论文部分内容阅读
摘 要:预制装配式混凝土结构能响应国家提出的节能减排、环境保护的理念制定绿色建筑施工方案,其现场湿作业少、生产效率高、构件质量好、建筑垃圾少,实现了节能、节地、节水、节材和环境保护“四节一环保”的绿色发展要求等优点,被国内外广泛采用。该种技术在建材与能源节约、构件质量以及使用性能方面与常规的建筑结构施工技术对比优势明显,但是结构构件节点连接方式的不科学,会对建筑结构施工造成不利影响,需要施工人员对于各类型的节点连接方式进行把握,以此在施工建设时应用效果最理想的连接方式。
关键词:装配式;节点连接;干连接;湿连接
随着社会经济的进步发展,建筑行业迎来了发展的新机遇,修建了大量的绿色建筑工程,其中装配式结构施工技术符合绿色建筑施工的要求,但是预制装配式结构节点规范还不健全,有待完善。现有的节点连接方式过于复杂、难以施工、局限性大、使用范围小、经济性差等的特点。新型节点连接形式及构造方法值得相关技术人员不断研究。全预制装配式结构是未来的发展趋势,节点连接要避免现场湿作业,因此,如何提高干式节点的延性也需要相关技术人员进行深入研究。
1 装配式建筑结构节点连接概况
预制装配式结构节点连接主要有梁柱连接、柱柱连接、墙墙水平连接等。从施工角度分为干连接和湿连接。湿连接湿连接通过在节点内现浇混凝土使各预制构件连接成整体的方式,在浇筑混凝土前预制构件预留钢筋或螺栓,通过焊接或机械连接在一起,最后浇筑混凝土,其整体性接近现浇混凝土结构。干连接是构件在工厂生产时预埋钢板或其他钢部件,通过焊接或螺栓连接。相较于湿连接,干连接构件之间连接较松散,整体性差,但工业化程度高,施工速度快。针对目前常用的预制装配式房屋的结构形式,本文总结了预制框架结构和剪力墙结构的节点连接方式。
2 节点连接方式分析
2.1 湿连接
运用湿连接的方式连接而成的建筑物,其建筑物的整体性能十分好,同时还能够达到与现浇式建筑同样效果的抗震性能和变形性能。我国在建筑施工中,施工的流程十分繁琐,工序比较多并且施工的技能不好掌握。所以在实际的施工湿连接方式运用得较少。
2.1.1 浆锚连接
浆锚连接技术是将搭接钢筋拉开一定距离后进行搭接的方式,连接钢筋的拉力通过剪力传递给灌浆料,再传递到灌浆料和周围混凝土之间的界面。即在混凝士中预埋波纹管,待混凝土达到要求的强度后,将钢筋穿入波纹管,再将高强度无收缩灌浆料灌入波纹管,以起到锚固钢筋的作用。锚固材料对钢筋的锚固力不仅与锚固材料和钢筋的握裹力有关,还与波纹管和锚固材料、波纹管和混凝土之间的连接有关[2]。浆锚连接有机械性能稳定、操作简单、易于填充带肋钢筋间隙的特点,适合竖向钢筋连接,包括剪力墙、框架柱等的连接[3]。
2.1.2 套筒连接
套筒连接技术是将下部结构的钢筋插入预埋的高强套筒内,然后注入高强灌浆料,通过套筒灌浆料与预埋钢筋的摩擦咬合来传力。套筒连接有不受钢筋种类限制、全方位连接、可预制施工、操作方便等特点,适用于受拉、受压双向作用力的各类构筑物和混凝土结构中的大直径钢筋连接施工。
2.1.3 现浇带连接
现浇带连接是在预制剪力墙或梁柱安装就位后,将预制构件的预留钢筋通过搭接等方式连接,然后现场浇筑混凝土成为一个整体。经验证,此方法的破坏形式与现浇节点的破坏形式基本相似,说明其抗震性能能够保证。但此方法也有缺点,节点核心区的钢筋锚固施工困难,且钢筋较多,混凝土浇筑不容易密实,从而降低了节点的安全性。
2.2 干连接
目前干连接方式具体包括焊接、钢吊架式、螺栓式、牛腿式等多种。
2.2.1 焊接连接
在焊接连接的过程中,焊接节点在消耗能量以及强度方面与现浇式建筑基本相似,但是焊接连接方式具有抗震效果不理想的弊端,与其它连接方式对比后可知未进行塑性铰的设置,所以应用该节点连接方式的建筑一旦遭遇地震,会使建筑物的承载能力降低,变形增大,容易发生结构破坏问题,进而会导致建筑物垮塌情况发生[2]。,但是我国有一大部分组合墙运用这种连接方式,比如说,秸秆混凝土—冷弯薄强型钢组合墙。
2.2.2 螺栓连接
螺栓连接施工方式,该方式在工程施工安装快速方便、操作简单。首先该法从受力形式上属于铰链接能产生塑性变形,但是由于螺栓孔的存在,使得构件界面被削弱,會使其承载力下降。其次该法构件精度及安装人员的水平要求较高,要求作业人员具有较强的技术能力,连接时要把握好精度,避免发生较大的连接误差或者构件受污染、破损情况,所以该种方式连接梁柱节点之后,建筑单位在后续的结构维修养护中成本较高,而且难度非常大。
2.2.3 托座式牛腿式梁柱连接节点
