié)點(diǎn)的延性系數(shù)約為2.7、預(yù)制混凝土框架的延性系數(shù)達(dá)到5.0，均高于相應(yīng)的現(xiàn)澆試件（現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)約2.6，現(xiàn)澆框架3.3）。圖4 為典型預(yù)制異形柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)的骨架曲線和滯回曲線［29］。

1.4 預(yù)制型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)

預(yù)制型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)是由預(yù)制型鋼混凝土梁、柱和現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)組成。預(yù)制梁與預(yù)制柱之間以及相鄰預(yù)制柱之間通過節(jié)點(diǎn)核心區(qū)現(xiàn)澆混凝土、型鋼和縱向鋼筋連接形成整體。圖5a為典型的預(yù)制型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。在該類框架中，通過螺栓連接預(yù)埋型鋼實(shí)現(xiàn)各預(yù)制構(gòu)件之間的快速拼裝?，F(xiàn)場施工時，該結(jié)構(gòu)可不設(shè)或僅少量設(shè)置支撐，并可多層連續(xù)施工，從而大幅節(jié)省材料、縮短工期。

已完成的梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)結(jié)果表明［30-32］：此類預(yù)制型鋼混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)具有良好的抗震性能，承載力、延性、變形能力、耗能能力和剛度退化規(guī)律等關(guān)鍵性能指標(biāo)均與相應(yīng)的現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相近。在此基礎(chǔ)上，薛偉辰等［30］開展了二層二跨預(yù)制型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)1/3縮尺模型及其現(xiàn)澆對比試件（中柱和邊柱軸壓比分別為0.40 和0.30）的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。結(jié)果表明：預(yù)制型鋼混凝土框架發(fā)生了與現(xiàn)澆對比試件相似的混合鉸破壞機(jī)制，兩者的滯回曲線均較飽滿，承載力和延性均較接近（預(yù)制混凝土框架承載力低約7%，預(yù)制混凝土框架延性系數(shù)為3.6，比現(xiàn)澆框架高約3%）?？傮w而言，此類預(yù)制型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)具有與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)“等同”的抗震性能。圖5b 為典型預(yù)制型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)骨架曲線［30］。

1.5 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)

預(yù)應(yīng)力的施加有助于預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)使用性能和整體性的改善，促進(jìn)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)在大跨、重載結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。此外，在此類預(yù)制混凝土框架中應(yīng)用的疊合樓板通常采用預(yù)應(yīng)力底板（包括實(shí)心或空心平底板、帶肋底板和雙T板等）來增大樓板跨度，進(jìn)一步提升室內(nèi)大空間。目前，工程中主要應(yīng)用的預(yù)制預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)僅在框架梁中施加預(yù)應(yīng)力。按照預(yù)應(yīng)力施工工藝的不同，預(yù)制預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)可分為先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)和后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)兩類。

1.5.1 先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)

先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)造特點(diǎn)是僅在預(yù)制梁中設(shè)置了先張預(yù)應(yīng)力筋，即僅采用先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土梁構(gòu)件。法國世構(gòu)（SCOPE）體系是一種典型的先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)是通過先張預(yù)應(yīng)力減小預(yù)制梁的截面尺寸，改善預(yù)制梁的抗裂性能，從而減少了施工階段預(yù)制梁的支撐數(shù)量。蔡建國等［33-34］和于建兵等［35-36］針對世構(gòu)體系及改進(jìn)方案開展了一系列梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)研究與有限元分析。結(jié)果表明：先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架可實(shí)現(xiàn)與相應(yīng)的現(xiàn)澆框架類似的破壞機(jī)制與破壞形態(tài)；在承載力、延性和變形能力等方面，先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架均與相應(yīng)的現(xiàn)澆框架接近；屈服之前先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架的耗能能力明顯低于相應(yīng)的現(xiàn)澆框架，但屈服后兩者的總體耗能能力接近。

1.5.2 后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)

后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)與先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)最大的不同在于，后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)采用穿過節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的后張預(yù)應(yīng)力工藝，這使得此類框架結(jié)構(gòu)具有更好的整體性和變形恢復(fù)能力。薛偉辰等［37］和Hu等［38］通過框架梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型（軸壓比為0.40，采用柱端加載模式）和二層二跨框架結(jié)構(gòu)1/3大尺度模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，對此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架具有良好的整體性和抗震性能；后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的承載力比相應(yīng)的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)高約7.5%；后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架梁柱中節(jié)點(diǎn)和邊節(jié)點(diǎn)的延性系數(shù)分別為3.4和2.6，框架結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)為4.1，與相應(yīng)的現(xiàn)澆框架相差-5%～+12%；后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架的殘余變形率不大于0.27，表現(xiàn)出良好的變形恢復(fù)能力。圖6為典型后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)骨架曲線與滯回曲線［37］。

