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【摘 要】 本文通过对装配式混凝土结构进行分析,并提出一些措施,期望能更好的促进装配式混凝土结构的完善。
【关键词】 预制装配式;结构体系;节点技术
引言:
装配整体式混凝土结构是以预制混凝土构件为卞要构件,经装配和连接并与现场浇筑的混凝土形成整体的装配式结构。其特点是装配与现浇共存。相比传统的建造方式而言,预制构件工厂化生产效率提高,现场湿作业量减少,从而实现}J约资源和环境保护的要求。但是由于预制构件的约束条件多而复杂,同时存在现场装与现浇交义作业,质量控制难度更人,尤其是构配件之间的连接和关联、构件与现浇部位的连接与关联对质量有着直接影响。上世纪纪80-90年代的“预制人板建筑”就失败在质量上,渗、漏、裂等问题引起居民不满,致命点就是预制板的点部位往往形成渗漏死穴。因此,对于装配整体式混凝土结构的应用与推广,其质量控制与管理不容忽视,在工程诸多方而的管理中,应将质量管理作为关键和核心。
一、装配式住宅建筑施工技术的发展前景
目前建筑行業已经迅速发展成我国经济的支柱产业,随着建筑行业的发展,虽然带来了经济的增长,在国民经济的发展中有着举足轻重的作用,但是近几年来持续的大幅度的发展也挑战着节能环保、资源紧缺等问题。同时随着劳动力不足,人工成本不断攀升的趋势,着实为建筑业的发展带来了一定的困难。目前的建筑行业存在的现状是,开发商要求用最短的工期完成建筑施工,百姓要求工程建设质量符合标准,人们对建筑的质量要求越来越高。但是由于劳动力不足,工期的不可控因素就会加大,导致目前很多建筑企业存在这样的发展困境,投资周期长,成本高,利润低,建筑发展遇到瓶颈。政府和建筑企业都在努力探索改善劳动工具、改变劳动方式,依靠机械化和自动化来缩短建筑周期、提高效率的工业化建筑模式。近几年,国家大力扶持和发展了装配式住宅建筑,使混凝土装配式住宅建筑得到了惊人的发展。混凝土装配式住宅,结构功能合理,体型简单,装配式程度较高,符合装配式生产模式并且可以大规模的复制,同时其抗震受力体系也能满足装配式预制剪力墙的要求,在住宅建筑中得到了大力推广。例如万科的混凝土装配式住宅已经达100多万平方米。随着可持续发展、生态保护的社会发展需求,装配式建筑具有较好的社会效益和经济效益将成为建筑行业发展的必然趋势。
二、装配式混凝土结构的分类和特点
装配整体式混凝土结构是目前我国装配式混凝土结构的主要结构形式,装配整体式混凝土结构的连接节点钢筋采用胶锚连接、浆锚连接、间接搭接、机械连接、焊接连接或其它连接方式,通过后浇混凝土或灌浆使预制构件具有可靠传力和承载要求的混凝土结构,可分为装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式框剪结构、等同现浇装配式混凝土结构(见图1)(装配式混凝土结构具有以下特点:预制构件工业化制作,构件尺寸精度高,质量较易控制;成型模具和生产设备固定,可重复使用,节约资源和能源;现场装配和连接,施工方便,模板和现浇混凝土作业很少,采用预制及半预制形式,现场湿作业大大减少,有利于环境保护和减少施工扰民,更可以减少材料和能源浪费;建造速度快,对周围生活工作影响小,劳动力资源投入减少;机械化程度高,与传统建造技术相比,质量控制由分散转为集中,质量较易控制。
三、装配式混凝土结构设计
(一)预制柱吊装