牛腿连接方式在装配式结构厂房中应用比较广泛,牛腿连接承载能力大较大,属于刚性节点,施工速度较快。牛腿连接方式,该方式又分为明牛腿连接和暗牛腿,明牛腿即就是在施工作业时要在建筑物的外部将连接点直接露出并进行连接,此种方式连接之后建筑结构的总体承载力较好,而且安装操作非常简单快捷,但是连接之后整体建筑的美观性较差。暗牛腿连接与明牛腿相比,此法在建筑美观性方面有所提高,连接处所占的空间位置较少,但削弱了托座的承载能力,为此会增加托座的配筋在实际是工程中受限较多。
3 结束语
装配式建筑物的建设,通过工厂生产预制、现场装配安装两大阶段缩短土建施工周期,减少工程建设人员,简化检修维护工作。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工,使装配式建筑走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。我国装配式结构发展迅速,其连接方式多种多样,通过对预制装配式节点研究现状的总结,发现目前我国预制装配式结构的一些问题。主要表现为建筑模数不统一,节点连接方式不够可靠,与国际水平差距明显。这些问题暂时制约着我国预制装配式结构的发展,本文在总结已有结构连接方式的前提下总结出了存在的问题,为预制装配式结构进一步发展增添新的机遇。
参考文献
[1]陈建伟,苏幼坡.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].世界地震工程,2013,29(1):38-48.
[2]汪和龙,刘海洋,张祖泷.模块化变电站装配式建筑物全螺栓连接研究[J].建设科技,2018(03):84-86.
[3] 庄玉海,叶森,曾文建,等.预制装配整体式混凝土结构梁柱节点技术[J].广州建筑,2011,39(6):11-14.
[4]黎晓锋.变电站中装配式建筑物的应用实践[J].科技风,2016(12):129.[3]吴丽华,陶燕,窦军,董年才.装配式刚性连墙件系统构造及施工[J].施工技术,2012,41(17):73-77.
[5] Y.C.Loo,B.Z.Yao.Static and repeated load test on precastconcrete beam -to -column connection [J].Journalofprecast/prestressed Concrete Institute,1995,40(2):106-115.
(作者单位:淄博职业学院 建筑工程学院)
关键词:装配式;节点连接;干连接;湿连接
随着社会经济的进步发展,建筑行业迎来了发展的新机遇,修建了大量的绿色建筑工程,其中装配式结构施工技术符合绿色建筑施工的要求,但是预制装配式结构节点规范还不健全,有待完善。现有的节点连接方式过于复杂、难以施工、局限性大、使用范围小、经济性差等的特点。新型节点连接形式及构造方法值得相关技术人员不断研究。全预制装配式结构是未来的发展趋势,节点连接要避免现场湿作业,因此,如何提高干式节点的延性也需要相关技术人员进行深入研究。
1 装配式建筑结构节点连接概况
预制装配式结构节点连接主要有梁柱连接、柱柱连接、墙墙水平连接等。从施工角度分为干连接和湿连接。湿连接湿连接通过在节点内现浇混凝土使各预制构件连接成整体的方式,在浇筑混凝土前预制构件预留钢筋或螺栓,通过焊接或机械连接在一起,最后浇筑混凝土,其整体性接近现浇混凝土结构。干连接是构件在工厂生产时预埋钢板或其他钢部件,通过焊接或螺栓连接。相较于湿连接,干连接构件之间连接较松散,整体性差,但工业化程度高,施工速度快。针对目前常用的预制装配式房屋的结构形式,本文总结了预制框架结构和剪力墙结构的节点连接方式。
2 节点连接方式分析
2.1 湿连接
运用湿连接的方式连接而成的建筑物,其建筑物的整体性能十分好,同时还能够达到与现浇式建筑同样效果的抗震性能和变形性能。我国在建筑施工中,施工的流程十分繁琐,工序比较多并且施工的技能不好掌握。所以在实际的施工湿连接方式运用得较少。
2.1.1 浆锚连接
浆锚连接技术是将搭接钢筋拉开一定距离后进行搭接的方式,连接钢筋的拉力通过剪力传递给灌浆料,再传递到灌浆料和周围混凝土之间的界面。即在混凝士中预埋波纹管,待混凝土达到要求的强度后,将钢筋穿入波纹管,再将高强度无收缩灌浆料灌入波纹管,以起到锚固钢筋的作用。锚固材料对钢筋的锚固力不仅与锚固材料和钢筋的握裹力有关,还与波纹管和锚固材料、波纹管和混凝土之间的连接有关[2]。浆锚连接有机械性能稳定、操作简单、易于填充带肋钢筋间隙的特点,适合竖向钢筋连接,包括剪力墙、框架柱等的连接[3]。