總體上，采用現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)具有良好的整體性，其破壞形態(tài)與破壞機(jī)制均與相應(yīng)的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)基本一致，承載力、延性、變形能力、耗能能力和剛度退化規(guī)律等關(guān)鍵性能指標(biāo)均與相應(yīng)的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)相近。此外，由于采用了符合剛性樓板假定的疊合樓板，因此此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)具有“等同現(xiàn)澆”的抗震性能。

2 預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系

大量工程實(shí)踐表明，預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)鋼筋相互交錯，碰撞問題突出，這導(dǎo)致預(yù)制梁、柱現(xiàn)場拼裝時效率低下，同時也增加了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)后澆混凝土的難度。因此，將節(jié)點(diǎn)核心區(qū)與柱（梁）構(gòu)件一起在工廠預(yù)制，有助于簡化預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場拼裝與連接工序。在此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系中，疊合樓板和無后澆混凝土疊合層的全預(yù)制混凝土樓板均有應(yīng)用。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，剛性樓板假定的適用性尚需根據(jù)樓板的構(gòu)造方案分析確定。眾所周知，框架梁、柱的連接構(gòu)造是影響此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)建造效率和抗震性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從查閱的文獻(xiàn)資料和工程資料來看，目前此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)中梁、柱的連接構(gòu)造主要包括后澆整體式連接、螺栓連接、鋼制暗牛腿連接、后張預(yù)應(yīng)力連接和阻尼器連接等。

2.1 梁端后澆整體式連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)

梁端后澆整體式連接是一種較為傳統(tǒng)的連接構(gòu)造。已有研究與工程中采用的梁端后澆整體式連接構(gòu)造主要包括鋼筋搭接、鋼筋套筒連接、鋼筋環(huán)扣連接和型鋼連接等［39］。

針對鋼筋采用搭接構(gòu)造的梁端后澆整體式連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，劉桐等［40］完成了三個梁柱節(jié)點(diǎn)1/2 縮尺模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0.10，采用梁端加載模式）。結(jié)果表明，此類梁端連接構(gòu)造能保證預(yù)制混凝土框架良好的整體性，可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)澆框架“等同”的抗震性能。

針對鋼筋采用套筒連接構(gòu)造（包括灌漿套筒和機(jī)械套筒）的梁端后澆整體式連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，羅青兒等［41］、章一萍等［42］和劉洪濤等［43］先后完成了一系列梁柱節(jié)點(diǎn)大尺度模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0.20～0.40，均采用梁端加載模式）。灌漿套筒和機(jī)械套筒均實(shí)現(xiàn)了鋼筋的等強(qiáng)連接，從而保證了此類預(yù)制混凝土框架具有與現(xiàn)澆框架相近的抗震性能，兩者在承載力和延性等方面的差值在±7%以內(nèi)。

針對鋼筋采用環(huán)扣連接構(gòu)造的梁端后澆整體式連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，Restrepo 等［44］和Khoo等［45］完成了一批雙柱式梁柱組合體的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。結(jié)果表明，鋼筋采用環(huán)扣連接構(gòu)造能保證預(yù)制混凝土框架梁柱組合體良好的整體性，承載力、延性、變形能力、耗能能力和剛度退化規(guī)律等關(guān)鍵性能指標(biāo)均與現(xiàn)澆框架接近。圖7為鋼筋環(huán)扣連接構(gòu)造的示意圖和典型的梁柱組合體滯回曲線［45］。

針對采用型鋼連接構(gòu)造的梁端后澆整體式連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，李忠獻(xiàn)等［46］、Sudhakar等［47］和宋玉普等［48］分別完成了一批梁柱節(jié)點(diǎn)大尺度模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（軸壓比為0～0.20，均采用梁端加載模式）。需要說明的是，文獻(xiàn)［46］和［48］中型鋼連接拼縫均設(shè)置在梁端距柱邊約1 倍梁高處，而文獻(xiàn)［47］則直接設(shè)置在柱邊。此外，文獻(xiàn)［46］和［47］中的型鋼采用螺栓連接，而文獻(xiàn)［48］中的型鋼則采用焊接連接。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用此類連接構(gòu)造預(yù)制混凝土框架均能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的破壞模式，承載力和延性與相應(yīng)的現(xiàn)澆型鋼混凝土框架接近。

