孫曉蒙

(黃河水利職業(yè)技術學院 河南 開封 475000)

目前,預制混凝土建筑的推廣存在許多困難。首先是安全效率無法實現,其次是建筑安裝成本高。為了降低成本,必須實現施工標準化。工業(yè)化材料高強預制混凝土框架的結構要點是預制混凝土梁的連接技術。柱鋼結構連接的施工方法可以是一柱多層,減少柱連接的接頭。結構之間采用干式連接,實現施工設計的標準化。工廠試驗表明,連接節(jié)點中的縱筋、箍筋和螺柱完好無損,無明顯變形。節(jié)點可以有效地傳遞構件之間的應力。

1 預制建筑分析

當前,我國多用于傳統的施工方式,對于當前形勢來說,這種生產模式不是很科學,工程化效率低,操作過程不細致,建筑的結果產品質量也不是很好,操作結果也不是很穩(wěn)定,而且時間多、效率低,勞動力要求比較大,損耗的材料也很大,且不環(huán)保。所以造成資源和能源的浪費,它并不能滿足我國當代政治要求,可持續(xù)發(fā)展以及節(jié)能減排這些國家建設的必備要求。

為了響應國家政策,做到節(jié)能節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展,為中國工業(yè)盡一份綿薄之力,就要從源頭去改變節(jié)能的需求,規(guī)范行為,改變設計模式理念。改變施工模式,提高建筑質量,讓性能和勞動力成正比,才能解決當前市場所面對的問題。傳移力路徑結構清晰、裝配施工效率很高、現澆濕作業(yè)量少的結構形式是一種最普遍適合于預制與裝配使用的結構形式。

主要性能可以廣泛用于大型生產廠房、倉庫、商場、停車場、辦公樓、教學樓、醫(yī)院醫(yī)療樓、商務樓等需要開放空間的建筑。近年來,它同時也正逐漸地應用于多層住宅建筑中和城市其它大型民用商業(yè)建筑。預制商品混凝土框架結構按構件連接結構方式大致可再分為兩種主要類型:等效現澆結構和不等現澆結構。一維構件制作是先將材料梁、模板柱分別預制加工成各種一維預制構件,通過用一定比例的螺栓方法來進行結構連接。預制時構件端部采用伸出兩端的預留孔鋼筋進行焊接或再用鋼套筒螺栓連接,然后由現場鋼筋澆筑焊接在預制混凝土結構上。其技術優(yōu)點:構件的制作及施工極為方便,結構整體性比較好,可同時等效安裝于現澆結構。缺點:接頭必須位于構件受力最關鍵的部位,連接性能要求極高。

其次,剛性連接法是直接基于平面二維構件,采用平面T 形結構和平面十字形構件或平面I形構件并通過一定強度的焊接方法直接進行的連接。其方法優(yōu)點:接頭性能要良好,接頭宜位于構件應力損失較小敏感的受力部位。缺點:生產、運輸、堆放、安裝很不方便。此外,剛性構件連接是以三維構件連接為設計基礎,通過將三維雙T 形構件和和二維雙十字構件之間通過某種一定形式的連接方式的連接,鋼筋通過焊接或鋼套筒、簡易等機械方式連接。預制雙T 形構件優(yōu)于預制雙十字構件,可減少施工和現場的鋼筋的分布情況和鋼筋混凝土的澆筑,且鋼筋接頭的數量比較少;缺點主要是組件大多為三維組件,重量較大,不很便于規(guī)模化生產、運輸、存儲堆放和安裝。這種框架體系很少使用。

2 工藝原理

預制柱的縱向鋼筋均采用半剛性灌漿鋼筋套筒進行連接。通過定位模具定位錨筋,控制模孔尺寸應比預制柱筋徑大約2～3 mm,在柱邊緣位置彈出控制線,調整好定位模具,焊接或固定好定位模具,確保預制柱的縱筋位置的準確位置;然后再進行一次吊裝和校正。達到鋼筋凝結的強度等級后,應重新使用高強度混凝土灌漿封堵材料再進行混凝土封堵。

