王欣　王雪松

【摘 要】當(dāng)前，隨著我國建筑工業(yè)化的發(fā)展，不斷推行工廠化、裝配化、標(biāo)準(zhǔn)化的建造方式，建造了大批預(yù)制裝配式單層工業(yè)廠房。20世紀(jì)90年代開始，我國引進(jìn)裝配式大板居住建筑技術(shù)，并建立規(guī)范體系，但是工程技術(shù)人員仍然對裝配式體系持審慎態(tài)度。隨著可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能環(huán)保要求的不斷提升、勞動力成本持續(xù)增加，以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系為代表的建筑工業(yè)化得到了越來越多的重視，其應(yīng)用逐漸升溫。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式；混凝土結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點包括： 節(jié)約勞動力成本、減少施工現(xiàn)場噪聲粉塵污染、縮短工期、產(chǎn)品質(zhì)量控制較好、生產(chǎn)效率高、材料利用率高，并且工廠化生產(chǎn)使得廢水、廢料的控制和再生利用容易實現(xiàn)，某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以重復(fù)利用。

一、預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的特點

預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比具有以下特點：

（1）施工方便，模板和現(xiàn)澆混凝土作業(yè)很少，預(yù)制梁板無需支撐，疊合梁板模板很少。采用預(yù)制及半預(yù)制形式，現(xiàn)場高空施作業(yè)大大減少，有利于環(huán)境保護(hù)和減少施工擾民，更可以減少材料和能源浪費。

（2）建造速度快，對周圍生活工作影響小。采用預(yù)制裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)可使長期存在的噪聲、粉塵污染等問題迎刃而解。

（3）建筑的尺寸符合模數(shù)要求，建筑構(gòu)件較標(biāo)準(zhǔn)，具有較大的適應(yīng)性。

（4）預(yù)制結(jié)構(gòu)工期短，投資回收快。通過預(yù)制和裝配式生產(chǎn)方式，減少了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的支模、拆模和混凝土養(yǎng)護(hù)等時間，可大幅度減少建造周期，減少現(xiàn)場施工及管理人員數(shù)量，大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)應(yīng)用

（一）鋼筋連接方式

（1）套筒連接

套筒連接技術(shù)是將連接鋼筋插入帶有凹凸槽的高強(qiáng)套筒內(nèi)，然后注入高強(qiáng)灌漿料，通過套筒內(nèi)側(cè)的凹凸槽和變形鋼筋的凹凸紋之間的灌漿料來傳力。最新的套筒連接方式是將套筒一端的連接鋼筋在預(yù)制廠通過螺紋完成機(jī)械連接，另一端鋼筋在現(xiàn)場通過灌漿連接。另外，還能夠采用套筒方式對預(yù)制剪力墻的豎向鋼筋進(jìn)行連接，并與現(xiàn)澆剪力墻抗震性能進(jìn)行了對比試驗研究，結(jié)果表明，采用此套筒連接的剪力墻能夠有效傳遞豎向鋼筋應(yīng)力，破壞形態(tài)和現(xiàn)澆試件的相同。

（2）漿錨連接

漿錨連接技術(shù)是將搭接鋼筋拉開一定距離后進(jìn)行搭接的方式，連接鋼筋的拉力通過剪力傳遞給灌漿料，再傳遞到灌漿料和周圍混凝土之間的界面。利用插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋搭接連接的方法，針對該方法，進(jìn)行了不同配箍率對鋼筋搭接長度影響的試驗研究，結(jié)果表明，對搭接鋼筋配置螺旋箍筋約束可有效降低其搭接長度。

（3）機(jī)械連接

機(jī)械連接技術(shù)是通過鋼筋與連接件的機(jī)械咬合作用或鋼筋端面的承壓作用，將一根鋼筋中的力傳遞至另一根鋼筋的連接方法。我國常用的鋼筋機(jī)械接頭有套筒擠壓接頭、錐螺紋接頭、鐓粗直螺紋接頭、熔融金屬充填接頭等，在《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》JGJ107—2010中均有對相關(guān)連接方法及參數(shù)的規(guī)定。

（二）梁、柱節(jié)點的構(gòu)造方式

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱節(jié)點連接方式有：后澆整體式連接、螺栓連接、焊接連接、牛腿連接、預(yù)應(yīng)力拼接和不同方式混合連接。從施工工藝來看，梁、柱節(jié)點連接方式分為現(xiàn)澆連接和干連接。現(xiàn)澆連接在現(xiàn)場仍有一定程度濕作業(yè)，其結(jié)構(gòu)的整體性和受力性能更好；干連接在現(xiàn)場無濕作業(yè)，其工業(yè)化程度高，更大程度地節(jié)省勞動力，縮短施工周期且更加節(jié)能環(huán)保。