2.2 螺栓連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)

螺栓連接構(gòu)造是指在預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)和梁端分別預(yù)埋螺栓連接組件，并通過緊固螺帽將兩者可靠連接的構(gòu)造方案。與梁端后澆整體式連接的構(gòu)造方案相比，螺栓連接構(gòu)造簡單、施工便捷、質(zhì)量可控。已有研究中，螺栓連接構(gòu)造總體而言有兩種型式，一種是螺栓連接方向與梁跨度方向平行（見圖8a），另一種是螺栓連接方向與梁跨度方向垂直（見圖8b）。

針對采用第一種型式的預(yù)制混凝土框架，在梁柱節(jié)點(diǎn)層次，國內(nèi)外學(xué)者開展了一系列尺度模型的抗震性能試驗(yàn)研究［23，49-53］。文獻(xiàn)［23，49，51-53］的研究結(jié)果均表明，此類預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)在承載力、延性、剛度和耗能能力等方面均與相應(yīng)的現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相近。在文獻(xiàn)［50］中，由于梁端拼縫處設(shè)置了橡膠墊片，因此承載力雖然與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相近，但是剛度和耗能能力明顯降低。在結(jié)構(gòu)層次，文獻(xiàn)［23］開展了二榀二層二跨框架結(jié)構(gòu)1/2縮尺模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。結(jié)果表明，采用此類螺栓連接構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)也具有與相應(yīng)的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)“等同”的抗震性能。

針對采用第二種型式的預(yù)制混凝土框架，Barros等［54］和呂西林等［55］分別開展了連接節(jié)點(diǎn)受力性能試驗(yàn)和框架結(jié)構(gòu)擬動力試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：此類連接節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出明顯的與現(xiàn)澆框架不同的半剛性特性；設(shè)計時，采用此類螺栓連接構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架應(yīng)按半剛性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計。

2.3 鋼制暗牛腿連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)

鋼制暗牛腿連接構(gòu)造是指在預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)和框架梁端分別預(yù)埋鋼制承口組件和鋼制插口組件，在施工現(xiàn)場拼裝就位后采用超高性能混凝土（UHPC）灌注拼縫處形成的連接構(gòu)造。圖9a 為此類連接構(gòu)造的示意圖，圖中的鋼制暗牛腿為某定型產(chǎn)品。采用該連接構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)安裝效率高、幾乎無需模板和支撐，但成本相對較高。

針對采用此類連接構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，薛偉辰等［23］開展了梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型（軸壓比為0.48，采用柱端加載模式）和二層二跨框架結(jié)構(gòu)1/2 縮尺模型（中柱和邊柱軸壓比分別為0.36 和0.24）的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。結(jié)果表明：預(yù)制混凝土框架的承載力比現(xiàn)澆框架略低，相差不超過8%；預(yù)制混凝土框架的初始剛度有所降低，低約20%；梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)分別達(dá)到3.5 和6.1，均好于相應(yīng)的現(xiàn)澆框架（梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)分別為2.8 和3.6）；框架結(jié)構(gòu)的極限位移角達(dá)到3.6%，表現(xiàn)出良好的變形能力。圖9b 為典型鋼制暗牛腿連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的骨架曲線［23］。

2.4 后張預(yù)應(yīng)力連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)

后張預(yù)應(yīng)力連接是指通過張拉設(shè)置在框架梁中并穿過預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的后張預(yù)應(yīng)力筋，使梁、柱等預(yù)制構(gòu)件可靠連接的構(gòu)造方案。目前，最典型的后張預(yù)應(yīng)力連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系包括PRESSS 體系（PREcast seismic structure system）和預(yù)壓裝配式體系等。

