◇內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 姚錫偉 毛朝勛 劉世雄 鄧金燕 康恩銓

本文介紹了在建筑工程裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中，運(yùn)用了一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)免澆筑連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)在立柱和橫梁上設(shè)置接收槽模塊、輸入連接模塊和安全報(bào)警組件，達(dá)到連接的目的，避免傳統(tǒng)橫梁長(zhǎng)期處于受壓狀態(tài)時(shí)因環(huán)境侵蝕受損而導(dǎo)致安全事故發(fā)生；同時(shí)擺脫了傳統(tǒng)螺栓連接各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方式，縮短了拆裝的時(shí)間，且無(wú)需借助外部工具，提高了裝配式鋼結(jié)構(gòu)的安全性和施工效率，對(duì)于同類型工程具有廣泛的借鑒和指導(dǎo)意義。

1 前言

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，裝配式建筑逐漸變成了熱門，傳統(tǒng)的裝配式建筑主要分為預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式的代表[1]。由于混凝土預(yù)制構(gòu)件的成型時(shí)間較長(zhǎng)，現(xiàn)在經(jīng)常采用裝配式的鋼結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建建筑框架。傳統(tǒng)的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑最主要的構(gòu)建莫過(guò)于柱桿和梁桿，柱桿和梁桿之間連接的穩(wěn)定性直接影響到一個(gè)裝配式建筑的整體穩(wěn)定性[2]?，F(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)建筑中的柱桿和梁桿之間多采用螺栓連接固定的方式，導(dǎo)致兩者之間的裝拆工作非常不便且需要運(yùn)用工具，使整個(gè)裝配周期延長(zhǎng)，雨水天氣導(dǎo)致螺栓生銹還影響后期的拆卸[3]；同時(shí)由于橫梁長(zhǎng)期處于受壓的狀態(tài)，隨著陽(yáng)光和空氣腐蝕類物質(zhì)的侵蝕，導(dǎo)致橫梁在長(zhǎng)期使用后，容易發(fā)生彎曲變形，甚至容易導(dǎo)致在居住者不知情的情況下，發(fā)生建筑倒塌而導(dǎo)致人體受傷的情況。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，在某建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，我們采用了一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)免澆筑混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，以解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題。

2 工藝介紹

本工藝在既有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)免澆筑連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。施工時(shí)裝置包括接收槽模塊、輸入連接模塊和安全報(bào)警組件。接收槽模塊包括安裝槽和安裝入口，安裝槽成型在立柱或橫梁上，安裝槽通過(guò)安裝入口與外部連通；輸入連接模塊設(shè)置在立柱和橫梁之間且與接收槽模塊相對(duì)，用于與接收槽模塊相配并將橫梁與立柱連接；安全報(bào)警組件設(shè)置在橫梁上，用于監(jiān)控所述橫梁的受損程度，當(dāng)所述橫梁的受損程度到達(dá)設(shè)定闕值時(shí)，安全報(bào)警組件發(fā)送提示，提高了鋼結(jié)構(gòu)整體的安全性。

