装配式建筑施工结构节点优化及处理技术研究

发表时间:2021/2/24   来源:《建筑实践》2020年31期   作者:陈明
[导读] 随着经济社会的进步,我国建筑行业取得了较快的发展,
        陈明
        北京城市开发设计研究院有限公司武汉分公司  湖北 武汉  430077
        摘要:随着经济社会的进步,我国建筑行业取得了较快的发展,建筑施工技术也在不断优化。装配式建筑在建筑工程施工中的应用更加广泛。可以有效缩短施工周期,降低施工成本,符合绿色环保理念。预制构件连接是装配式建筑施工的难点,需要对节点连接进行优化和处理,提高节点连接质量,保障装配式建筑的施工质量。
        关键词:装配式建筑;结构;节点优化
        引言
        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。
        1装配式建筑结构节点连接概述
        实际工程中,装配式建筑连接位置主要在框架内梁-柱、柱-柱、叠合梁及结构上墙、板等构件的连接部位,我们需综合考虑材料属性、造价、技术、连接部位结构特征等多方面因素来选取合理的连接方式。装配式建筑结构节点连接主要分为干连接和湿连接,在施工工艺上称之为干法和湿法,应用于预制构件之间的竖向(水平接缝)和横向(竖向接缝)连接。干连接是利用预制构件中的钢筋进行机械连接,主要有螺栓连接、焊接连接、牛腿连接、钢筋机械连接、刚吊架式连接等;湿连接是指将工厂预制的构件在现场进行拼接装配,在节点区进行混凝土后浇,主要有灌浆套筒连接、浆锚搭接连接、注胶套筒连接等。装配式建筑如果采用合理的节点连接方式,其结构整体性能会优于普通框架混凝土结构。
        2装配式建筑构件的节点连接技术
        2.1套筒灌浆连接技术
        将预制构件的受力钢筋置于预埋套筒中,其后在套筒中灌注高强度灌浆料,进而实现构件间力的传递。在装配式建筑施工过程中,应将构件的操作空间、施工质量、施工效率等因素考虑在内。当使用机械连接和焊接连接等连接方式较为不便时,可以使用套筒灌浆连接技术,该技术一方面可以约束纵向受力钢筋,另一方面可以传递钢筋应力,在减少现场焊接工作量的同时,增加了预制构件重叠区域的总体刚度,也提高了预制构件连接部位的承载性能。该技术可以运用于不同高度以及结构形式的装配式建筑构件,对比其他连接方式,套筒灌浆连接技术由于锚固长度较短,因此可以减少耗材。客观来看,套筒灌浆连接技术存在如下缺点:该技术节点构造复杂,对精度要求较高,当钢筋存在错位现象时,极有可能导致整批构件的报废;该技术节点的连接质量难以检验,且安装效率较低;套筒的成本较高,致使造价高昂。
        2.2浆锚搭接
        浆锚搭接的基本原理是在搭接区将钢筋分开并保持一段距离,同时分别与混凝土锚固,最后通过混凝土实现钢筋应力的传递,一般有两种连接形式。(1)插入式预留孔灌浆钢筋连接:在预制构件上预留内壁粗糙的孔洞(注入灌浆料后增强其与周围混凝土粘结强度)并留有灌浆孔和排气孔,将连接构件预埋钢筋插入孔洞,注入灌浆料,完成钢筋连接;(2)金属波纹管浆锚搭接连接:在预制构件中预埋金属波纹管,将连接件预埋钢筋插入金属波纹管中,最后注入灌浆料完成连接。
        2.3螺栓连接技术
        在生产过程中,在预制构件边沿位置留设螺栓孔以及安装孔,在安装过程中将螺杆穿束进入相邻构件的螺栓孔中、安装垫片并用螺帽拧紧。值得注意的是,在加工过程中螺栓需要精准预制,在运输时,应妥善保管螺栓,确保其螺纹完好、表面洁净,以提高安装过程中的一次成型率。