1988 年，美日聯(lián)合開始了PRESSS 體系的研發(fā)工作，主要目標(biāo)是研發(fā)一種具有良好抗震性能和施工便利性的預(yù)制結(jié)構(gòu)［56］。經(jīng)過十余年的發(fā)展，PRESSS體系的研發(fā)重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。在研發(fā)早期，PRESSS體系中預(yù)制梁、柱僅通過直線無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行連接［57］。借鑒同期開展的、由美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）資助的相關(guān)研究成果［58-61］，PRESSS體系最終形成了以“混合連接”為主要連接構(gòu)造的后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，即預(yù)制梁、柱通過無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋“混合連接”形成整體［62］。一系列梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)結(jié)果表明［63-65］，PRESSS體系具有良好的承載力、延性、變形能力和變形恢復(fù)能力，耗能僅為現(xiàn)澆框架的40%左右，表現(xiàn)出明顯的半剛性特性。我國學(xué)者針對PRESSS體系及其改進(jìn)方案也開展了梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究，并得到了相似的研究結(jié)論［66-68］。圖10a 為典型PRESSS 體系框架節(jié)點(diǎn)滯回曲線［61］。

預(yù)壓裝配式框架結(jié)構(gòu)體系是在PRESSS體系基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種后張預(yù)應(yīng)力連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，在日本和我國已開展了一系列研究與工程應(yīng)用［69］。這一體系的主要構(gòu)造特點(diǎn)是預(yù)制梁、柱僅通過直線預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行連接［70-71］。此外，根據(jù)需要，預(yù)制梁端可設(shè)置混凝土暗牛腿以改善接縫抗剪性能，預(yù)制梁可采用先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁以改善其使用性能［69］，如圖10b 所示。日本和我國學(xué)者針對這一體系開展了系統(tǒng)的梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究［69-74］。結(jié)果表明，預(yù)壓裝配式框架結(jié)構(gòu)體系的受力性能與PRESSS 體系較為接近，具有良好的承載力、延性、變形能力和變形恢復(fù)能力，但梁柱節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)出明顯的半剛性特性，剛度和耗能能力與現(xiàn)澆框架差別較大。

2.5 阻尼器連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)

為了進(jìn)一步改善預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的抗震性能，促進(jìn)其在高烈度抗震區(qū)的應(yīng)用，有學(xué)者提出了采用阻尼器連接預(yù)制梁、柱的構(gòu)造方案。

1995 年，Englekirk［75］首次提出在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置低屈服高延性連桿來連接預(yù)制梁、柱構(gòu)件的方案，并開展了梁柱節(jié)點(diǎn)足尺模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明［76］，此類連接構(gòu)造能夠保證預(yù)制混凝土框架良好的承載力、延性和變形能力。由于低屈服高延性連桿進(jìn)入塑性較早，并且塑性變形較大，導(dǎo)致連桿與節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土之間發(fā)生明顯滑移，因此影響了結(jié)構(gòu)的耗能能力和變形恢復(fù)能力?？傮w而言，此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的總體性能與相應(yīng)的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)存在較大差別，需采用基于性能的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計。

吳從曉等［77］提出了一種采用扇形黏彈性阻尼器連接預(yù)制梁、柱構(gòu)件的構(gòu)造方案。在此方案中，除采用阻尼器連接預(yù)制梁、柱外，梁端還采用了基于鋼筋搭接的后澆整體式連接構(gòu)造。梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)結(jié)果表明［77-78］：此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能與相應(yīng)的設(shè)置阻尼器的現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)接近；扇形黏彈性阻尼器使梁端塑性鉸外移，有效保護(hù)了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，改善了此類預(yù)制混凝土框架的延性和耗能能力；設(shè)置扇形黏彈性阻尼器后，預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的殘余變形變大，變形恢復(fù)能力有所降低。

為了解決采用阻尼器連接導(dǎo)致預(yù)制混凝土框架結(jié) 構(gòu) 變 形 恢 復(fù) 能 力 降 低 的 問 題 ，Song 等［79］和Koshikawa［80］提出了同時采用阻尼器和無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋連接預(yù)制梁、柱構(gòu)件的構(gòu)造方案。梁柱節(jié)點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)結(jié)果表明［79-82］：采用此類連接構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)具有良好的耗能能力；與相應(yīng)的無預(yù)應(yīng)力阻尼器連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)相比，殘余變形率最大可降低87%左右。然而，由于預(yù)制梁縱向鋼筋不與節(jié)點(diǎn)核心區(qū)連接，因此此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的初始抗側(cè)剛度約為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的50%，承載力約為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的30%～60%。圖11為典型阻尼器連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)滯回曲線［81］。