3 施工流程

如圖1～圖5所示，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中，將帶有鎖緊頭的連接頭對(duì)準(zhǔn)安裝入口并伸入安裝槽內(nèi)，通過(guò)施工人員手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接頭，使得鎖緊頭與安裝入口之間發(fā)生錯(cuò)位，安裝入口與安裝槽之間的不重合區(qū)域?qū)︽i緊頭的抽出路徑進(jìn)行限制；此時(shí)兩個(gè)鎖緊頭將安裝入口夾在中間，在轉(zhuǎn)動(dòng)連接頭和與其上面的鎖緊頭時(shí)，卡頭跟隨兩者同步轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鎖緊頭轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)，鎖緊頭與安裝入口之間發(fā)生錯(cuò)位，并且此時(shí)卡頭和卡窗恰好相遇，在彈簧的彈性恢復(fù)力的作用下，卡頭插入卡窗,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)連接頭和與其上面的鎖緊頭位置的固定；在需要從立柱上拆卸橫梁時(shí)，通過(guò)如圖2所示方向左推復(fù)位塊，使得傾斜部與卡頭之間發(fā)生抵觸，并帶動(dòng)卡頭脫離卡槽，待卡頭完全脫離卡窗時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)連接頭，使得安裝槽內(nèi)的鎖緊頭與安裝入口位置上處于重合，此時(shí)鎖緊頭可從安裝入口抽出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)橫梁的拆卸工作，實(shí)現(xiàn)了拆裝方便的效果；在橫梁長(zhǎng)期支撐建筑屋頂以及陽(yáng)光的暴曬時(shí)，橫梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)極有可能受損而導(dǎo)致彎曲現(xiàn)象，在橫梁彎曲而導(dǎo)致一側(cè)因應(yīng)力作用而發(fā)生拉伸形變時(shí)，導(dǎo)致安全繩朝一側(cè)的監(jiān)控單元施加壓力，使得一側(cè)的滾輪和滑桿朝同側(cè)的安裝座方向移動(dòng)，直到電極片之間接觸，接通報(bào)警器和畜電池所在電路，進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警工作，使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)更高。

圖1 裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 結(jié)構(gòu)中A處放大的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 結(jié)構(gòu)中B處放大的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 結(jié)構(gòu)中連接頭和鎖緊頭的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 結(jié)構(gòu)中立柱的局部結(jié)構(gòu)示意圖

安裝的工藝流程為：柱體→接收槽模塊→輸入連接模塊→安全報(bào)警組件→固定連接梁架。

4 施工操作要點(diǎn)

（1）輸入連接模塊包括輸入座、連接單元和鎖緊單元。輸入座 設(shè)置在立柱和橫梁之間；連接單元與安裝入口的形狀相適配且兩者間隙配合，連接單元活動(dòng)安裝在輸入座內(nèi)，安裝入口可供連接單元插入；鎖緊單元設(shè)置在連接單元與輸入座之間，用于固定連接單元。

（2）如圖1所示，安裝槽和安裝入口均設(shè)置在立柱上，并且輸入連接模塊的數(shù)量可為兩個(gè)，且對(duì)稱設(shè)置在橫梁的兩端，當(dāng)然，這只是列舉的其中一種情況，還可以采用接收槽模塊與輸入連接模塊對(duì)調(diào)位置的布設(shè)方式，在此不做一一列舉。

（3）如圖5所示，安裝入口和輸入連接模塊優(yōu)選采用正三角形的形狀，安裝槽采用圓柱形狀；當(dāng)然，安裝入口和輸入連接模塊的形狀并非局限于正三角形一種，還可以采用正四邊形、正六邊形或者正八邊形等等，只要與安裝槽之間存在不重合的區(qū)域即可，在此不做具體限定。

（4）如圖1所示，將帶有輸入連接模塊的橫梁對(duì)準(zhǔn)安裝入口 并插入安裝槽內(nèi)，待連接單元完全伸入安裝槽內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)連接單元，使得連接單元抽出的路徑受到安裝槽與安裝入口之間不重合區(qū)域的限制，并且通過(guò)鎖緊單元對(duì)連接單元的位置進(jìn)行固定，使得橫梁能夠穩(wěn)定的安裝在立柱上。

（5）如圖1和圖4所示，連接單元包括連接頭、鎖緊頭。連接頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在輸入座上；鎖緊頭安裝在連接頭上，用于將連接頭固定在安裝槽內(nèi)。鎖緊頭的形狀也為正三角形，且鎖緊頭的數(shù)量并非局限于一種，如圖1所示，鎖緊頭的數(shù)量可以為兩個(gè)，一個(gè)固定安裝在連接頭上，另一個(gè)固定安裝在輸入座上，且兩個(gè)鎖緊頭之間交錯(cuò)布設(shè)（即兩者沿水平方向的投影區(qū)域不重合，存在一定的角度，固定安裝在輸入座上的鎖緊頭始終和安裝入口之間保持錯(cuò)位狀態(tài)），并且當(dāng)橫梁與立柱安裝時(shí)，安裝入口夾在兩個(gè)鎖緊頭之間。另外連接頭安裝鎖緊頭的一端靠近輸入座的一段區(qū)域設(shè)有扭力槽，施工人員在立柱外部轉(zhuǎn)動(dòng)連接頭，達(dá)到連接的目的。

