试论装配式混凝土结构关键连接技术

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷8期   作者:倪特福
[导读] 在进行建筑工程施工时,建筑施工单位必须保证工程与施工质量要求相符合,
        倪特福
        承德绿建建筑节能科技有限公司,河北 承德  067000
        摘要:在进行建筑工程施工时,建筑施工单位必须保证工程与施工质量要求相符合,并对施工综合效益提升进行全面的分析和考虑。而应用装配式混凝土结构进行施工时,选择不同的连接技术,对整个工程产生深远的影响。当前装配式混凝土结构正处于不断发展之中,只有不断加强研究,研发更多新型连接技术,才能充分利用装配式混凝土结构促进我国建筑行业的发展。
        关键词:装配式;混凝土结构;关键连接技术
        
        一、装配式混凝土结构的发展分析
        未来中国建筑业需要迈上绿色化、工业化、社会化、信息化发展之路。绿色化:绿色建造是现代建造文明的集中表现,是房屋建造过程整体素质的全面提升。工业化:标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修是未来新型工业化建造方式。加强自动化、智能化生产设备研发及应用。社会化:EPC工程总承包是实现工程建设的专业化、集约化和社会化大生产的重要途径。信息化:信息化与工业化的深度融合,信息技术必将成为建筑业未来的重要工具和手段。装配式混凝土结构在构建和具体应用过程中,其自身受限于钢筋+混凝土材料基本特征,为了避免受到各种不同类型因素的影响,同时还要保证施工质量、施工效率的有效提升,就必须要结合实际情况,对各种不同类型的先进技术手段等进行合理的引进和利用。通过这种方式在实践中的有效落实,可以为装配式混凝土结构自身的整体性能起到良好的提升作用,同时还可以推动建筑行业的稳定发展。
        装配式混凝土结构是近年来建筑行业在发展过程中非常重要的一种结构形式,对建筑物自身的整体质量具有非常重要的影响和作用。首先,在对预制构件进行设计时,必须要遵循最标准化最基本的特征要求,要想保证该结构的稳定性和使用效果,就必须要针对各种不同类型的建筑物,对截面尺寸进行确定,才能够在实践中最大限度保证生产的标准化。与此同时,还要加强对截面尺寸、钢筋定位等这些因素的系统性分析和研究。再次,预制构件在实际连接过程中,连接是否具有非常良好的可靠性,会直接影响到预制构件结构自身的安全性和稳定性。所以在这种形势下,就必须要结合实际要求,采取有针对性的措施,促使连接的可靠性得到有效提升。在实践中还与预制构件的受力特征进行有效结合,这样可以与实际情况进行结合,选择符合实际要求的施工方式,为装配式混凝土结构的稳定性提供保障。

        二、装配式混凝土结构中的关键连接技术
        在我国装配式混凝土结构的发展中,对于其中的关键连接技术有很多种,目前我国装配式混凝土结构设计中主要的连接技术有以下几种:
        2.1套筒灌浆连接
        装配式混凝土结构设计中的关键连接技术之一的套筒灌浆连接是将带肋钢筋插入内腔带沟槽的钢筋套筒,然后灌入专用高强、无收缩灌浆料,达到高于钢筋母材强度的连接效果。它主要用于预制混凝土剪力墙、预制混凝土框架柱、预制混凝土的框架梁等应用之中,它的接头采用直螺纹和水泥灌浆复合连接型式,缩短了接头长度,简化了预制构件的钢筋连接生产工艺,在连接套筒上采用优质碳素钢原材料机械加工而成,套筒的强度高、性能好,超过传统的球墨铸铁铸造产品还配套开发了接头专用灌浆材料,其具有流动度大、操作时间长、早强性能好、终期强度比较高的优点。
        灌浆套筒施工过程中同时存在一些自身问题。连接难度大,墙体安装过程中,将下层墙体的钢筋逐根对应插入套筒中,构件制作安装要求精度高。缺乏有效套筒灌浆检测手段,结构安全性依赖于现场灌浆操作人员水平。冬季低温情况下灌浆材料的适应温度达不到要求,影响冬季施工进度。套筒及灌浆成本较高,不利于整体成本控制。
        2.2浆锚搭接连接
        浆锚搭接连接是指混凝土预制构件连接部位一端为空腔,通过灌注专用水泥基高强无收缩灌浆料与螺纹钢筋连接。

