• 作者：刘永健，张宁，刘希月　　
• 出处：《建筑结构学报》，2021，42 (S1) 　　
• 主题：干式连接、装配式体系、抗震性能、工业化建造
• 期刊官方阅览链接：http://www.jzjgxb.com/CN/Y2021/V42/IS1
• 装配式钢结构住宅是建筑工业化发展的核心载体，节点连接体系作为结构传力核心，直接决定建筑现场装配效率、整体抗震表现与工业化落地可行性。传统现场焊接连接工序繁杂、施工周期长、焊接质量离散性大，难以匹配住宅快速建造、标准化施工的产业需求，因此全干式机械连接节点成为行业主流研发方向。本文系统梳理国内外装配式钢结构住宅各类干式节点体系，按梁柱主节点、柱脚节点、围护与支撑配套节点完成分类归纳，对比不同节点构造的装配便捷度、刚度特征、耗能机制与抗震失效模式；总结端板螺栓连接、插板式连接、摩擦耗能型连接、模块化箱体连接等主流节点的试验成果、数值分析结论与工程适用边界；针对当前节点存在的刚度匹配失衡、震后修复难度大、标准化模数缺失、室内梁柱外露影响居住体验等行业痛点展开剖析；结合高烈度区抗震设计要求、住宅 SI 分离工业化建造理念，指明可更换耗能干式节点、一体化隐藏式节点、模块化快速拼接节点为未来核心发展方向，为装配式钢结构住宅节点标准化设计、抗震性能优化与工业化成套技术研发提供完整文献参考与技术思路。

一、研究背景与研究意义

国家持续推进建筑工业化、绿色低碳建筑发展，装配式钢结构住宅凭借自重轻、构件工厂预制、施工扬尘噪音低、可循环回收、抗震基础性能优良等优势，成为城镇商品住宅、保障性住房的重点推广结构形式。

钢结构建筑整体受力依靠节点传递弯矩、剪力与轴力，节点构造的优劣直接左右结构安全储备。传统钢结构普遍采用现场全焊接节点，虽整体刚度充足，但现场动火作业量大、焊缝探伤检测流程繁琐，工期难以压缩；同时焊接残余应力易造成节点脆性破坏风险，难以适配住宅大批量快速建造的工业化目标。

干式连接依靠高强螺栓、插接件、摩擦构件等机械构造完成现场拼装，无需现场焊接，具备施工速度快、质量可控、拆装可逆、震后便于检修更换等优势，完美契合装配式住宅 “工厂预制、现场拼装” 的核心逻辑。但现阶段干式节点种类繁杂，不同构造形式的力学性能、适用层高、抗震表现差异较大，缺少系统性梳理对比；同时住宅建筑有室内空间平整、无突出梁柱、管线分离、可维修改造等特殊居住需求，普通工业建筑节点无法直接照搬应用。

基于上述产业与技术矛盾，该综述全面整合近二十年国内外试验、理论与工程案例文献，分类剖析各类干式节点体系，归纳现有技术短板并预判技术迭代路径，为住宅钢结构节点成套技术开发提供体系化参考。

二、装配式钢结构住宅干式节点体系分类及性能特征

文章按照受力功能将住宅钢结构节点划分为三大类：梁柱核心受力节点、柱脚锚固节点、围护 / 支撑附属连接节点，逐一梳理构造形式、装配工艺、力学表现。

（一）梁柱干式连接节点（研究核心）

1. 外伸端板高强螺栓连接节点行业应用最广泛的刚性干式节点。钢梁端部工厂焊接配套端板，现场通过大直径高强螺栓与钢柱翼缘拼接。弯矩依靠螺栓受拉、端板弯曲传递，剪力依靠螺栓摩擦承压承担。优势：工厂预制化程度高，现场装配操作简单，整体抗弯刚度高，适配中高层住宅框架结构；短板：端板与螺栓布置不当易出现应力集中，地震作用下易发生端板撕裂、螺栓滑移破坏，室内端板外凸占用装修空间。现有优化方案：加厚端板、增设加劲肋、采用狗骨式削弱梁端，引导塑性变形远离节点核心区，提升延性与耗能能力。
2. 插板式装配式连接节点专为矩形钢管混凝土柱住宅研发的隐藏式节点，在钢管柱对应梁位预设内置插板，钢梁翼缘直接插接后螺栓固定，柱身无需开设大量螺栓孔、无需内部横隔板。优势：无外凸构件，可实现梁柱与墙体齐平，解决住宅露梁露柱痛点，便于管线一体化分离；钢管内部混凝土浇筑通畅，施工容错率高；短板：节点初始刚度略低于端板连接，大震下插板易出现局部屈曲，多用于多层、小高层钢结构住宅。
3. T 件 / 角钢半刚性干式节点采用 T 形连接件、双角钢实现梁与柱铰接或半刚性连接，依靠连接件变形消耗地震能量。优势：构造简洁、耗材少、造价更低，节点具备一定转动变形能力，可优化整体内力分布；短板：抗弯承载力、初始刚度偏低，仅适用于低层住宅或次要受力框架。
4. 摩擦耗能型可更换节点新型韧性抗震节点，在梁端与柱之间增设摩擦耗能钢板、滑动阻尼构件，地震作用下依靠构件相对滑移摩擦耗散能量，塑性损伤集中于可拆卸耗能件，主体梁柱保持弹性。优势：抗震韧性优异，设防地震、罕遇地震后仅需更换耗能部件即可恢复建筑使用功能，契合高烈度地区住宅抗震设计标准；短板：构造复杂、加工成本偏高，目前规模化工程应用较少，是前沿研发方向。