在进行标准层构件吊装施工之前,应先完成上一层非标准层的现浇施工,在进行上一层非标准层现浇施工时应将下一层标准层构件安装时所需要的预埋件(连接、斜撑等预埋件)定位预埋好;拆模之后对柱子处伸出的连接钢筋进行校正,并进行放线以对预制柱进行安装位置定位;再在柱头处均匀放置垫片,以控制预制柱高程;然后在预制柱上端以样板绘制柱头梁位线,以对梁进行定位;之后将预制柱上的斜撑固定座进行锁定,以便吊装后可以直接连接斜撑杆;在预制柱底端处搁置软性垫片,以保护预制柱底部混凝土在起吊时不被破坏,连接灌浆套筒不被破坏;在即将吊装的预制柱的安装部位,沿放线搁置一圈坐垫砂浆(坐垫砂浆的性能参见《装配式混凝土结构技术规程》中坐垫砂浆性能要求),用以封实预制柱吊装之后的下部缝隙;一切准备工作完成后进行预制柱子起吊安装,起吊安装过程中禁止出现大幅度晃动,到达安装位置上方约0.5m处之后旋转柱子到正确方位,待柱子不晃动之后慢慢垂直下放,将斜撑杆与预制柱上的斜撑固定座锁紧(至少两个相互垂直的斜撑,斜撑最佳角度55°),然后使用防风型垂直尺测量预制柱的垂直偏差值,再以斜撑调整预制柱的垂直度,调整至符合要求,确保斜撑锁紧之后再取掉吊钩,按照以上步骤将该层所有预制柱起吊安装到位。在该层所有预制柱起吊安装到位之后,采用专业工厂生产的单组份水泥基灌浆料进行灌浆(灌浆料的性能参见《装配式混凝土结构技术规程》钢筋浆锚搭接连接用灌浆料性能要求),在灌浆洞口封堵之后还应继续灌浆,保持灌浆套筒内压强,以确保灌浆套筒内灌浆料密实;按此方法对该层所有预制柱进行灌浆。
(二)吊装工艺
首先将接驳器安装在预制装配式混凝土墙板中,并在吊装过程中选择采用多功能吊运钢梁。之前使用的施工办法是通过塔吊进行吊装。不是所有预制装配式混凝土构件吊装都适合使用这种方法,构件不一样,对其进行吊装时两侧钢丝绳的吊点也有很大区别,浪费很多时间。多功能吊运钢梁的吊耳板能按照预制装配式混凝土构件各个起吊点位置对称于主梁中心线将吊点进行模数化安装。按照各种类型的构件,多功能吊运钢梁仅仅需要对吊点进行更换,只通过一种吊具就能吊装不同类型的构件,有很多优点,比如提升劳动效率"减少吊装时间以及降低成本,通用性突出(图2)。
(三)节点的受力性能
预制装配式混凝土结构的受力性能与传统现浇混凝土结构受力性能相比,最根本的区别是构件节点的连接。预制装配式混凝土结构的梁、柱现浇节点受力性能和传统的现浇混凝土结构差不多,整体性好,耗能能力和岩性好如图2所示:在低周反复荷载的作用下,预制装配式框架梁、柱节点梁端滞回曲线滞回环饱满,滞回环包围的面积随着加载点位移的变化而变化,加载点位移越大,滞回环包围的面积越大,体现该结构的抗震耗能能力较好。满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点、强锚固”的抗震设计要求和延性设计要求此外,有关研究表明,对结构适当施加预应力有助于提高节点抗剪强度。 梁、柱干連接节点与现浇节点相比,整体性较差,需通过设置牛腿、灌装、预埋件焊接等措施形成刚节点。梁、柱干连接方式有优势也有劣势,优势是这种连接竖向承载力较好,劣势是反复地震荷载作用下,该连接的焊缝处易发生脆性破坏,耗散性能不好.抗震能力较差。
(四)外墙保温材料与混凝土墙板的连接
预制混凝土外墙保温材料与混凝土墙板的连接,其连接件应注意避免形成冷桥,宜采用玻璃纤维、PF等非金属材料。对于规模生产的预制件,应要求厂家提供卞体传热系数的测试数据。由于预制外墙为保温一体化的建筑构件,当其与梁、板、柱等其它建筑构件连接时,连接处作为确保外保温连续的关键环y,宜采取处理措施,避免此处形成冷桥,产生内部结露,抵消预制外墙的保温性能。