灌漿用材料的實際數量通常應主要通過計算灌漿空腔體積數來確定計算。應盡可能將灌漿實際材料量數值與其理論值之間進行定量比較,確保其實際使用量明顯大于灌漿理論量,以有利于控制其灌漿施工質量。利用建筑BIM 三維技術模擬腳手架吊裝過程,分析層板、預制鋼筋柱、框架梁等節(jié)點鋼筋柱的安裝位置、數量、規(guī)格尺寸等信息數據,分析層板鋼筋與預制框架中梁轉角節(jié)點鋼筋柱是否容易發(fā)生橫向碰撞,通過三維空間模型來計算預制鋼筋柱上的縱向鋼筋柱和框架梁中的橫向主筋。如果轉角層板鋼筋與框架梁鋼筋之間發(fā)生鋼筋碰撞,可先在轉角層板上安裝調整筋后進行穿透處理并再綁扎轉角鋼筋;但對于預制柱梁與梁鋼筋發(fā)生的鋼筋碰撞,采用避免框架梁鋼筋水平方向偏轉的施工方法可來快速解決這種鋼筋交叉碰撞的問題。

在現場預制連接樓梯位置的詳細圖紙設計方案中,應注意結合現場預制樓梯連接的各種實際幾何尺寸形狀和實際位置,進行現場驗證圖計算試驗和圖紙驗證,以進一步確保每個預制連接樓梯節(jié)點位置數據的數據準確性度和安全性。預制樓梯段的預制模板也應盡可能嚴格并按照安裝詳圖設計制作。各層預制的樓梯段在安裝并就位使用后,及時用C40 和CGM 等灌漿加固材料進行封堵并預留孔洞接口,樓梯縫隙要用聚苯乙烯填充。

預制ALC內隔板采用管卡安裝固定。為防止墻體開裂,保證安裝質量,安裝后用鍍鋅扁鋼對孔洞進行加固。上部水平板用4個M10對拉螺栓加固,防止后期裝修和電氣導管敷設引起板水平位移。

3 裝配式建筑結構節(jié)點優(yōu)化及處理技術

3.1 梁柱框架節(jié)點連接

框架節(jié)點的加工也非常之重要。穩(wěn)定安全的建筑需要保證“強剪弱彎”、“強柱弱梁”和“強節(jié)點弱構件”,具有良好的耗能水平、完整性和抗震性能。“強節(jié)點弱構件”強調節(jié)點連接的關鍵意義,使梁端出現塑性鉸。這也要求建筑連接部位的承載力大于構件的承載力,以增強建筑結構的變形能力和抗震能力。否則,在一系列的影響下,節(jié)點會發(fā)生失穩(wěn)和失效,節(jié)點的失穩(wěn)和失效與框架的整體失效基本相同。從目前的發(fā)展來看,預制建筑框架節(jié)點的連接方式有很多種。干連接措施主要包括:榫連接、機械套管連接、螺栓連接、支架連接和焊接連接;根據濕連接措施,主要包括:砂漿錨桿連接、灌漿組裝、普通現澆連接、預應力整體澆筑連接和后澆整體連接。

3.2 墻板連接方式

與在現場預制施工形成的剛性墻體框架相比,預制的混凝土墻板構件具有相對更好一些的抗剛度性能和空間完整性。然而,對于混凝土裝配式建筑構件與混凝土墻板的連接關系的進一步研究進展還尚比較薄淺。與傳統框架節(jié)點式連接設計方式等相比,發(fā)展還相對的緩慢,存在了許多技術性問題。討論研究了結構主體部分與混凝土墻板部分的連接,結構節(jié)點與砼墻板之間的連接。主體結構墻與預制外墻常見的傳統連接施工方式通常有螺栓機械連接、焊接機械連接方式和預制混凝土機械連接。墻板混凝土與混凝土墻板機械連接工藝的最關鍵工序是砌體采用鋼筋網現澆。預制結構剪力墻可以采用鋼套筒混凝土連接、機械螺栓連接、鋼筋混凝土和混凝土砂漿互相錨固并在同一剪力墻槽內連接等幾種方式來連接。

