装配式建筑构件的节点连接技术研究

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年第3卷4月第10期   作者:王国强
[导读] 随着社会经济的发展,建筑工业化日趋成熟,装配式建筑以施工工期短、质量高、低耗能等优点从中脱颖而出

         摘要:随着社会经济的发展,建筑工业化日趋成熟,装配式建筑以施工工期短、质量高、低耗能等优点从中脱颖而出,其顺应绿色建筑的发展潮流,是未来建筑行业发展的方向。由于我国装配式建筑起步较晚,相关技术还不够成熟,因而装配式建筑在现有建筑形式中的占比较低,与现浇建筑结构相比,节点连节技术是装配式建筑的关键、核心技术,节点的可靠连接关乎建筑的整体安全,节点区的薄弱将导致建筑抗震性能和整体性较差。因此节点连接技术的完善和正确选择将对实际工程的保质保量具有深刻意义。
         关键词:装配式建筑构件;节点连接;技术研究
         引言
         装配式建筑凭借其较短的施工周期、较低的施工成本和绿色环保等诸多优点获得广泛好评。但是相较于欧美等发达国家而言,我国装配式建筑技术还不够成熟,节点连接中出现的问题也较多,这些都需要我们不断努力,去扬长避短,以推动装配式建筑的快速发展。因此节点连接技术的完善和正确选择将对实际工程的保质保量具有深刻意义。
         1装配式建筑
         装配式建筑是由工厂生产的预制构件在施工现场通过可靠的连接方式装配而成的建筑。目前,常见的装配式结构体系主要有:装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架-现浇核心筒结构、装配式部分框支剪力墙结构等。
         2湿干连接优缺点
         装配式建筑节点连接方式中,湿连接和干连接均有优缺点。湿连接能够确保连接节点具备较好的受力和变形能力,抗震性能也较好。而干连接在节点延展性和抗震性方面较差。从施工工艺和工期来看,湿连接施工工艺复杂,养护时间较长,工期较长,而干连接施工十分便捷,工序简单,工期较短,震后修复中,干连接容易修复。而湿连接需要进行混凝土的二次浇注,修复难度较大。
         3装配式建筑连接方式的分类
         3.1湿式连接湿式连接指的是在工厂的厂区里就将建筑构件全部预制好,仅需要在施工现场将运输到位的构件拼接到一起即可。然后在建筑构件的节点上进行混凝土的浇筑作业,最后实现对整个建筑结构的拼装。灌浆连接和浆锚连接是目前最为常见的湿连接方式。
         3.1.1灌浆套筒连接
         灌浆套筒连接是指将两根钢筋从中空型套筒两端直接插入内部,无需搭接,继而通过从灌浆孔注入的灌浆料将两根钢筋有效连接。锚固钢筋与膨胀的灌浆料产生摩擦力,套筒连接件与外部混凝土也产生较强的粘结力,因此灌浆套筒连接能够有效传递钢筋应力。灌浆套筒按接头的形式又可以分为全灌浆套筒和半灌浆套筒,其中全灌浆套筒连接施工方便,允许出现施工偏差,在实际工程中应用更为广泛。长期以来,研究人员对灌浆套筒技术做了大量试验,证明了此技术的高效性、可靠性,灌浆套筒连接技术也已经相当成熟,是装配式建筑施工现场钢筋连接的首选方式。
         3.1.2浆锚连接
         浆锚连接指的是将预制构件表面延伸出来的钢筋在预制构件的预留孔洞中进行放置,并且在孔洞的空隙之中,填充满无收缩高强度浆液。这种连接方式所需要的钢材数量相对较少,焊接作业量也显著下降,钢筋锈蚀更是少之又少。连接节点的刚度以及强度等得到了较大的增强,机械性能更是稳固可靠。因此该连接技术被使用得也十分广泛。不过该技术搭接长度较长,承载力低的缺点也限制了该技术的进一步发展。
         3.2干连接
         干式连接主要指的是直接利用螺栓和焊接的方式来进行预埋件处理,无需对建筑节点进行混凝土的现浇作业。目前较为常用的干式连接主要有螺栓连接、焊接连接和牛腿连接
         3.2.1螺栓连接
         螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种方式。TechnicalcouncilofFip报告中提出螺栓连接是传递轴力、弯矩与剪力的连接形式,可用于连接梁柱。螺栓连接的优势在于实际施工中操作简便,但对预制构件的精度、作业人员的技术能力要求更高,以避免装配时产生连接误差从而影响建筑整体受力性能。