（6）需要具體說(shuō)明的是，輸入座上成型有供連接頭滑動(dòng)的插槽，連接頭上設(shè)有限位環(huán)，插槽內(nèi)設(shè)有供限位環(huán)插入的限位槽，進(jìn)而對(duì)連接頭的位置進(jìn)行限制，避免其脫離插槽。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將帶有鎖緊頭的連接頭對(duì)準(zhǔn)安裝入口伸入安裝槽內(nèi)，通過(guò)施工人員手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接頭，使得鎖緊頭與安裝入口之間發(fā)生錯(cuò)位，安裝入口與安裝槽之間的不重合區(qū)域?qū)︽i緊頭的抽出路徑進(jìn)行限制，并且此時(shí)兩個(gè)鎖緊頭將安裝入口夾在中間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)橫梁與立柱之間的穩(wěn)定連接。

（7）如圖1和圖2，鎖緊單元包括卡頭和卡窗?？^活動(dòng)安裝連接頭上，卡頭與連接頭之間通過(guò)彈性件連接；卡窗成型在輸入座上，卡窗位于卡頭的移動(dòng)路徑上。需要具體說(shuō)明的是，彈性件優(yōu)選為彈簧，彈簧連接在卡頭和連接頭之間，并且在圖2所示狀態(tài)時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)然，彈簧并非是彈性件的唯一替換件，還可以采用彈片、彈性鋼板或者彈性橡膠等等，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)卡頭的復(fù)位即可，在此不做一一列舉。在轉(zhuǎn)動(dòng)連接頭和與其上面的鎖緊頭時(shí)，卡頭跟隨兩者同步轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鎖緊頭轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)，鎖緊頭與安裝入口之間發(fā)生錯(cuò)位，并且此時(shí)卡頭和卡窗恰好相遇，在彈簧的彈性恢復(fù)力的作用下，卡頭插入卡窗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)連接頭和與其上面的鎖緊頭位置的固定。

（8）如圖2所示，輸入連接模塊還包括復(fù)位單元，用于復(fù)位卡頭，復(fù)位單元包括導(dǎo)軌和復(fù)位塊；導(dǎo)軌設(shè)置在輸入座上，復(fù)位塊與輸入座彈性連接，卡窗位于復(fù)位塊的移動(dòng)路徑上。需要具體說(shuō)明的是，如圖3所示，卡窗設(shè)置在導(dǎo)軌內(nèi)，復(fù)位塊的一側(cè)設(shè)有傾斜部，當(dāng)卡頭插入在卡窗內(nèi)時(shí)，卡頭位于傾斜部的移動(dòng)路徑上。在需要從立柱上拆卸橫梁時(shí)，通過(guò)如圖2所示方向左推復(fù)位塊，使得傾斜部與卡頭之間發(fā)生抵觸，并帶動(dòng)卡頭脫離卡槽，待卡頭完全脫離卡窗時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)連接頭，使得安裝槽內(nèi)的鎖緊頭與安裝入口位置上處于重合，此時(shí)鎖緊頭可從安裝入口抽出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)橫梁的拆卸工作，實(shí)現(xiàn)了拆裝方便的效果。

（9）如圖1和圖3所示，安全報(bào)警組件至少包括供電件、監(jiān)控單元、軟性件和報(bào)警件。供電件安裝在橫梁上；監(jiān)控單元數(shù)量為若干組，若干組監(jiān)控模塊均勻布設(shè)在橫梁內(nèi)成型的空腔內(nèi)；軟性件連接在空腔的兩個(gè)相對(duì)位置的內(nèi)壁之間，軟性件處于繃緊狀態(tài)；報(bào)警件、供電件以及監(jiān)控單元之間電性連接；軟性件與單一監(jiān)控單元之間抵觸配合。需要具體說(shuō)明的是，供電件優(yōu)選為蓄電池，當(dāng)然還可以為蓄能電源或者與家庭電路電性連接的方式，在此不做具體限定。另外，報(bào)警件可以為報(bào)警器或者閃爍燈，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)居住者的提示即可，為了使得提示效果更佳，優(yōu)選為報(bào)警器。軟性件優(yōu)選為安全繩，還可以采用皮帶或者橡膠帶的方式，在此不做一一列舉。