（二）柱脚干式连接节点

分为外露式螺栓柱脚、外包混凝土埋入式干式柱脚两类，均采用预埋锚栓完成钢柱与基础拼接。

外露式柱脚装配速度快，但抗转动刚度偏弱，高烈度区需增设加劲肋；外包干式柱脚现场仅拼装模板、浇筑少量混凝土，兼顾刚度与耐久性，多用于高层装配式住宅。综述对比两类柱脚在往复荷载下的滑移、拔起失效机理，给出不同抗震烈度下选用建议。

（三）围护、支撑配套干式节点

包含墙板与钢框架连接件、钢支撑拼接节点、楼板搭接节点，全部采用螺栓、卡扣干式拼装，实现主体结构、围护墙体、楼板全装配化施工，满足住宅 SI 体系管线分离、后期墙体拆装改造需求。此类节点侧重安装便捷性，力学荷载较小，设计重点控制连接滑移与隔音缝隙。

三、不同节点体系抗震性能综合对比分析

综述汇总大量低周往复加载试验数据，以初始刚度、极限抗弯承载力、延性系数、滞回耗能能力、失效模式五大指标完成横向对比：

1. 刚性端板节点：刚度、承载力最优，但延性一般，易发生螺栓脆性破坏；
2. 插板式隐藏节点：综合性能均衡，延性适中，居住适配性最优；
3. 半刚性角钢 / T 件节点：耗能中等，刚度不足，仅低层适用；
4. 摩擦耗能可更换节点：滞回曲线饱满、耗能能力最强，震后可修复，抗震韧性最优，但造价、加工门槛高。
5. 失效规律总结：焊接节点多出现焊缝脆断；普通干式节点破坏集中于螺栓、连接板；耗能型节点可实现 “损伤可控、构件可换”，符合建筑抗震韧性发展趋势。
6. 同时文章指出，住宅钢结构不能单一追求高刚度，需平衡抗震安全与室内空间使用需求，隐藏式插板节点更适配住宅场景。

四、当前装配式钢结构住宅节点现存技术痛点

1. 标准化程度不足：节点构造依赖设计院单独设计，缺少统一模数、标准件系列，工厂预制难以批量量产，拉高加工成本；
2. 抗震与居住性存在矛盾：传统高强刚性节点构件外凸，影响室内装修、家具布置；隐藏式节点整体刚度偏弱，高烈度区应用受限；
3. 震后修复性差：多数常规干式节点塑性损伤集中于梁柱主体，大震后修复工程量大，无法快速恢复居住功能；
4. 配套体系不完整：节点、墙板、楼板、管线缺少一体化协同设计，拼装缝隙易出现隔音、渗漏问题；
5. 高层适配技术欠缺：现有干式节点试验多针对多层住宅，超高层钢结构住宅节点的抗侧、抗疲劳研究成果偏少。

五、节点体系未来技术发展趋势

1. 隐藏式一体化干式节点：优化插板、内套筒构造，实现梁柱与墙体平齐，兼顾高刚度与室内空间美观，成为中高层住宅主流应用类型；
2. 可更换耗能韧性节点：推广摩擦、金属屈服耗能构件，实现地震下损伤集中于可拆卸配件，满足 “中震可修、大震不倒” 的韧性住宅目标；
3. 标准化模数节点库：建立分层高、分抗震烈度的标准节点图集，统一螺栓规格、构件尺寸，实现构件通用互换，降低工业化建造成本；
4. 全系统协同节点技术：同步匹配围护墙板、集成管线、装配式楼板的连接构造，形成结构、装修、机电一体化成套装配体系；
5. 模块化箱体住宅专用节点：针对集装箱式模块化钢结构住宅，研发快速锁紧干式连接件，提升模块化住宅拼装效率与整体稳定性。

六、综述研究结论

1. 全干式机械连接节点是装配式钢结构住宅实现工业化快速建造的核心技术，可完全替代现场焊接工艺，综合施工、质量、环保优势显著；
2. 各类干式节点力学性能、适用场景区分明显：端板刚性节点适配高层框架，插板式隐藏节点适配多层商品住宅，摩擦耗能节点适配高烈度抗震韧性住宅；
3. 当前节点技术存在标准化缺失、居住性能与抗震性能难以兼顾、震后修复能力不足等短板，制约行业大范围推广；
4. 隐藏式构造、可更换耗能、标准化模数、多专业一体化协同是装配式钢结构住宅节点体系的核心研发方向，相关成果可为行业规范修订、住宅项目节点设计提供完整理论与试验依据。