钢构架骨架预制模壳装配整体式框架结构及其施工工艺

孟瑞军

摘 要

本文基于我国建筑业从传统建造方式向装配式建造方式转型的大环境，提出了一种钢构架骨架预制模壳装配整体式框架结构，并给出了该结构的具体施工工艺。

关键词

永久模板;框架结构;RC结构;钢构架

中图分类号： TU398.9                   文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.077

0 引言

目前我国建筑行业正处于从传统建造方式向工业化建造方式转型发展的时期。传统的建造工艺由于存在施工周期长、施工现场人员需要量大、扬尘、废气、废水、噪声等环境污大、染耗能大、资源浪费大等缺点，已越来越跟不上我国社会、经济发展的需求。装配式建造工艺具有节能、环保、施工周期快、节省劳动力等优点，符合工业化发展方向，已得到国家、社会的重视[1-3]。2018年7月19日，住房城乡建设部办公厅下发关于行业标准《预制预应力混凝土装配整体式结构技术标准》公开征求意见的通知、2019年2月2日住建部下发关于《住建部开展农村住房建设试点工作，明确探索装配式建筑》的文件，促进了我国装配式建造方式进一步深入发展。

预制永久性模板（Stay-in-place formwork，下简称：SIP-F）叠合核心现浇混凝土建造方式是预制装配式建造方式的一个重要方向。该类建造方式有如下优点：SIP-F在工厂预制，可以保证结构构件的制作精度、外观质量，运至施工现场与现浇混凝土叠合，一方面，节省了大量的模板工程量，从而节省了人力、物力，加快了施工速度，减少了现场施工环境污染、能源浪费;另外一方面，保证了结构的大量核心混凝土连续浇筑，从而保证了结构的整体性、保证了结构的抗震性能[4-6]。

本文提出了一种钢构架骨架预制模壳装配整体式框架结构，并给出了其具体的施工工艺。

1 钢构架骨架预制模壳装配整体式框架结构的概念

钢构架骨架预制模壳装配整体式框架结构，由钢构架骨架预制模壳框架梁和钢构架骨架预制模壳框架柱组成。所谓钢构架骨架预制模壳框架梁、柱，即，通过在钢构架外侧组装增强型混凝土薄板制作成梁、柱的预制模壳，见图1、图2。梁、柱预制模壳吊装定位并做好相邻梁、相邻柱的钢构架的连接后浇筑梁、柱核心区和板面混凝土形成整体结构，其中钢构架既作为预制模壳的骨架，在模壳吊装时承受吊装荷载及模壳吊装后承受混凝土浇筑等施工荷载，结构形成后又替代常用的钢筋笼作为梁、柱的受力骨架，承受结构上的设计荷载。

该结构中，钢构架由纵向弦杆和横向缀条通过焊接或螺栓连接形成;纵向弦杆采用角钢或钢板条，横向缀条采用钢板条，梁预制模壳所用横向缀条留有组装增强型混凝土薄板的螺栓孔，柱预制模壳所用横向缀条焊有组装增强型混凝土薄板的螺栓杆。

该结构中，增强型混凝土薄板可以采用纤维织物网增强或钢丝网增强，其上留有螺栓组装孔，通过螺栓连接组装在钢构架外侧。

该结构中，梁的预制模壳的钢构架顶面高出两侧混凝土板顶面，高出的高度为楼板厚度减去楼板板面钢筋的直径与保护层厚度之和;钢构架的上、下弦杆在预制模壳两端伸出，伸出长度为锚固、搭接或螺栓连接或焊接所需长度。

该结构中，柱的预制模壳在与梁连接的位置，所对应的侧面上留有“U”形企口，见图3，其宽度为梁外边缘宽度，其高度为梁底到板面的高度;除了顶层外，钢构架的上端伸出预制模壳外，伸出长度为搭接所需长度。

该结构中，相邻梁钢构架的连接是将相邻梁钢构架的弦杆进行焊接或搭接，相邻柱钢构架的连接是将相邻柱钢构架的弦杆进行搭接。

2 钢构架骨架预制模壳装配整体式框架结构施工工艺

首先，根据结构设计要求的钢构架骨架预制模壳梁、柱尺寸，在工厂制作在特定位置带有螺栓孔的采用钢丝网增强的混凝土薄板。然后，根据钢构架骨架预制模壳梁、柱满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，制作梁、柱的钢构架。接着，将梁的混凝土薄板与钢构架通过螺栓组装形成梁的预制模壳，如附图1所示，其中，钢构架的纵向弦杆伸出预制模壳两端，伸出长度为锚固、搭接或螺栓连接或焊接所需长度;同时，将柱的混凝土薄板与钢构架通过螺栓组装形成柱的预制模壳，如附图3所示。最后，將梁、柱的预制模壳运至施工现场，并按如下步骤进行施工。

（1）在基础上放线定位。

（2）吊装柱预制模壳并进行定位、固定。

（3）吊装梁预制模壳并进行定位、固定。

（梁、柱预制模壳的连接示意图见附图1）

（4）重复步骤（2）到（3）完成本层梁、柱预制模壳的定位、固定。

（5）对相邻梁的纵向弦杆进行焊接连接。

（6）吊装预制叠合板并进行定位、固定。

（7）同时在梁、柱预制模壳内浇筑核心混凝土和在预制叠合板上浇筑板面混凝土。

（8）重复（2）到（7）各步骤进行下一层施工。

3 结论

本文给出了一种钢构架骨架预制模壳装配整体式框架结构，并给出了该结构的具体施工工艺。该结构的预制模壳制作简便，可以工厂化生产，且由于预制模壳较轻，因此运输、吊装方便。给出的施工工艺简单易行，因此施工质量容易得到保证。

参考文献

[1]马子腾. 装配式建筑在我国工程建设中的应用[J]. 工程建设与设计，2019，（07）：51-52+56.

[2]宋京平.装配式建筑是建筑业发展大方向[N].中国建设报，2018-11-12（008）.

[3]郑玉婷.装配式建筑可持续发展评价研究[D].西安建筑科技大学，2018.

[4]张大长，支正东，卢中强，金如元，刘亚非.外壳预制核心现浇RC梁抗弯承载力的试验研究[J].工程力学，2009，26（5）：164-170.

[5]张大长，支正东，卢中强，金如元.外壳预制核心现浇装配式RC柱抗震性能的试验研究[J].工程力学，2009，26（8）：25-29.

[6]支正东，张大长，荀勇，卢中强.外壳预制核心现浇装配整体式RC梁抗剪性能的试验研究[J].工程力学，2012，29（12）：242-248.