總體上，采用預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)構(gòu)造的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震性能受梁、柱連接構(gòu)造的影響較大。從上述研究成果來看，對于采用梁端后澆整體式連接和鋼制暗牛腿連接的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，總體性能與現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)相差不大；對于采用螺栓連接的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)連接螺栓與梁跨方向平行時，抗震性能總體上與現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)接近，當(dāng)連接螺栓與梁跨方向垂直時，抗震性能則與現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)有較大差別，屬半剛性連接體系；對于采用后張預(yù)應(yīng)力連接和阻尼器連接的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震性能總體上與相應(yīng)現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)差別較大。

3 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是在工程中推廣應(yīng)用預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)依據(jù)。目前，國內(nèi)外已制訂了一系列針對預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

美國、歐洲、日本和新西蘭是目前預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用較為成熟的國家和地區(qū)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也最具代表性。因此，以上述國家和地區(qū)為例，介紹國外有關(guān)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.1 美國

美國混凝土協(xié)會（ACI）和預(yù)制/預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會（PCI）編制了一系列有關(guān)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 或 手 冊 。 ACI 318 ? 14（Building code requirements for structural concrete and commentary）對預(yù)制柱?疊合梁框架和螺栓連接預(yù)制混凝土框架的設(shè)計方法和構(gòu)造要求進(jìn)行了較為原則性的規(guī)定，ACI 550.1R?09（17）（Guide to emulating cast-inplace detailing for seismic design of precast concrete structures）對預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、梁端后澆整體式連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)等具有“等同現(xiàn)澆”受力性能的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算與構(gòu)造要求進(jìn)行了較為詳細(xì)的規(guī)定，ACI 550.2R?13（Design guide for connections in precast jointed systems）則對與梁跨垂直方向螺栓連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)提出了具體的構(gòu)造規(guī)定和基于性能的設(shè)計要求，ACI 550.3?13（Design specification for unbonded posttensioned precast concrete special moment frame satisfying ACI 374.1）則對PRESSS 體系提出了具體的技術(shù)規(guī)定以及基于性能的抗震設(shè)計要求。PCI Design Handbook 8th 較為詳細(xì)地說明了預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、PRESSS 體系和螺栓連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的計算方法和構(gòu)造要求，并給出了構(gòu)造圖例。除上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或手冊外，美國后張預(yù)應(yīng)力協(xié)會（PTI）編制的Post-tensioning Manual 6th 也對后張預(yù)應(yīng)力連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系提出了技術(shù)規(guī)定，而在美國聯(lián)邦應(yīng)急管理局（FEMA）編制的NEHRP 2003（Recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures）和國際規(guī)范理事會編制的IBC?18（International building code）中也包含了一些有關(guān)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的總體性技術(shù)要求。

3.1.2 歐洲

歐洲有關(guān)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或手冊主要由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CEN）和國際混凝土聯(lián)合會（FIB）編制。其中，BS EN 1992?1?1∶2004（Design of concrete structures，Part 1?1：general rules and rules for buildings）和FIB MC―2010（Model code for concrete structures）對預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計原則和構(gòu)造要求進(jìn)行了規(guī)定。此外，F(xiàn)IB還編制了一系列與預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系相關(guān)的技術(shù)報告，包括FIB 27（Seismic design of precast concrete buildings，2003 年出版）、FIB 43（Structural connections for precast concrete buildings，2008 年出版）和FIB 78（Precast concrete buildings in seismic areas，2016 年出版）等，為預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)（主要包括預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、螺栓連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)和PRESSS 體系）的推廣和應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)。

3.1.3 日本

日本有關(guān)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或指南主要由日本建筑協(xié)會（AIJ）編制。其中，AIJ 2000（Draft of Japanese design guidelines for precast construction of equivalent monolithic reinforced concrete buildings）主要對預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)和后張預(yù)應(yīng)力連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)提出了總體技術(shù)要求。由日本預(yù)制建筑協(xié)會（JPA）編制并于2003 年出版的設(shè)計指南“現(xiàn)澆等同型預(yù)制鋼筋混凝土（R?PC）結(jié)構(gòu)的設(shè)計”中，對預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)和預(yù)制型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法與構(gòu)造措施給出了具體的規(guī)定與說明。

3.1.4 新西蘭

新西蘭的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)NZS 1170.5―2004（Structural design actions，Part 5：earthquake actions）和NZS 3101.1―2006 （Concrete structures standard：amendment 2）中包括了有關(guān)預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、螺栓連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)和PRESSS 體系的技術(shù)規(guī)定。此外，由新西蘭混凝土協(xié)會（NZCS）和新西蘭地震工程協(xié)會（NZSEE）資助的坎特布雷大學(xué)先進(jìn)工程研究中心（Center for Advanced Engineering，University of Canterbury）編制出版的技術(shù)指南“Guidelines for the use of structural precast concrete in buildings（second edition）”中，還對現(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)以及梁端后澆整體式連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和構(gòu)造措施給出了詳細(xì)說明。