2.1.2 套筒连接
套筒连接技术是将下部结构的钢筋插入预埋的高强套筒内,然后注入高强灌浆料,通过套筒灌浆料与预埋钢筋的摩擦咬合来传力。套筒连接有不受钢筋种类限制、全方位连接、可预制施工、操作方便等特点,适用于受拉、受压双向作用力的各类构筑物和混凝土结构中的大直径钢筋连接施工。
2.1.3 现浇带连接
现浇带连接是在预制剪力墙或梁柱安装就位后,将预制构件的预留钢筋通过搭接等方式连接,然后现场浇筑混凝土成为一个整体。经验证,此方法的破坏形式与现浇节点的破坏形式基本相似,说明其抗震性能能够保证。但此方法也有缺点,节点核心区的钢筋锚固施工困难,且钢筋较多,混凝土浇筑不容易密实,从而降低了节点的安全性。
2.2 干连接
目前干连接方式具体包括焊接、钢吊架式、螺栓式、牛腿式等多种。
2.2.1 焊接连接
在焊接连接的过程中,焊接节点在消耗能量以及强度方面与现浇式建筑基本相似,但是焊接连接方式具有抗震效果不理想的弊端,与其它连接方式对比后可知未进行塑性铰的设置,所以应用该节点连接方式的建筑一旦遭遇地震,会使建筑物的承载能力降低,变形增大,容易发生结构破坏问题,进而会导致建筑物垮塌情况发生[2]。,但是我国有一大部分组合墙运用这种连接方式,比如说,秸秆混凝土—冷弯薄强型钢组合墙。
2.2.2 螺栓连接
螺栓连接施工方式,该方式在工程施工安装快速方便、操作简单。首先该法从受力形式上属于铰链接能产生塑性变形,但是由于螺栓孔的存在,使得构件界面被削弱,會使其承载力下降。其次该法构件精度及安装人员的水平要求较高,要求作业人员具有较强的技术能力,连接时要把握好精度,避免发生较大的连接误差或者构件受污染、破损情况,所以该种方式连接梁柱节点之后,建筑单位在后续的结构维修养护中成本较高,而且难度非常大。
2.2.3 托座式牛腿式梁柱连接节点
牛腿连接方式在装配式结构厂房中应用比较广泛,牛腿连接承载能力大较大,属于刚性节点,施工速度较快。牛腿连接方式,该方式又分为明牛腿连接和暗牛腿,明牛腿即就是在施工作业时要在建筑物的外部将连接点直接露出并进行连接,此种方式连接之后建筑结构的总体承载力较好,而且安装操作非常简单快捷,但是连接之后整体建筑的美观性较差。暗牛腿连接与明牛腿相比,此法在建筑美观性方面有所提高,连接处所占的空间位置较少,但削弱了托座的承载能力,为此会增加托座的配筋在实际是工程中受限较多。
3 结束语
装配式建筑物的建设,通过工厂生产预制、现场装配安装两大阶段缩短土建施工周期,减少工程建设人员,简化检修维护工作。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工,使装配式建筑走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。我国装配式结构发展迅速,其连接方式多种多样,通过对预制装配式节点研究现状的总结,发现目前我国预制装配式结构的一些问题。主要表现为建筑模数不统一,节点连接方式不够可靠,与国际水平差距明显。这些问题暂时制约着我国预制装配式结构的发展,本文在总结已有结构连接方式的前提下总结出了存在的问题,为预制装配式结构进一步发展增添新的机遇。
参考文献
[1]陈建伟,苏幼坡.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J].世界地震工程,2013,29(1):38-48.
[2]汪和龙,刘海洋,张祖泷.模块化变电站装配式建筑物全螺栓连接研究[J].建设科技,2018(03):84-86.
[3] 庄玉海,叶森,曾文建,等.预制装配整体式混凝土结构梁柱节点技术[J].广州建筑,2011,39(6):11-14.
[4]黎晓锋.变电站中装配式建筑物的应用实践[J].科技风,2016(12):129.[3]吴丽华,陶燕,窦军,董年才.装配式刚性连墙件系统构造及施工[J].施工技术,2012,41(17):73-77.
[5] Y.C.Loo,B.Z.Yao.Static and repeated load test on precastconcrete beam -to -column connection [J].Journalofprecast/prestressed Concrete Institute,1995,40(2):106-115.
(作者单位:淄博职业学院 建筑工程学院)