其最大的缺点就是后期的维护、维修成本较高而且较为困难。
         3.2.2焊接连接
         焊接连接顾名思义就是通过焊接的方式来进行梁柱节点的有效连接。该连接方式不需要进行养护,能够快速缩短施工工期,有效节约施工成本。不过该种连接方式没有出现显著的塑性铰区。基于荷载反复循环作用,焊缝位置脆性破坏十分明显,也就导致了此种连接方式不具备较好的抗震性,耗能也较大。梁柱节点处采用焊接连接能够避免受力钢筋在节点安装过程中弯曲,降低节点处钢筋布置和锚固的复杂程度。预制构件在整个受力的过程中,梁柱节点处具有良好的耗能性能和延展性能。
         3.2.3牛腿连接
         牛腿连接是一种利用连接点的高承载力,通过牛腿腹板、上下翼缘向周围连接构件传力,从而保证装配式结构整体良好受力性能的连接形式,一般分为三种连接方式。1)明牛腿连接:实际工程中将连接点暴露在建筑物外部进行连接,操作简单方便,承载力较好,但影响整体美观;2)暗牛腿连接:连接部分占据空间小,承载力良好,不影响整体美观,但对施工工艺要求较高;3)型钢暗牛腿连接:连接处采用混凝土包裹,仅使小面积牛腿暴露在外,一定程度上提高了承载力,最宜采用。
         3.2.4钢筋机械连接
         钢筋机械连接是一种借助钢筋端面良好的承压作用,使其与套筒等连接构件进行机械咬合从而实现钢筋连接的方式,可通过连接件传递轴向拉、压力,具有接头强度高、刚度大、无需湿作业、简便快捷的优点。
         4装配式建筑结构连接技术的质量控制措施
         4.1节点连接施工的质量控制
         进行钢筋套筒以及浆锚搭接接头灌浆施工作业中,施工过程中的有效控制可保证连接的质量,要求施工作业人员具备相应的技术培训以及职业资格,施工负责人员在进行灌浆作业过程中必须做到实时监督,确保灌浆质量合格。对于装配整体式结构的后浇混凝土节点作业的质量控制,要求工程负责人采取科学合理的措施确保施工质量符合设计规范,使用钢筋对节点位置进行连接并做锚固处理,严格按照施工设计进行必要的检查。
         4.2装配式施工控制措施
         在进行运输以及吊装工作中,预制装配式建筑转角板常出现折断的现象,使用转角板“L型”吊具承担转角板所承受的拉力,能有效解决了该问题。平板“护角”的选择方面,最好参照构件尺寸的薄厚规格,所制作的护角材质为塑料或橡胶材质,出厂使用的护角不可在后期重复利用,以确保构建的完好性。运输平板过程中合理增加间距,防止平板之间因碰撞而出现破损。此外,还要注意运输道路尽量为平坦路段,进一步防止平板出现折断的情况。为避免出现漏浆的情况,在墙体设企口宽10cm、深0.5cm,在叠合板留设企口宽5cm、深0.5cm,支设铝模工作中设防漏条。
         结语
         装配式建筑凭借其较短的施工周期、较低的施工成本和绿色环保等诸多优点获得广泛好评。但是相较于欧美等发达国家而言,我国装配式建筑技术还不够成熟,节点连接中出现的问题也较多,这些都需要我们不断努力,去扬长避短,以推动装配式建筑的快速发展。
         参考文献:
         [1]李泽中,魏振宇.装配式建筑节点干式连接技术探讨[J].山西建筑,2019,45(22):82-83.
         [2]丁兆栋.装配式建筑节点连接技术研究[J].四川建材,2019,45(12):100-101+103.
         [3]李惠.装配式建筑构件节点连接技术研究[J].工程建设与设计,2019,(20):20-21.
         [4]徐科杰,应森源,张静,李健,顾嘉慧.装配式建筑梁柱节点干湿连接方法的对比分析[J].住宅与房地产,2019,(30):140-141.
         [5]李惠.装配式建筑节点连接方法及其施工质量控制研究[J].价值工程,2019,38(27):38-41.
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