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    裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的關(guān)鍵問(wèn)題探究

    2019-09-17 10:25:47姜自艷
    居業(yè) 2019年4期
    關(guān)鍵詞:關(guān)鍵問(wèn)題

    姜自艷

    [摘要]裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程當(dāng)中應(yīng)用具有較多優(yōu)勢(shì),裝配式鋼材料具有環(huán)保性能,施工工序簡(jiǎn)潔并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強(qiáng)度、承重性能都較強(qiáng),而且施工造價(jià)較低,材料利用率較高。但是裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的處理難度較大,如果處理不當(dāng)將直接影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,在施工期間需要對(duì)樓板拼接板縫的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注和處理,以保證裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。本文對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探究。

    [關(guān)鍵詞]裝配式鋼結(jié)構(gòu);樓板拼接縫;關(guān)鍵問(wèn)題

    文章編號(hào):2095 - 4085( 2019) 04 - 0029 - 02

    1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫處理的重要性

    裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程當(dāng)中使用頻率持續(xù)遞增,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)特征,能夠節(jié)約資源,提升建筑結(jié)構(gòu)性能和保證建筑工程安全性,可以說(shuō)裝配式鋼結(jié)構(gòu)對(duì)建筑工程行業(yè)發(fā)展有不可磨滅的貢獻(xiàn)。但是裝配式鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中樓板拼接縫對(duì)于整體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)影響顯著,樓板拼接縫主要會(huì)影響樓板整體的受力效果,拼接縫會(huì)弱化樓板剛度。各個(gè)樓板之間需要相互支撐協(xié)作,分散承受力以保證結(jié)構(gòu)的剛度,但是拼接縫會(huì)使樓板之間協(xié)作性能下降,導(dǎo)致樓板整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響,因而裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的處理,是施工質(zhì)量控制的重中之重。

    2裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的關(guān)鍵問(wèn)題

    裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的存在與連接構(gòu)件有直接關(guān)聯(lián),不同的板縫連接構(gòu)件應(yīng)用對(duì)拼接縫作用均不相同。想要改善裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的問(wèn)題,需要從連接構(gòu)件人手。本文主要分析幾種不同連接構(gòu)件應(yīng)用來(lái)找尋拼接縫連接件使用的最優(yōu)方案,并利用有限元模擬分析技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐模擬,明確樓板拼接縫的關(guān)鍵問(wèn)題。

    2.1 樓板拼接縫連接構(gòu)件應(yīng)用設(shè)計(jì)

    樓板拼接縫連接構(gòu)件目前主要有梁連接件,板連接件,梁板連接件等,對(duì)于每種連接件來(lái)說(shuō),需要使用相應(yīng)規(guī)格的螺栓進(jìn)行拼接。首先,梁連接件使用可以直接應(yīng)用在拼接縫處,拼接縫表面不會(huì)因此而變形。但是連接件的螺栓與樓板之間的間隔比較長(zhǎng),對(duì)樓板拼接板縫的固定效果較弱。其次,板連接件的連接方式比較簡(jiǎn)單,但是應(yīng)用后會(huì)使樓板板縫產(chǎn)生變形,而且對(duì)拼接縫的作用力是間接的,固定效果也比較小。梁板連接件對(duì)樓板板縫的固定效果比較明顯,作用力比較大,但是這種連接件的使用拼裝工序較多,施工技術(shù)較難,還會(huì)使樓板拼接縫產(chǎn)生變形。

    由于這幾種連接構(gòu)件的性能存在較大的差異,連接件的合理分布就非常重要,需要設(shè)計(jì)多種連接件分布方案進(jìn)行比較優(yōu)化,需要準(zhǔn)備一整塊裝配式樓板然后分為兩塊,設(shè)計(jì)多種方案利用連接件拼裝兩塊樓板,控制連接件之間的間距和數(shù)量。具體方案如下。(1)連接件2個(gè),間距1.Sm。(2)連接件3個(gè),間距1. Om。(3)連接件4個(gè),間距0.68m。(4)連接件2個(gè),間距2m。(5)連接件2個(gè),間距1.3m。(6)連接件3個(gè),間距0.75m。(7)連接件5個(gè),間距0. Sm。

    2.2有限元模型建立

    有限元模型分析技術(shù)通過(guò)模擬結(jié)構(gòu)建立,并利用網(wǎng)格分析和數(shù)字計(jì)算技術(shù),能夠準(zhǔn)確分析不同連接件設(shè)計(jì)方式的作用效果。根據(jù)樓板拼接縫連接構(gòu)件應(yīng)用設(shè)計(jì)方案,構(gòu)建相應(yīng)的裝配式樓板有限元模型。首先要建立整體樓板的有限元模型,然后建立以上不同間距方案的連接件樓板模型。模型建立完成后,將結(jié)構(gòu)以網(wǎng)格形式進(jìn)行分化建立,構(gòu)成若干單元格。

    2.3 裝配式樓板連接結(jié)構(gòu)作用力效果分析

    在有限元裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板模型當(dāng)中,主體結(jié)構(gòu)包括混凝土板,鋼板,連接構(gòu)件。利用連接件混凝土板與鋼板之間形成連接結(jié)構(gòu),對(duì)各種力作用進(jìn)行分析,樓板結(jié)構(gòu)由連接件進(jìn)行固定,摩擦作用力變小,拼接縫的移動(dòng)效果降低。樓板結(jié)構(gòu)平面具有剛度,因拼接縫存在樓板之間剪力傳遞出現(xiàn)間斷,而通過(guò)連接件樓板整體平面的剪力可以順利傳遞。連接件的應(yīng)用可以固定拼接縫,提高樓板整體的承受能力,穩(wěn)定性,強(qiáng)度和剛度。

