荣晓光
中国二冶集团有限公司 内蒙古包头市 014010
摘要:随着我国经济的发展,建筑行业也因市场需求的持续增加获得巨大发展空间,与此同时,一些建筑施工工艺和技术获得了深入研究和开发,特别是高层建筑的一些技术,在实际建设中发挥了重要作用,而对于技术的发展和创新也一直都是建筑企业高度关注的内容。系统探究了装配式钢结构梁柱连接节点的处理技术,该结构连接处理在目前的施工建设中得到非常广泛的应用,深入研究和分析该技术,对于相关施工环节的建设有直接帮助。
关键词:装配式;钢结构梁柱;连接节点
引言
随着建筑行业的不断发展,经济水平的提高加快了城市化的步伐,也推动了快速装配式钢结构在房屋建设中的发展应用。为了更好地促进建筑企业的发展,对快速装配式钢结构在房屋施工中的应用进行了研究,提升施工质量,发挥钢结构在房屋施工中的最大价值。
1.装配式建筑施工概述
装配式建筑因其在施工中所展现的优势,在欧美等发达国家得以大范围应用,并对整个建筑领域产生了较大影响。(1)我国在装配式建筑的研究起步较晚。(2)在相关市场需求方面不够强烈。直到近些年来建筑领域的工业化与信息化建设达到较高水平,装配式建筑才成为一个重要的方面,引起国内更多的关注。装配式施工的最大优势体现在对施工周期的大幅缩短,整个工程质量也能得到充分保障,在生态环保建设上的良好表现也是非常重要的方面。在实际施工中,建筑主体结构采用钢结构装配式梁柱连接形式作为最核心的施工选择,所有部分和配件都已在工厂生产制造完成,在施工现场直接进行这些部件的连接安装,即可实现建设目的。针对钢结构中各种节点的连接方式,多以螺栓取代焊接,这种方式在确保工程项目施工质量的条件下,排除施工现场进行焊接作业的各种负面影响,通过优化构造设计使整个建筑装配效率得到进一步提升和强化。新材料和新工艺可为整个装配式建筑施工提供更有效的支持。与此同时,设计理论与设计方法的创新发展也为装配式建筑的优化和完善提供了强大的动力。最为关键的一点就是整个装配式建筑市场需求迅速扩大,使该领域的投资和具体应用都获得了较大发展。从未来发展的趋势看,装配式建筑非常适合我国的建设实际,也必然会在未来的城市建设中发挥更大的作用。
2.装配式钢结构施工中面临的问题
2.1 复杂性问题
快速装配式钢结构就是要把钢结构、围护系统、设备与管线系统和内装系统进行统一整合。房屋施工设计人员在进行房屋设计时不仅要计算整合施工结构,还要充分考虑各个环节中可能出现的问题。钢结构材料遇到高温容易变形,具有一定的安全风险,为确保施工的安全性和质量,对施工方案要严格的核查,加大了施工难度,复杂性较高。
2.2 设计问题
随着我国建筑工程施工标准的大力改革,各类装配式钢结构建筑工程逐渐朝着“成本低、周期短、质量高”的新型建筑管理目标迈进[2]。但装配式钢结构建筑的设计还存在一些问题。1)设计不够规范 到目前为止,我国对于装配式钢结构的施工技术还没有统一的标准,也没有建立统一的安全法规,与发达国家相比,差距仍然很大。2)部件发展落后 钢结构部件生产技术落后,无法形成产业化的生产规模,功能比较单一,而且生产厂家的技术水平有待改善,生产质量问题仍然存在。3)装配工艺问题 对于 Conxtech 这类结构系统来说,盖板和梁并不是一个有机的整体,选择的是现场浇筑盖板,装配的是柱和梁,柱单元和梁单元分别是一个整体,在工厂进行预生产,运到施工现场进行组装。
2.3 装配式钢结构建筑中管线敷设问题
装配式钢结构建筑体系是一项系统性较强的项目,各个零件需要在建筑设计中统一调配考虑。
装配式钢结构主要是使用预制构件,各种设备和管线的敷设在设计上有很多的注意事项,在传统建筑左右对称的房间设计中,设计师往往利用类似 CAD 的制图软件进行镜像命令,但在装配式钢结构建筑中还采取传统的设计方式,将会增加工厂中预制墙体的种类[3]。除此之外,就是叠合楼板中敷设管线的问题。由于叠合楼板中的厚度与普通楼层的楼板有差异,在楼板内敷设多条交叉的管线时,综合深埋以及叠合板钢筋的要求是无法满足敷设2 根以上交叉管线的。因此,设计时要控制交叉数量以及使用一定量的预埋管,才能更好地满足装配式钢结构的管线敷设要求。