(五)预制构件与现浇结构连接质量控制要点
⑴预制构件的接头和拼缝处混凝土或砂浆的强度及收缩性能应符合设计要求。⑵预制梁、柱混凝土强度等级不同时,预制梁柱节点区混凝土应按强度等级高的混凝土浇筑。⑶构件接缝混凝土浇筑和振捣应采取措施防止模板、相连接构件、钢筋、预埋件及其定位件移位。⑷预制构件接缝处混凝土浇筑时,连接节点处混凝土应加密振捣点,并适当延长振捣时间。⑸构件接缝混凝土浇筑完成后可采取洒水、覆膜、喷涂养护剂等养护方式,现场养护时间不宜少于14d。⑹预制楼梯与现浇梁板采用预埋件焊接连接时,应先施工梁板,后放置、焊接楼梯;采用锚固钢筋连接时,应先放置楼梯,后施工梁板。
四、结束语
预制装配式混凝土结构的研究目前已取得一定程度的进展,但仍然存在很多缺陷,关键技术不够完善、不系统,缺乏相关的技术标准和集成技术支撑规模化应用,规模化的推广受到了限制。预制装配式混凝土结构如今已经迎来了良好的发展机遇,具备了内外条件:建设资源节约型、环境友好型的社会发展要求;预制装配式混凝土结构可较大地缩短施工工期,减少施工模板、钢筋、混凝土量和劳动力资源,可应对劳动力成本上升的问题,提高资全的使用效率;预制装配式混凝土结构现场装配、连接,可以避免现浇施工对周边环境造成的影响,噪声、灰尘和建筑废弃物也有所减少,有利于保护环境。
参考文献:
[1]马琳皓.预制装配式混凝土外墙施工技术[J].四川建筑科学研究,2014,05:330-332.
[2]洪琪.装配式混凝土结构施工监理过程中的质量控制[J].安徽建筑,2014,04:186+207.
[3]王晓锋,蒋勤俭,赵勇.装配式混凝土结构施工验收的主要规范规定解析[J].施工技术,2014,22:1-4+25.
[4]车大桥,张勇.装配式混凝土结构精简施工技术[J].住宅产业,2014,09:50-53.
【关键词】 预制装配式;结构体系;节点技术
引言:
装配整体式混凝土结构是以预制混凝土构件为卞要构件,经装配和连接并与现场浇筑的混凝土形成整体的装配式结构。其特点是装配与现浇共存。相比传统的建造方式而言,预制构件工厂化生产效率提高,现场湿作业量减少,从而实现}J约资源和环境保护的要求。但是由于预制构件的约束条件多而复杂,同时存在现场装与现浇交义作业,质量控制难度更人,尤其是构配件之间的连接和关联、构件与现浇部位的连接与关联对质量有着直接影响。上世纪纪80-90年代的“预制人板建筑”就失败在质量上,渗、漏、裂等问题引起居民不满,致命点就是预制板的点部位往往形成渗漏死穴。因此,对于装配整体式混凝土结构的应用与推广,其质量控制与管理不容忽视,在工程诸多方而的管理中,应将质量管理作为关键和核心。
一、装配式住宅建筑施工技术的发展前景
目前建筑行業已经迅速发展成我国经济的支柱产业,随着建筑行业的发展,虽然带来了经济的增长,在国民经济的发展中有着举足轻重的作用,但是近几年来持续的大幅度的发展也挑战着节能环保、资源紧缺等问题。同时随着劳动力不足,人工成本不断攀升的趋势,着实为建筑业的发展带来了一定的困难。目前的建筑行业存在的现状是,开发商要求用最短的工期完成建筑施工,百姓要求工程建设质量符合标准,人们对建筑的质量要求越来越高。但是由于劳动力不足,工期的不可控因素就会加大,导致目前很多建筑企业存在这样的发展困境,投资周期长,成本高,利润低,建筑发展遇到瓶颈。政府和建筑企业都在努力探索改善劳动工具、改变劳动方式,依靠机械化和自动化来缩短建筑周期、提高效率的工业化建筑模式。近几年,国家大力扶持和发展了装配式住宅建筑,使混凝土装配式住宅建筑得到了惊人的发展。混凝土装配式住宅,结构功能合理,体型简单,装配式程度较高,符合装配式生产模式并且可以大规模的复制,同时其抗震受力体系也能满足装配式预制剪力墙的要求,在住宅建筑中得到了大力推广。例如万科的混凝土装配式住宅已经达100多万平方米。随着可持续发展、生态保护的社会发展需求,装配式建筑具有较好的社会效益和经济效益将成为建筑行业发展的必然趋势。
