张福龙 包朋华
摘 要:预制混凝土装配式建筑节点连接技术是制约装配式建筑发展的难题,是装配式建筑市场研究的核心问题。本文论述了装配式建筑的结构体系,总结了常用预制装配式建筑节点连接方式的使用特点,着重分析了浆锚连接和注浆套筒连接的技术特点,讨论了预制混凝土装配式结构连接技术有待解决的问题及发展方向。
关键词:装配式;节点;连接
2016年以来,国家和各级地方政府大力推进装配式建筑。传统建筑业人工成本不断上升,各地环保政策约束传统建筑业发展,城镇化建设发展也促进了建筑业工业化的推广。装配式建筑是现阶段建筑业的一场革命,也是改变社会生产方式的一种革新。
一、装配式建筑的结构体系
装配式建筑的设计、吊装施工中,采用《装配式混凝土结构技术规程》(JSJ1-2014)“基本等筒现浇结构”的概念,在结构整体深化设计、预制构件生产、预制构件吊装、预制构件连接设计上,使装配式建筑的结构性能、整体性能与现浇结完全相同,并在保温性能、抗震性能上远超现浇结构[1]。
装配式建筑的技术难题主要集中在节点连接设计上,解决好装配式建筑的节点连接技术,可提升装配式建筑的预制率,增加装配式推广的深度和广度。
二、装配式建筑节点连接
装配式建筑节点连接主要通过混凝土和钢材等主体结构材料连接,分为湿连接、干连接。干连接施工便捷,更符合工业化、装配化发展趋势。湿连接具有整体性、稳定性和抗震性[2]。
现阶段,我国装配式建筑结构连接以钢筋套筒注浆连接技术、浆锚连接技术为主,结合多种连接方式共同发展,每种构件连接技术都有各自的使用特点,下面分析一下我国常用的几种构件连接技术特点:
(1)坐浆连接
预制剪力墙坐浆连接是类似于砌体结构砌砖的坐浆方法,预制剪力墙与楼板之间通过20-30mm厚的坐漿材料粘结。剪力墙坐浆连接技术存在隐患,坐浆材料价格高,工程使用案例少,可借鉴性小,连接部位的粗糙度会影响连接处的抗剪能力,影响结构的整体抗剪能力。
(2)焊接连接
装配式混凝土施工中,框架梁接头与框架梁、柱节点处,水平钢筋宜采用焊接。焊接连接施工方便、产生的施工垃圾较少,工期短,生产效率高。但是焊接连接处未设置明显的塑性铰,受力过于集中,能量消耗性能差,抗震性能差,在反复荷载作用下连接处容易发生脆裂破坏,还会产生焊接应力与变形。
(3)后浇整体式连接
后浇整体式连接主要用在板和梁、墙的连接,预制墙板与预制墙板的连接。以预制叠合板整体式后浇施工为例,这种施工方式取代传统施工中底板模铺设和底板筋绑扎两道工序,加快一部分支底模和绑底板筋的施工进度,减少模板的使用量,节约成本,改进传统的施工方法。叠合面的抗剪能力是确保预制薄叠合板与现浇混凝土层共同工作的关键,必须进行验算,根据计算结果,适量增加叠合面的抗剪钢筋[3]。
(4)浆锚连接
预制混凝土构件的一端预留连接孔,螺纹钢筋、膨胀螺栓、镀锌螺栓等锚件插入预留连接孔内,再通过注入高强连接浆料将预制构件与锚件连接。浆锚连接技术主要适用于墙与基础的连接、板与板的连接、墙与墙的垂直连接、外墙与楼板的连接使用浆锚连接技术时,需对预留连接孔构造要求、灌浆料、锚件做充足的力学性能及适用性的试验验证,验证灌浆料的流动性、泌水性、早强性、高强膨胀性、对钢筋的腐蚀性等物理性能,考虑锚件的强度、尺寸,直径大于20mm的钢筋不应采用浆锚连接,直接承受动力荷载构件的纵向锚件不应采用浆锚连接。
(5)套筒注浆连接
钢筋套筒注浆连接技术是我国现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JSJ1-2014)推荐的装配式节点连接方法,并在2015年实施了《钢筋套筒注浆连接应用技术规范》(JGJ 355-2015)行业标准,但现阶段套筒注浆连接的施工使用和质量检查等方面存在以下问题:
①套筒注浆连接技术不适合运用在剪力墙结构上。剪力墙内部纵筋直径小且数量多,同一片墙需要对多个孔,施工困难。
②注浆套筒连接技术不能保证套筒内的钢筋完全对接,注浆不能完全包裹住两端钢筋,达不到试验状态下的力学强度。
③套筒式预埋固定在上部构件中,在与下部构件预埋钢筋连接时,易出现对孔尺寸误差。
针对以上施工问题,装配式建筑厂家进行改进,将隐蔽套筒注浆连接改为后浇套筒注浆连接,将套筒裸露在上部构件底部,注浆后,再进行二次浇筑。后浇套筒注浆技术减轻了对孔施工难度,并保证两端钢筋完全对接,使注浆完全包裹两端钢筋,达到最优的力学性能。
三、结束语
装配式建筑的推广符合我国未来发展的需要,在我国政策的激励下,装配式建筑市场出现多样的发展方式,但是这种发展需要政府的正确引导,政府相关部门可联合高校研究机构,对节点连接处进行探究,形成具体的规范,培养专业的技术人员,使我国装配式建筑的发展稳步发展。
参考文献
[1]张超.基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究[D].南京:东南大学,2016:5-21
[2]王水超.装配式结构安装施工技术[J].城市建设理论研究,2016(10):35-36.
[3]曾敏.胡翔.陈培良.薛伟辰.预应力混凝土叠合板试验及计算方法研究[J].住宅科技,2016(4):13-17.
作者简介:
张福龙(1987-),男,主要从事房地产开发及工地现场管理工作。
(作者单位:1.青岛君如意实业有限公司;2.山东科技大学)