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装配式建筑施工结构节点优化及处理技术研究马全

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：马全

[导读] 摘要：随着我国建筑行业迈入工业化阶段，装配式建筑在我国得到了广泛的推广应用。

        荣盛建设工程有限公司河北廊坊 065000
        摘要：随着我国建筑行业迈入工业化阶段，装配式建筑在我国得到了广泛的推广应用。近年来，各省、市的新建建筑中装配式建筑的比例不断增加。装配式建筑不同于传统的建造方式，将繁杂的现场施工作业转移到工业化车间进行构件预制加工，减少建筑垃圾，实现节能环保。在装配式结构施工过程中，装配式结构的节点连接是最为重要的一环，如何处理装配式结构的节点连接是成为影响装配式施工进度与质量的主要因素。
        关键词：装配式建筑；施工结构；节点优化；处理技术
        1现阶段装配式建筑施工存在的问题
        1.1施工人员专业素养不足
        由于装配式结构施工技术在我国推广应用时间较短，大部分的现场施工管理人员及工人均未对装配式建筑施工技术进行系统的理论学习，相关项目的实践经验也较为缺失，单纯依靠在项目实际操作中摸索的方式很难保证其专业素养满足装配式建筑的施工需求。
        1.2预制构件质量验收不规范
        目前，装配式建筑在国家政策的推广下市场份额不断提升。为抢占先机，大量装配式构件工厂仓促成立并投产，部分构件工厂生产构件在质量方面仍有一定缺陷。此外，在运输装卸的过程中，长距离的颠簸以及不规范的装卸均会对预制构件造成损害。预制构件到达施工现场后还存在缺乏保护措施的情况，导致构件材料受环境影响发生钢筋锈蚀、混凝土受潮及表面开裂等问题。预制构件进场质量验收以及施工完成后的质量验收均缺乏严格的验收标准，无法及时发现其中存在的质量缺陷，可能影响工程质量。
        1.3预制构件的连接较为薄弱
        装配式建筑结构是将预制构件与现浇构件拼装而成的，两者的连接强度直接影响结构的安全性能。目前普遍适用的连接方式包括钢筋套筒灌浆连接、浆锚搭接、后浇混凝土连接、螺栓及焊接等，与现浇结构相比，整体抗震性能较差。并且工人在预制构件连接施工时，在构件质量及人为因素的双重影响下，容易发生灌浆不密实、安装有偏差、钢筋未有效连接等不规范操作行为，易埋下安全隐患。
        2 应用现状分析
        20世纪六十年代以来，英、法、苏联等国开始尝试装配式建造施工。自2015年以来，装配式建筑由于建造速度快，施工操作简单，大规模应用时生产成本低等特点，迅速在我国推广开来，预制装配式钢结构、混凝土结构等在工程建设中的应用越来越广泛。笔者在建筑行业中从事建筑工程施工多年，接触过许多装配式建筑在公共建筑及住宅建筑的应用实例。笔者以某医院项目为例，分析装配式建筑在大型公共建筑中的应用。该项目位于长乐区吴航镇龙津村，项目总建筑面积为 122154m2（地上101854m2，地下20300m2），住院楼设计为装配式混凝土结构，装配率达到71%；门诊医技综合楼、后勤楼、传染楼及附属楼等采用现浇结构。
        3 施工操作要点
        3.1柱与柱连接节点
        装配式结构中预制柱的连接关系到整体结构的抗震性能和结构抗倒塌能力，是框架结构在地震荷载作用下的最后一道防线，极其重要。为保证预制柱吊装时能精确就位，以及缩短吊装时间，可在预制柱施工前先制作柱定位模具，模具孔洞大小控制在比柱钢筋大 2-3mm，以保证柱钢筋定位精确度。模具采用 5mm 钢板委托专业厂家车床精确制作，利用经纬仪在预制叠合板上将楼层控轴线放样放出来，同时将柱边线分出，在叠合板上弹出柱边线，吊装作业人员按照柱边线调整定位模具，通过焊接固定钢筋来确保钢筋位置准确性。
        现场施工员在抄平时，按照 2cm+8d 在外漏钢筋长度上用记号笔做标记，利用红外线水平仪辅助在所有钢筋上做好标记，安排焊工将长度超出的钢筋割除，以保证外漏钢筋长度一致。在混凝土浇筑前，利用 PVC 管作为保护措施，套在竖向主筋上，以免浇筑时造成污染，避免二次清理用工。