从螺栓连接技术的优化层面来看,可以通过使用橡胶螺栓垫片、使用高强螺栓、运用预埋刚性构件等方式来强化螺栓连接节点的刚度、强度和稳定性,例如当使用高强螺栓连接预制构件时,可以使得预制构件连接节点的抗震性能大幅度提升,其功效近似于现浇连接节点。
        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。
        2.5 牛腿连接
        采用牛腿连接可以使装配式建筑结构受力简易明确和施工便捷。一般牛腿连接可分为明牛腿连接和暗牛腿连接。明牛腿会影响建筑物空间的使用和外表美观,因此该连接方式在装配式梁柱节点连接中应用得较少。暗牛腿不影响建筑物空间的使用和视觉审美,但暗牛腿的高度受到梁的限制,拥有较小的抗剪强度。
        3装配式建筑构件节点连接的质量控制措施
        3.1构件设计要素
        首先,装配式建筑构件的设计应满足现场施工安全和相关功能完善的前提下进行,进而保证装配式建筑材料的可靠性。针对现阶段工程项目中,装配式预制构件行业的发展尚不成熟的背景条件,技术人员应极大研发投入、提高构件设计水平。由于装配式建筑主要是针对现场施工困难或效率低的构件进行产业加工和集约化处理,因此,针对构件的设计工作需充分考虑现场施工作业条件。装配式建筑应做到主体装修过程的一体化,注重机电设施与建筑物整体的统一性,这也是装配式建筑的特点之一。相关设计单位和施工企业应重点加强机电一体化技术的应用,提高装配式建筑的施工建设标准。在具体的工作实践中,需要加强构件设计阶段的控制,将建筑物的分体结构及水电内装等部分进行综合考虑,并将相关设计内容进行试验研究,这也是装配式建筑区分于传统模式的重要因素,需要工程建设单位作为装配式项目施工的重点考虑。
        3.2施工阶段的质量控制措施
        在装配式建筑构件节点连接作业的施工阶段,应注意如下质量控制措施:在预制构件安装之前,应妥善开展构件边缘位置以及预埋件的测量复核,应使用测垂传感尺等有关测量机具以保证构件的尺寸以及垂直度达标,同时保证构件预埋件的数量、尺寸和位置准确,进而防止后续安装中出现过大误差;在预制构件吊装过程中,应在构件安装位置的上方预先调整构件的角度以及方向,待调整到位后方可慢慢放下预制构件,以避免构件对位错误而导致构件连接部位钢筋的弯曲或断折;在预制构件放置在安装位置后应利用调斜支撑予以临时固定,再在调斜支撑的支撑下实施构件安装位置的复测,当发现构件安装位置存在较大误差时,应实施微调;当使用湿式连接技术时,在灌浆作业前,应妥善检测灌注浆液的强度、流动性等参数,待确保其参数达标后方可实施灌浆,同时,在灌浆之后应进行充分养护,以确保预制构件连接部位强度达标。
        结语
        装配式建筑因其施工周期短、成本低、绿色环保等诸多优点已经在建筑市场占有一席之地。虽说如此由于我国在装配式建筑领域里发展较欧美国家稍晚,技术也没西方国家成熟,在节点连接过程中也存在很多问题,这都需要技术人员日后的逐渐完善。随着我国科技的进步必然会带动多项事业共同发展,住宅产业化也将迅猛发展。建筑技术人员及科研专家一定要从装配式建筑各个方面认真细致的研究,尤其是在连接节点上。分析它的优势和劣势做到取长补短,这样才能推动装配式建筑快速发展,为人类造福。
        参考文献
        [1]许景秘,白蓉,马海彬.浅析装配式建筑节点连接技术[J].四川建筑,2019(15):17-178.
        [2]李晓波,许景秘.装配式混凝土建筑结构施工技术要点与研究[J].王凤起.建筑技术.2018,49(01):15-21.
        [3]李慧娴,张佩,张宇.装配式建筑节点湿连接方式研究综述[J].科技风,2019(2):32-34.
       
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