（10）為了解決鋼結(jié)構(gòu)的制造成本，通常鋼結(jié)構(gòu)采用空心結(jié)構(gòu)，在橫梁長(zhǎng)期支撐建筑屋頂以及陽(yáng)光的暴曬時(shí)，橫梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)極有可能受損而導(dǎo)致彎曲現(xiàn)象，在橫梁彎曲而導(dǎo)致一側(cè)因應(yīng)力作用而發(fā)生拉伸形變時(shí)，導(dǎo)致安全繩彎曲，通過(guò)安全繩對(duì)監(jiān)控單元之間的擠壓作用，導(dǎo)致監(jiān)控單元觸發(fā)，使得報(bào)警器與畜電池所處電路接通，進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警器發(fā)出聲音提示居住者，進(jìn)而提示居住者及時(shí)維修，避免出現(xiàn)安全事故。

（11）如圖3所示，每組監(jiān)控單元的數(shù)量至少為兩個(gè)，且兩個(gè)監(jiān)控單元相對(duì)軟性件對(duì)稱布設(shè)，監(jiān)控單元包括安裝座、滑桿、導(dǎo)電件。安裝座安裝在空腔內(nèi)；滑桿活動(dòng)設(shè)置在安裝座上，滑桿與安裝座之間彈性連接；導(dǎo)電件數(shù)量至少為一組，設(shè)置在滑桿與安裝座之間。需要具體說(shuō)明的是，滑桿上通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾輪，滾輪與安全繩表面滑動(dòng)配合。另外，導(dǎo)電件優(yōu)選為電極片，電極片設(shè)置在滑桿和安裝座之間，當(dāng)然電極片還可以采用觸點(diǎn)或者插頭與插座配合的方式實(shí)現(xiàn)，在此不做具體限定。

（12）如圖3所示，當(dāng)橫梁發(fā)生形變導(dǎo)致安全繩朝一側(cè)的監(jiān)控單元施加壓力時(shí)，使得一側(cè)的滾輪和滑桿朝同側(cè)的安裝座方向移動(dòng)，直到電極片之間接觸，接通報(bào)警器和蓄電池所在電路，進(jìn)而觸發(fā)報(bào)警工作，使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)更高。需要特別說(shuō)明的是，上述施工中采用的彈性連接均可以采用彈片、彈性鋼板或者彈性橡膠的方式連接。

5 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）剛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）、《焊縫質(zhì)量管理規(guī)程》（JB3223-83）。

（2）型材、構(gòu)件等材料必須有廠家的試驗(yàn)報(bào)告和出廠合格質(zhì)量證明，使用前先按要求進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，每批進(jìn)場(chǎng)材料均由試驗(yàn)室檢驗(yàn)合格后方可使用。

（3）嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50205-2020）的規(guī)定進(jìn)行施工作業(yè)。

（4）材料堆放應(yīng)做到下墊上蓋，使用前應(yīng)將表面的油膩、漆皮、鐵銹清除干凈，以免機(jī)械損傷或受潮銹蝕破壞。

（5）在施工中，建立操作人員自檢、班組互檢、工序交接檢查和工前檢查、工中檢查和工后檢查以及分項(xiàng)分部檢查、定期檢查和隨機(jī)抽查的內(nèi)部檢查制度。

（6）安全措施和環(huán)保措施按照實(shí)際情況及時(shí)交底，加強(qiáng)管理，現(xiàn)場(chǎng)層層落實(shí)。

6 結(jié)束語(yǔ)

西南某臨時(shí)建筑工程裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中，運(yùn)用梁柱免澆筑連接結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，保質(zhì)保量完成了裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程的施工，取得了很好的效果，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，獲得授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利。采用本施工技術(shù)保證了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可用于同類型工程的施工。