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将连接部位凿毛以增加接触面并清理表面浮浆，采用吊装梁垂直起吊，预制柱吊装至操作面保证其底部稳定水平，使预留钢筋插入至灌浆套筒内，安装柱临时支撑，对柱的安装位置、水平度及垂直度进行检查，调节支撑并紧固。预制柱在起吊时应试吊升高 50cm，操作过程应做到慢起、快升、缓放。预制柱调整就位后，在柱角处加塞垫片，并按照设计要求将柱底部接缝处封堵密实，接缝处封堵厚度需符合设计要求。待封浆强度达到设计要求时，采用高强灌浆料进行注浆。
        通过计算公式算出半灌浆套筒的空腔体积，计算每跟柱子灌浆料的设计用量，在灌浆过程中控制灌浆料的用量不得少于设计用量，以此来保证灌浆套筒灌浆饱满。
        3.2预制柱与梁连接节点
        本工程梁柱节点通常有角柱（柱-2梁）节点、边柱（柱-3梁）节点、中柱（柱-4梁）节点三种，节点区柱纵筋与梁纵筋（多向）避让若处理不当，将增加施工现场节点处理难度，后期的修补措施不当对结构安全留有隐患。因此，项目在施工图设计阶段，应提前对结构单体中全部梁柱节点钢筋避让优化，结合预制构件吊装顺序，以后浇节点区施工简单为第一原则，进行框架梁柱节点深化设计。常规设计节点包括：预制框架柱竖向连接，预制梁在框架柱内锚固两种。预制梁在框架柱内锚固需要考虑两种情况：相交于同一节点的多梁纵筋与框架柱纵筋的避让，考虑（同向/不同向）梁筋的避让。梁纵筋与框架柱的纵筋避让相对简单，只需要保证梁、柱纵筋的位置满足钢筋误差（制作、安装）和混凝土浇捣要求即可。框架梁柱节点的框架梁纵筋避让，对于同向框架梁纵筋多采用水平偏位，不同向框架梁纵筋采用竖向偏位处理。
        3.3叠合板与现浇梁节点
        叠合板支撑可采用顶托+木方支撑体系。叠合板下支撑系统由木方、托座、独立钢支柱组成。通过 BIM 技术，优化叠合板与现浇梁节点处的钢筋排布，减少碰撞。现场钢筋绑扎施工时，预留梁上部的钢筋暂不进行绑扎，待叠合板吊装就位且锚固筋调直处理完毕后再进行绑扎固定。其余钢筋应在叠合板吊装就位前基本绑扎成型。
        3.4构件生产运输
        预制构件生产过程最重要的是关注两个验收：首件验收和驻场验收。预制构件模具制作完成后制作的首件预制构件应进行首件验收，构件施工过程中，监理单位及总包单位派驻场人员对构件及模具进行验收，并对每个批次的构件施工过程进行影像资料收集。驻场管理为项目安全质量管理的底线，必须认真执行，驻场人员需对构件厂隐检资料及出厂合格资料进行签认，同时对质量进行监督。
        构件运输过程中叠合板等水平构件运输垫木应上下对齐，且要求叠放不得超过 6 层，在底板的边部或与绳索接触处的混凝土，采用衬垫加以保护；墙板运输需在人字架两侧对称放置，外立面用塑料薄膜包裹保护，运输架增设防止运输架前、后、左、右四个方向移位的限制块；预制楼梯采用叠合平放方式运输，预制楼梯之间用垫木隔离，不同型号楼梯应分别码放，码放高度不超过三层。构件应尽量安排夜间进场，减少占用塔机日间工作时间；梯间隔墙采用堆放架插放或靠放，堆放架应具有足够的承载力和刚度；预制叠合板、预制楼梯宜采用叠放方式。
        4 结语
        与其他发达国家相比，我国现阶段装配式建筑的比率较低，自 2015 年以来，在政策的大力推广下，各地区装配式建筑施工面积逐年递增。装配式建筑模块化施工方式，使预制构件可以在生产车间进行大批量预制、加工，现场只需要进行构件组合拼装施工。传统的建造方式存在施工工期长，人工劳动力大，产生建筑垃圾，造成材料资源的浪费等现象。装配式构件的工厂化预制方式能够精准地确定构件生产量，减少资源浪费，符合国家节能环保政策。伴随装配式建筑标准及施工技术的不断完善，装配式建筑将会越来越标准化、集成化以及模式化，在建筑工程领域中的应用将越来越广泛。
        参考文献：
        [1]崔庆彪.装配式混凝土结构构件及施工注意事项[J].科技信息，2013，（08）：433+436.
        [2]白庶，张艳坤，韩凤，张德海，李微.BIM 技术在装配式建筑中的应用价值析[J].建筑经济，2015，（11）：106-109.
        作者简介：
        马全，身份证号码：1306821981****4239。