（1）梁、柱節(jié)點現(xiàn)澆連接

由工廠生產(chǎn)梁、柱構(gòu)件，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場裝配，梁、柱構(gòu)件的節(jié)點連接依靠現(xiàn)澆技術(shù)支持的連接方式為現(xiàn)澆連接?，F(xiàn)澆連接含預(yù)應(yīng)力整澆和傳統(tǒng)現(xiàn)澆連接兩種方式，預(yù)應(yīng)力整澆采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，改善梁、柱現(xiàn)澆連接結(jié)構(gòu)的受力性能，比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆連接更具有優(yōu)越性，包括全預(yù)應(yīng)力節(jié)點、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力節(jié)點和部分預(yù)應(yīng)力節(jié)點。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力節(jié)點的組成如圖1所示，含：預(yù)制混凝土柱—1，左右預(yù)制混凝土梁—2、3，預(yù)制混凝土柱主筋—4，預(yù)制混凝土梁的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋—5、6、7、8，左預(yù)制混凝土梁中的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其右端形成連接部，其左端與張拉端錨具相連接；右預(yù)制混凝土梁中的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其左端形成連接部，其右端與張拉端錨具相連接；緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋6的連接部與緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋8的連接部通過連接器—9相連接，1與2、3連接成一體—10。這種結(jié)構(gòu)體系的特點是裝配化程度高、抗震能力好、容易施工操作。

（2）梁、柱節(jié)點干連接

由工廠生產(chǎn)梁、柱構(gòu)件及其連接件，在施工現(xiàn)場將其裝配而成的連接方式為干連接。干連接主要有干式剛性企口連接、牛腿連接、BBC連接、BSF連接等，通過牛腿或剪力件將梁、柱連接為一個整體，工廠生產(chǎn)的梁、柱連接件起到節(jié)點的受力作用受力。

干式剛性企口連接是一種新型的梁、柱節(jié)點干連接方式，如圖2所示：為保護(hù)節(jié)點核心區(qū)的受力性能及更好地設(shè)置預(yù)埋鋼板焊接，位于短懸臂梁上的暗牛腿將連接部位移離柱邊的一定位置處。干式剛性企口連接節(jié)點的承載能力與現(xiàn)澆梁、柱節(jié)點相似，延性與現(xiàn)澆梁、柱節(jié)點的延性相當(dāng)。

牛腿連接因為對建筑空間的要求較高，而且不美觀，所以一般不用于民用建筑，多數(shù)用于工業(yè)建筑的廠房。

三、預(yù)制裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，預(yù)制裝配整體式廠房結(jié)構(gòu)體系的研究、應(yīng)用，推廣工作將不斷深化。下面介紹預(yù)制裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用推廣性能。

（1）某工程一期共15幢，每幢廠房為8連跨，跨度為21米，每跨為20間，開間為6米，采用現(xiàn)澆柱，預(yù)制梁、預(yù)制板、預(yù)制衡車梁、預(yù)制天溝、預(yù)制鋼現(xiàn)澆柱間支撐和梁間支撐等，其中梁的支撐布置為所有邊跨，伸縮縫邊跨及第三跨和中間跨均設(shè)置梁間鋼桁架支撐梁，其他每跨均設(shè)置梁間鋼拉桿。它在預(yù)制施工和在吊裝過程中發(fā)現(xiàn)有不足之處，如在預(yù)制構(gòu)件平面布置時場地內(nèi)平面不夠用，若全部預(yù)制構(gòu)件均在場內(nèi)預(yù)制時，吊車行過道路不通暢，部分預(yù)制構(gòu)件必須場內(nèi)二次運輸，增加施工工期和吊裝成本。從整體室內(nèi)效果看梁和柱間的鋼支撐梁布置比較密，以上問題通過設(shè)計人員的反復(fù)計算和優(yōu)化組合及抗震試驗，提出了新的更合理的設(shè)計方案。在原設(shè)計基礎(chǔ)上減少梁柱之間桁架梁支撐，具體布置為伸縮縫邊、邊跨和中間跨，設(shè)置梁柱間鋼桁架梁，在梁間其他部位設(shè)置梁間支撐。原現(xiàn)場預(yù)制的鋼筋混凝土吊車梁改為鋼桁架加工廠加工。

（2）某工程一期廠房均采用優(yōu)化后設(shè)計方案，現(xiàn)已有14幢竣工并投產(chǎn)，在施工過程中總的施工成本比原設(shè)計降了近2%且施工工期比原工期提前了10%。整個建造過程達(dá)到流水施工，初步整合了工業(yè)化廠房的設(shè)計、生產(chǎn)施工等方面的社會資源。

結(jié)語

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)如今已經(jīng)迎來了良好的發(fā)展機(jī)遇，具備了內(nèi)外條件：建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會發(fā)展要求；預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)可較大地縮短施工工期，減少施工模板、鋼筋、混凝土量和勞動力資源，可應(yīng)對勞動力成本上升的問題，提高資金的使用效率；預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場裝配、連接，可以避免現(xiàn)澆施工對周邊環(huán)境造成的影響，噪聲、灰塵和建筑廢棄物也有所減少，有利于保護(hù)環(huán)境。

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