    2.4不同設(shè)計(jì)方案成效分析

    樓板拼接縫處設(shè)計(jì)不同連接件分布形式,所產(chǎn)生的作用均顯現(xiàn)較大差異。利用有限元模型計(jì)算技術(shù),可以對(duì)結(jié)構(gòu)不同應(yīng)力變化進(jìn)行明確,包括受壓損傷,承載力,拉力等等,下面對(duì)其詳情進(jìn)行分析。

    2. 4.1 受壓損傷

    樓板混凝土受壓破壞部位主要出現(xiàn)在樓板角部及與梁端部位相連的樓板混凝土,連接件拼接處的樓板混凝土受壓破壞晚于前二者。連接件的種類對(duì)模型破壞特征有明顯影響,連接件間隔相同時(shí)采用板連接件和梁板連接件的樓板,混凝土受壓破壞面積大,樓板整體利用率大。采用梁連接的樓板,混凝土受壓破壞面積小,集中于局部。裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接需要承受不同形式的作用力,樓板結(jié)構(gòu)損傷會(huì)影響樓板整體的性能,因而在實(shí)際樓板拼接縫連接時(shí)需要選擇適宜的連接件類型。

    2.4.2拉力產(chǎn)生的損傷

    樓板混凝土受拉破壞部位主要出現(xiàn)在樓板角部和梁端部位樓板,梁連接件處樓板混凝土受拉全部未破壞,板連接件處樓板在連接件間隔大于等于1. 2m時(shí)混凝土受拉破壞,梁板連接件處樓板在連接件間隔大于等于2. Om時(shí)混凝土受拉破壞。連接件間隔相同時(shí)采用板連接件和梁板連接件的樓板,混凝土受拉破壞面積大,樓板整體利用率大;采用梁連接的樓板,混凝土受拉破壞面積小,集中于局部。

    隨著連接件間隔的減小,采用板連接件和梁板連接件的樓板混凝土受拉破壞的面積逐漸增大,連接件間隔越小越接近整板模型的破壞。梁連接件間隔的減小對(duì)樓板混凝土受拉破壞的約束,影響不大。因而連接件的形式和連接件之間的距離對(duì)于樓板拉力損傷來(lái)說(shuō)都有不同的影響,實(shí)際設(shè)計(jì)連接方案時(shí)需要綜合進(jìn)行考量。

    2.4.3樓板連接應(yīng)力效果

    裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板本身會(huì)受到多種壓力,本身需要產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力來(lái)保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。利用連接件連接樓板板縫,樓板的應(yīng)力效果得到提升。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),連接件之間間距變小樓板的受力面積會(huì)擴(kuò)大,力的作用會(huì)分散到樓板各處,樓板的應(yīng)力作用就隨之增強(qiáng)。其中板連接件與梁連接件的應(yīng)用,樓板應(yīng)力效果優(yōu)化幅度較大。在本文研究設(shè)計(jì)的幾種連接方案當(dāng)中,應(yīng)用板連接件間距小于0. 75m的方案和應(yīng)用梁連接件間距小于1. Om的方案樓板連接應(yīng)力效果良好。

    2.4.4承載力

    通過(guò)模型計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)梁連接件應(yīng)用后,樓板結(jié)構(gòu)的承載力沒(méi)有明顯的變化,而且與標(biāo)準(zhǔn)的樓板承載力相比還有較大的差距。板連接樓板和梁板連接件應(yīng)用可以提升樓板結(jié)構(gòu)的承載力,連接件之間的間距與拼接縫變化成正比變化趨勢(shì),間距越小拼接縫位移就越小。在實(shí)際連接期間通過(guò)計(jì)算可以找到最佳的間距距離。

    2.4.5結(jié)論

    通過(guò)對(duì)不同連接方式和不同連接間距形式所產(chǎn)生效果的分析,可以發(fā)現(xiàn)影響裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的關(guān)鍵問(wèn)題是連接件應(yīng)用種類,連接件間距??傮w來(lái)講,梁連接件需要與其它連接件種類共同使用,板連接件和梁板連接件應(yīng)用能夠有效提升樓板拼接縫的質(zhì)量。同時(shí)連接件間距控制也是關(guān)鍵,板連接件間距不能超過(guò)0. 75m,梁板連接件間距不能超過(guò)1.Om。

    3結(jié)語(yǔ)

    裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的存在對(duì)整體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量影響較大,通過(guò)本文的研究與分析,利用連接件連接樓板拼接縫能夠優(yōu)化拼接縫的使用質(zhì)量,能夠減少樓板結(jié)構(gòu)的損傷使樓板受力作用均衡,提升樓板整體結(jié)構(gòu)的承載力。但想要切實(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化效果,需要對(duì)連接件種類和連接件間距分布進(jìn)行合理的規(guī)劃,從而保證裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫應(yīng)用質(zhì)量和安全。

    參考文獻(xiàn):

    [1]張建強(qiáng),張傳慶,Zhang Jianqiang,等.模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)板塊接縫處栓釘受力性能研究[J].鋼結(jié)構(gòu),2016, 31 (6):46 -49.

    [2]張國(guó)秀.樓板接縫對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)抗震性能的影響研究[D].唐山:華北理工大學(xué),2016.

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