二、装配式混凝土结构的分类和特点
装配整体式混凝土结构是目前我国装配式混凝土结构的主要结构形式,装配整体式混凝土结构的连接节点钢筋采用胶锚连接、浆锚连接、间接搭接、机械连接、焊接连接或其它连接方式,通过后浇混凝土或灌浆使预制构件具有可靠传力和承载要求的混凝土结构,可分为装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式框剪结构、等同现浇装配式混凝土结构(见图1)(装配式混凝土结构具有以下特点:预制构件工业化制作,构件尺寸精度高,质量较易控制;成型模具和生产设备固定,可重复使用,节约资源和能源;现场装配和连接,施工方便,模板和现浇混凝土作业很少,采用预制及半预制形式,现场湿作业大大减少,有利于环境保护和减少施工扰民,更可以减少材料和能源浪费;建造速度快,对周围生活工作影响小,劳动力资源投入减少;机械化程度高,与传统建造技术相比,质量控制由分散转为集中,质量较易控制。
三、装配式混凝土结构设计
(一)预制柱吊装
在进行标准层构件吊装施工之前,应先完成上一层非标准层的现浇施工,在进行上一层非标准层现浇施工时应将下一层标准层构件安装时所需要的预埋件(连接、斜撑等预埋件)定位预埋好;拆模之后对柱子处伸出的连接钢筋进行校正,并进行放线以对预制柱进行安装位置定位;再在柱头处均匀放置垫片,以控制预制柱高程;然后在预制柱上端以样板绘制柱头梁位线,以对梁进行定位;之后将预制柱上的斜撑固定座进行锁定,以便吊装后可以直接连接斜撑杆;在预制柱底端处搁置软性垫片,以保护预制柱底部混凝土在起吊时不被破坏,连接灌浆套筒不被破坏;在即将吊装的预制柱的安装部位,沿放线搁置一圈坐垫砂浆(坐垫砂浆的性能参见《装配式混凝土结构技术规程》中坐垫砂浆性能要求),用以封实预制柱吊装之后的下部缝隙;一切准备工作完成后进行预制柱子起吊安装,起吊安装过程中禁止出现大幅度晃动,到达安装位置上方约0.5m处之后旋转柱子到正确方位,待柱子不晃动之后慢慢垂直下放,将斜撑杆与预制柱上的斜撑固定座锁紧(至少两个相互垂直的斜撑,斜撑最佳角度55°),然后使用防风型垂直尺测量预制柱的垂直偏差值,再以斜撑调整预制柱的垂直度,调整至符合要求,确保斜撑锁紧之后再取掉吊钩,按照以上步骤将该层所有预制柱起吊安装到位。在该层所有预制柱起吊安装到位之后,采用专业工厂生产的单组份水泥基灌浆料进行灌浆(灌浆料的性能参见《装配式混凝土结构技术规程》钢筋浆锚搭接连接用灌浆料性能要求),在灌浆洞口封堵之后还应继续灌浆,保持灌浆套筒内压强,以确保灌浆套筒内灌浆料密实;按此方法对该层所有预制柱进行灌浆。
(二)吊装工艺
首先将接驳器安装在预制装配式混凝土墙板中,并在吊装过程中选择采用多功能吊运钢梁。之前使用的施工办法是通过塔吊进行吊装。不是所有预制装配式混凝土构件吊装都适合使用这种方法,构件不一样,对其进行吊装时两侧钢丝绳的吊点也有很大区别,浪费很多时间。多功能吊运钢梁的吊耳板能按照预制装配式混凝土构件各个起吊点位置对称于主梁中心线将吊点进行模数化安装。按照各种类型的构件,多功能吊运钢梁仅仅需要对吊点进行更换,只通过一种吊具就能吊装不同类型的构件,有很多优点,比如提升劳动效率"减少吊装时间以及降低成本,通用性突出(图2)。