但外墻板間的連接的方式更應盡量滿足工業(yè)建筑本身的各種工業(yè)需要,更安全、更方便、更快。因此,提出了“軌道式鍵槽墻板”的概念。這種復合墻板安裝的一個關鍵方法是要在柱墻、梁模板上放置預制的軌道,并可以在該軌道兩側的適當空間位置上鋪設一個橫向鍵槽,使復合墻板間連接件更加連接牢固。此外,墻板之間應同時配備一些類似于預制軌道的軌道及支撐連接設備。

3.3 層合板與現澆梁的接縫

層板支架結構可全部采用頂升+板條式支撐結構體系。層壓板支架的上下部支撐結構系統可由板條、支架梁和上部獨立支撐鋼柱部分組成。通過引入BIM 等技術,優(yōu)化了組合板支架與上部現澆梁支架連接處部位的現場鋼筋的布置,減少局部碰撞?，F場進行鋼筋預制綁扎和施工驗收時,預留梁架上部的鋼筋將暫擱置不作綁扎,待疊加層板架吊裝主體就位、錨桿調直完成后方可綁扎與固定。層板在吊裝設備就位運輸前,其它部分鋼筋都應已經基本完成綁扎與成形。

3.4 焊接連接技術

焊接連接新技術原理是通過將兩個預埋件平行焊接固定在兩端相鄰接的預制混凝土構件連接上。該新型技術原理基本地避免掉了在施工制造過程中大量的干濕分離作業(yè),無需特殊維護工具即可直接完成連接。施工操作時間比較短,成本低。然而,焊接接頭由于沒有留下明顯的塑性鉸區(qū),因此焊接在施工后續(xù)和使用環(huán)境中,由于出現重復拉應力,連接處將會容易發(fā)生應力脆性而破壞。因此,焊接與連接的技術在改善抗震的性能方面也存在一些很大限度的技術不足。

4 應用前景分析與總結

如果把裝飾性建筑拿出來和國外發(fā)達國家相對比的話,我國建筑業(yè)裝飾性建筑的比例會偏低一點。但是近兩年,都有我國政策的支持,我國內地不斷的推出裝飾性建筑的改良,并且好多地區(qū)都進行裝飾性建筑。好多地方都可得以應用,這樣增加了全國的建筑面積。預制加工構件采用模塊化生產施工新模式使預制的構件材料能夠同時在各個生產組裝車間上進行連續(xù)大批量連續(xù)預制及加工,現場操作者只需一次進行一次構件生產組裝施工。平時最古老的施工方法,它其實是不科學的,存在好多問題,如操作時間較長,勞動率也會比較大一點,而且它施工建材的工具材料也會造成浪費,并不是能夠響應國家節(jié)能減排的這個號召,造成材料的資源浪費。改善這些問題,在源頭上去能夠減少資源的浪費以及做到能源的控制,這樣也做到了國家的要求。隨著裝配式建筑標準的施工改良,為社會帶來的進步以及為工業(yè)帶來的不斷提升,技術水平不斷標準化,模型化和集成化也做到了國家要求標準,這樣,精準而有質量的改觀,將會越來越向我國大面積的使用,裝配式建筑會有一番新的天地。

5 結語

結合全文,裝配式建筑是如何應用并且如何能在當前社會國家的層面響應一些良好的政策以及帶來很好的社會效應。

首先,它是符合國家標準的,響應國家號召的,在操作上面也節(jié)省材料,我們不難發(fā)現,在裝配式工程應用中受到了眾多工程的實踐,它在節(jié)省材料和勞動力上體現的淋漓盡致,因為其本身就是一個非常節(jié)能減排的一個施工方式,這樣從源頭上解決了建筑浪費的這個問題。

其次,裝配式建筑采用的構件是通過工廠流水線工程化制造,所以這樣從源頭上就減少了人工完成作業(yè)時造成的誤差,從而就提高了施工的質量。再者,裝配式建筑在實操過程中,其作業(yè)工程并不困難,而且是通過機械完成所以質量會高一點,這樣在施工時候方便管控,并且完成效果要比之前傳統施工要好。

最后,裝配式建筑總工期比傳統施工要短,減少了臨時搭建設施和機械的投資。做到這幾點才能優(yōu)化裝配式建筑的節(jié)點。