3.装配式钢结构梁柱连接节点研究
3.1 强柱弱梁设计原则
在整个建筑结构中,梁与柱具有完全不同的性能和功能,因此须根据这些基本条件对其进行设计。由于柱体在整个建筑结构中的承重作用,柱体设计则要强化其在承重能力上的表现。同时,梁体在承重能力上并不需要具备与柱体同样的标准,且因其自重和成本控制等因素,也需要在设计中只保持必要的规格和强度。基于此,强柱弱梁的设计原则须充分体现。强柱弱梁设计要突出柱体主承重结构的特点,使梁部能够降低受力。在设计中,其方法主要是对柱体横截面积增加,进而使得柱体承压力显著增强。考虑承受外力不变的情况,柱体截面积的增加能降低单位面积上的受力,反之柱体的截面受力面积越大,柱体能承载的应力也就越大。在实际设计中,应结合实际受力情况进行合理设计,使柱体的应力受力水平得到充分利用,使整个建筑的内部空间利用效率实现最大化。强柱弱梁。强柱弱梁指的就是使框架结构的塑性铰在梁端出现的设计要求,使得框架结构在强烈地震作用下产生较大的内力重分布,从而增强结构的耗能能力和极限层间位移,提高抗震性能,可以防止建筑工程在强烈地震作用下出现倒塌问题[1]。强柱弱梁不但是一种手段,其也是一种目的,其手段的表现就是人们在具体设计过程中,会通过人为方式放大柱端弯矩设计值,而不放大梁;其目的的表现则是经过适当调整后,增强柱的抗弯能力,而梁不变,从而在共同受力情况下,梁会比柱先屈服,梁端先出现塑性铰。
3.2引进先进的施工技术
快速装配式钢结构的施工离不开各种技术的应用,房屋建筑工程更加离不开各种技术与机械设备,有的房屋建筑企业为了节省施工成本使用一些价格较低的材料与设备,技术水平也较低,设备在实际的施工过程中容易出现故障,耽误进程,快速装配式钢结构施工中离不开吊装技术的应用,施工中主要是钢梁和钢柱的吊装,需要注意的是在进行钢柱的吊装时要避免钢柱脚部螺栓的摩擦与损坏。吊装影响着整个施工质量,因此不管是钢梁还是钢柱都要做好安全措施,避免出现损坏,破坏结构。焊接技术就是将所有的接口焊接起来,但焊接要严格按照焊接标准进行,焊接的材料、焊接参数、焊接顺序、控制变形的要求、预热或后热或热处理要求、焊缝的外观处理等都要注意,保证焊接效果,确保施工焊接的质量。吊装与焊接技术影响房屋的稳定性。因此引进先进施工的技术,可以加快施工进程,提高了快速装配式钢结构房屋建筑的稳定性和安全性。
3.3 增强创新设计的思维意识
设计理念与设计方案的个性化、特色化是装配式钢结构建筑施工管理过程中是否具有竞争力的表现。目前,我国建筑行业由于受传统建筑设计管理模式的制约,建筑工程的施工环节仍是建筑管理的重要任务,从而造成在建筑设计管理中缺少创新思维意识。传统的建筑设计施工管理理念不符合当今社会发展的需求,对于具体的建筑施工过程无法进行有效的指导,不利于装配式钢结构建筑体系的创新发展。
结束语
装配式钢结构建筑在实际建筑施工设计中被广泛运用,这主要是因为该施工方式在便捷性和高质量保障方面具有优势。通过在各种建筑中引入该施工方法,可对整个建筑的安全性和工期及成本控制产生积极影响。钢结构梁柱连接节点技术是整个装配式结构实际施工中的关键环节,是整个施工质量的决定性因素,因此,在实际施工中会根据不同需求,对其进行优化设计,确保整体质量的同时,还可有效控制施工效率和成本。
参考文献:
[1] 曹杨,陈沸镇,龙也 . 装配式钢结构建筑的深化设计探讨 [J]. 钢结构,2016,31(2):72–76.
[2] 倪真,赵越,刘学春,等 . 模块化装配式钢结构桁架梁承载力性能研究[J]. 工业建筑,2018,44(8):14.
[3] 王燕,马强强,杨怡亭,等 . 装配式钢结构 H 形钢梁 – 钢管柱连接节点的力学性能研究[J].建筑钢结构进展,2019,21(3):13–22.