浆锚连接灌浆料是一种以水泥为基本材料,配以适当的细骨料,以及少量的外加剂和其它材料组成的干混料。浆锚搭接连接方式采用预留孔洞插筋后灌浆的间接搭接连接、金属波纹管浆锚搭接连接、螺旋箍筋约束浆锚搭接连接,它可连接12~25和28~40范围的HRB335/400钢筋,达到JGJ107规定的最高性能等级1级。同样施工过程中存在安装困难,缺乏检测手段以及受限于灌浆料材质等缺陷。
        2.3现浇连接
        现浇连接技术也是最重要的一种连接技术。以等同现浇理念设计的现浇连接节点尽最大程度接近现浇混凝土结构,整体性能与刚度较好,适合于抗震设防及整体性要求较高的建筑。现浇连接混凝土结构在今天得到了广泛的应用,主要有一下几种类型:
        (1)预制空心剪力墙体系(EVE)是一种采用预制空心板构件、现场组装连接成整体的装配式结构技术。空心板具有生产安装效率高、产品和工艺标准化程度高等特点,是一项集设计、生产、施工一体化的技术体系。适用于低层、多层、小高层住宅建筑。墙体及边缘构件竖向钢筋均在空腔内采用搭接连接,墙体与楼板叠合层现浇混凝土同步一次性浇筑,便于检查并确保钢筋连接质量。
        (2)叠合式剪力墙体系(双皮墙)是一种工厂预制两片墙叠合,两片墙之间由格构钢筋连接,内芯预留后浇混凝土区域,纵向钢筋在后浇区域内搭接连接的装配式结构技术。可应用于地下建筑外墙装配。优点是上下层剪力墙现浇连接,预制部分代替了部分模板,可全自动化生产。同时存在一些不足,纵向钢筋连接需要现场单独绑扎,新旧混凝土连接的整体性及如何实现结构保温装饰一体化等问题急需解决。
        (3)纵肋叠合剪力墙结构是一种特殊空心结构墙板,纵向钢筋在空心内环锚搭接连接的结构形式,这种连接有效的降低了钢筋搭接长度。外墙仍然采用“结构保温装饰一体化”三明治结构,可充分利用现有流水线设备,采用反打工艺实现清水混凝土、艺术混凝土、瓷板饰面效果,外墙保温防火性好,也更耐久性。用免套筒钢筋搭接连接技术,避免套筒灌浆安全隐患。通过墙板空腔内搭接钢筋和后浇混凝土形成整体结构;实验研究证明,该体系的抗震性能与现浇结构基本一致,完全满足国家现行标准要求。
        2.4焊接连接
        随着装配式技术的发展,一些体系将型钢混凝土结构引入装配式混凝土结构中形成新型组合结构形式。预制构件内预埋型钢,纵向连接采用焊接型钢与纵向钢筋搭接连接共同受力,充分发挥各自优点。首先新型结构承载能力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件的承载能力。其次组合结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高。再次组合结构较钢结构在耐久性、耐火等方面均胜一筹。混凝土外壳能与钢结构共同受力。
        2.5螺栓连接
        免支模干式连接体系中,采用螺栓连接。其中竖向连接通过在墙端预留T型键槽,墙内预留高强度钢丝绳连接环。相邻两片墙就位后,连接环内插入钢筋,灌浆料填充。横向连接通过墙体底部预埋刚性连接座,螺栓紧固连接上下层墙体。这种结构适用于底层建筑,连接节点简单快速,免支模效率高。
        三、结束语
        综上所述,虽然我国的建筑施工技术得到了快速的发展,尤其是道路桥梁修建技术在世界范围内具有重要的影响。但是对于装配式混凝土结构的连接技术发展来说还需要经历一定时期的优化过程。近些年,随着各类检测技术的快发发展,对装配式混凝土结构的连接技术的优点和缺陷有了更深的认识,对进一步研究优化措施有积极的作用。此外,全面保障装配式混凝土连接的施工质量,在施工过程中不同阶段加强安全监管,对提高施工质量和促进企业经济发展有推动作用。
        
        参考文献:
        [1]詹婧洁.装配式混凝土结构的关键连接及相关检测技术[J].广东土木与建筑,2019,26(11):96-100.
        [2]王亚超,李俊峰,蒋世林,等.装配式混凝土结构设计关键连接技术研究[J].建筑结构,2016,46(10):91-94,106.
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