3.2 我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1 國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 51231―2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和JGJ 1―2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》是目前我國預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域技術(shù)要求較全面的標(biāo)準(zhǔn)。上述兩部標(biāo)準(zhǔn)均給出了現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)定，主要包括現(xiàn)澆柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)等。此外，JGJ 224―2010《預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》還給出了先張預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定。上述體系中，預(yù)制柱的縱向鋼筋主要采用套筒連接構(gòu)造。需要說明的是，對于在我國預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用的疊合樓板，GB/T 51231―2016和JGJ 1―2014還給出了符合剛性樓板假定的構(gòu)造要求。JGJ 1―2014 第6.6 節(jié)規(guī)定，疊合樓板的后澆混凝土疊合層厚度不小于60 mm 時，一般可認(rèn)為其符合剛性樓板假定；GB/T 51231―2016 第5.5 節(jié)則規(guī)定，屋面層和平面受力復(fù)雜樓層的疊合樓板，當(dāng)后澆混凝土疊合層厚度不小于100 mm時，一般可認(rèn)為其滿足剛性樓板假定。

3.2.2 地方標(biāo)準(zhǔn)

目前，包括上海、北京、天津、重慶、江蘇、山東、遼寧、廣東、四川、黑龍江、福建等在內(nèi)的我國大部分省市均制訂了有關(guān)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。上海市標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)定較為全面，相繼頒布實(shí)施的規(guī)程有DGJ 08?2154―2014《裝配整體式混凝土公共建筑設(shè)計規(guī)程》和DG/TJ 08?2071―2016《裝配整體式混凝土居住建筑設(shè)計規(guī)程》，對所述的大部分現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)均給出了技術(shù)規(guī)定。此外，北京市DB11/1310―2015《裝配式框架及框架?剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》中不僅包括了預(yù)制柱?疊合梁框架結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)定，還包括了螺栓連接預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)定。

4 結(jié)語

預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)室內(nèi)空間布置靈活、建筑立面豐富，在公共建筑、居住建筑和工業(yè)建筑中均有廣泛應(yīng)用。按照節(jié)點(diǎn)核心區(qū)構(gòu)造的不同，預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系總體上分為現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系和預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系兩類。經(jīng)合理設(shè)計的現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)具有與現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)“等同”的抗震性能，可參照現(xiàn)行現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計。預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)則根據(jù)梁端連接構(gòu)造的不同分為“等同現(xiàn)澆”和“非等同現(xiàn)澆”兩類。其中，“非等同現(xiàn)澆”預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)一般具有半剛性特點(diǎn)，需采用基于性能的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計。美國、歐洲、日本和新西蘭等國家和地區(qū)制定了較為完善的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對主要的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和構(gòu)造要求均給出了較為詳細(xì)的說明。

從已有研究成果來看，我國針對現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系方面的研究已較為成熟，在國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)層面已形成了基本完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。對于預(yù)制節(jié)點(diǎn)核心區(qū)預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，我國的相關(guān)研究工作尚不成熟，有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未編制。從完善結(jié)構(gòu)體系、改善結(jié)構(gòu)綜合經(jīng)濟(jì)效益方面來看，尚有以下幾個方面的工作有待開展：①針對高層建筑和高烈度區(qū)建筑，有必要開展新型預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)減隔震體系研發(fā)及設(shè)計理論研究，從而進(jìn)一步擴(kuò)大預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的適用范圍；②針對低多層建筑，進(jìn)一步簡化預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造，開展“非等同現(xiàn)澆”預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的研發(fā)，并建立系統(tǒng)的設(shè)計理論；③基于高性能材料（包括高強(qiáng)鋼筋、超高性能混凝土等），開展新型預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系研發(fā)，進(jìn)一步改善預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，提升建造效率，降低建造成本。

作者貢獻(xiàn)聲明

薛偉辰：確定總體架構(gòu)，甄別相關(guān)重要文獻(xiàn)，負(fù)責(zé)最終成稿。

胡 翔：系統(tǒng)查閱、總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)，與第一作者合作撰寫主要內(nèi)容。