(三)节点的受力性能
预制装配式混凝土结构的受力性能与传统现浇混凝土结构受力性能相比,最根本的区别是构件节点的连接。预制装配式混凝土结构的梁、柱现浇节点受力性能和传统的现浇混凝土结构差不多,整体性好,耗能能力和岩性好如图2所示:在低周反复荷载的作用下,预制装配式框架梁、柱节点梁端滞回曲线滞回环饱满,滞回环包围的面积随着加载点位移的变化而变化,加载点位移越大,滞回环包围的面积越大,体现该结构的抗震耗能能力较好。满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点、强锚固”的抗震设计要求和延性设计要求此外,有关研究表明,对结构适当施加预应力有助于提高节点抗剪强度。 梁、柱干連接节点与现浇节点相比,整体性较差,需通过设置牛腿、灌装、预埋件焊接等措施形成刚节点。梁、柱干连接方式有优势也有劣势,优势是这种连接竖向承载力较好,劣势是反复地震荷载作用下,该连接的焊缝处易发生脆性破坏,耗散性能不好.抗震能力较差。
(四)外墙保温材料与混凝土墙板的连接
预制混凝土外墙保温材料与混凝土墙板的连接,其连接件应注意避免形成冷桥,宜采用玻璃纤维、PF等非金属材料。对于规模生产的预制件,应要求厂家提供卞体传热系数的测试数据。由于预制外墙为保温一体化的建筑构件,当其与梁、板、柱等其它建筑构件连接时,连接处作为确保外保温连续的关键环y,宜采取处理措施,避免此处形成冷桥,产生内部结露,抵消预制外墙的保温性能。
(五)预制构件与现浇结构连接质量控制要点
⑴预制构件的接头和拼缝处混凝土或砂浆的强度及收缩性能应符合设计要求。⑵预制梁、柱混凝土强度等级不同时,预制梁柱节点区混凝土应按强度等级高的混凝土浇筑。⑶构件接缝混凝土浇筑和振捣应采取措施防止模板、相连接构件、钢筋、预埋件及其定位件移位。⑷预制构件接缝处混凝土浇筑时,连接节点处混凝土应加密振捣点,并适当延长振捣时间。⑸构件接缝混凝土浇筑完成后可采取洒水、覆膜、喷涂养护剂等养护方式,现场养护时间不宜少于14d。⑹预制楼梯与现浇梁板采用预埋件焊接连接时,应先施工梁板,后放置、焊接楼梯;采用锚固钢筋连接时,应先放置楼梯,后施工梁板。
四、结束语
预制装配式混凝土结构的研究目前已取得一定程度的进展,但仍然存在很多缺陷,关键技术不够完善、不系统,缺乏相关的技术标准和集成技术支撑规模化应用,规模化的推广受到了限制。预制装配式混凝土结构如今已经迎来了良好的发展机遇,具备了内外条件:建设资源节约型、环境友好型的社会发展要求;预制装配式混凝土结构可较大地缩短施工工期,减少施工模板、钢筋、混凝土量和劳动力资源,可应对劳动力成本上升的问题,提高资全的使用效率;预制装配式混凝土结构现场装配、连接,可以避免现浇施工对周边环境造成的影响,噪声、灰尘和建筑废弃物也有所减少,有利于保护环境。
参考文献:
[1]马琳皓.预制装配式混凝土外墙施工技术[J].四川建筑科学研究,2014,05:330-332.
[2]洪琪.装配式混凝土结构施工监理过程中的质量控制[J].安徽建筑,2014,04:186+207.
[3]王晓锋,蒋勤俭,赵勇.装配式混凝土结构施工验收的主要规范规定解析[J].施工技术,2014,22:1-4+25.
[4]车大桥,张勇.装配式混凝土结构精简施工技术[J].住宅产业,2014,09:50-53.