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      預(yù)制裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)淺析

      2020-02-28 21:03:27李惠
      關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆裝配式受力

      ◎李惠

      (作者單位:吉林建筑大學(xué))

      一、預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

      現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)體系施工,從搭腳手架、支模、扎筋、到混凝土澆筑,多數(shù)工作由手工勞動(dòng)完成?,F(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工存在著:噪聲擾民,粉塵污染;模板周轉(zhuǎn)材料消耗大;施工人員多,手工勞動(dòng)多,勞動(dòng)強(qiáng)度大,且熟練程度要求較高;施工速度慢,建設(shè)周期長,受自然條件影響大;混凝土外觀及內(nèi)在質(zhì)量控制難;現(xiàn)場的建筑材料浪費(fèi)嚴(yán)重等缺陷。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)與傳統(tǒng)建造方式相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):

      1.可以用各種輕質(zhì)隔墻分割室內(nèi)平面,房間布置可以靈活多變。

      2.施工方便,模板和現(xiàn)澆混凝土作業(yè)很少,預(yù)制樓板無需支撐,疊合樓板模板很少。采用預(yù)制及半預(yù)制形式,現(xiàn)場濕作業(yè)大大減少,有利于環(huán)境保護(hù)和減少施工擾民,更可以減少材料和能源浪費(fèi)。

      3.建造速度快,對(duì)周圍生活工作影響小。

      4.建筑的尺寸符合模數(shù),建筑構(gòu)件較標(biāo)準(zhǔn),具有較大的適應(yīng)性。預(yù)制構(gòu)件表面平整、外觀好、尺寸準(zhǔn)確、并且能將保溫、隔熱、水電管線布置等多方面功能要求結(jié)合起來,有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

      5.預(yù)制結(jié)構(gòu)工期短,投資回收快。由于減少了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的支模、拆模和混凝土養(yǎng)護(hù)等時(shí)間,施工速度大大加快,縮短了投資回收周期,減少了整體成本投入,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

      二、預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)分類與布置要求

      1.預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)分類。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在具體的施工使用過程中,通過根據(jù)其使用特點(diǎn),可以大致分為幾種主要的種類,分別為:裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)、裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配整體式框架-剪力墻(核心筒)結(jié)構(gòu)等主要結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)來說,裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)具有多個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于高層建筑物中對(duì)于質(zhì)量得要求十分有效,一方面具有良好的抗測的性能,還具有抗震性能,是建設(shè)高層建筑物的首要選擇。但是,我國現(xiàn)有的技術(shù)仍然存在很多的不足,在未來,需要進(jìn)一步的進(jìn)行研究,滿足建設(shè)的需要。

      2. 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)布置要求。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)于功能布置有規(guī)則、均稱、整體性的要求。其平面的長寬比以及局部凹凸比例都應(yīng)該盡量偏小,結(jié)構(gòu)排布遵循規(guī)則、勻稱的原則;同時(shí),豎向構(gòu)件的截面尺寸和材料布置遵循從下到上逐漸減小的原則。避免整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)受力變化,承重構(gòu)件應(yīng)該上下對(duì)齊,并且剛度分布上小下大。這種預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)方式應(yīng)當(dāng)在受力合理、施工方便、最簡規(guī)格最多組合的基礎(chǔ)之上,兼顧連接簡單的特點(diǎn),在梁柱和墻體的布置中尤甚。

      三、預(yù)制裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

      1.結(jié)構(gòu)整體的抗震性能研究。新型預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系在美日韓等發(fā)達(dá)國家已有成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),其成熟度已達(dá)到能夠直接應(yīng)用于施工和設(shè)計(jì)中。而在我國的地震區(qū)并沒有相關(guān)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。實(shí)際上,在歷次地震中安全性表現(xiàn)系數(shù)低下的情況,使得我們對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有抗震體系信心不足,這促使我們加深對(duì)于預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的研究和推廣。

      2.梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及構(gòu)造。在裝配式結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)體系中,接縫是結(jié)構(gòu)體系中的一個(gè)重要薄弱點(diǎn),處理好節(jié)點(diǎn)構(gòu)造才能保證結(jié)構(gòu)的長久性。對(duì)于此種結(jié)構(gòu),可行的辦法之一是采取適當(dāng)構(gòu)造方法使得梁柱節(jié)點(diǎn)的等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。研究梁柱節(jié)點(diǎn)的連接方式變得很重要,設(shè)計(jì)中我們主要將梁柱節(jié)點(diǎn)的連接分為干式連接與濕式連接兩種方式。 干式結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)在于延伸性不足,恢復(fù)力低下,但其承載力與剛度很容易達(dá)到現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的類似程度,在施工中不可以替換以現(xiàn)澆框架為受力特征的體系中;而濕式連接由于主筋和加強(qiáng)筋全部粘結(jié),節(jié)點(diǎn)受力發(fā)生轉(zhuǎn)變,預(yù)制結(jié)構(gòu)這時(shí)因?yàn)樾聺仓幕炷恋拇嬖谂c預(yù)制構(gòu)件連在一起共同受力,其受力特征與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相似。只有當(dāng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度超過(至少等于)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度之時(shí),即節(jié)點(diǎn)承載力和延性等特征被保障之后,裝配整體式結(jié)構(gòu)體系才能應(yīng)用到施工中,我們才可以將其與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)同等對(duì)待。

      四、裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

      1.NPC 施工技術(shù)。我國房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的主要技術(shù)之一就是NPC 施工技術(shù)。NPC 施工技術(shù)可以有效地連接不同構(gòu)件之間的縫隙,將不同構(gòu)件連接起來,對(duì)于水平構(gòu)件和垂直構(gòu)件連接時(shí),通常會(huì)出現(xiàn)縫隙或者是其他建筑難點(diǎn),使用NPC 技術(shù)就可以有效地解決這些問題,從而加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性,使建筑更加牢固安全。

      2.PC 技術(shù)。PC 施工技術(shù)也是裝配式混凝土施工技術(shù)的主要施工技術(shù)之一。這種技術(shù)主要使用在空調(diào)板、填充墻等構(gòu)件上。運(yùn)用PC 技術(shù)可以有效地加強(qiáng)不同構(gòu)件之間的連接度,減小施工出現(xiàn)的縫隙,從而使其連接的更加緊密,這在一定程度上加強(qiáng)了建筑物的保溫功能。構(gòu)件的制作大多是在工廠中完成的。運(yùn)用PC 技術(shù)可以有效地簡化現(xiàn)場工作流程。使工地現(xiàn)場工作更加高效,材料利用更加充分。PC 技術(shù)可以有效的減少工程隊(duì)的施工量,并且使其高效率的利用材料。這在一定程度上減少了對(duì)環(huán)境的污染,簡化了工作流程。促進(jìn)了施工速度,從而有效的縮短了工期。

      3.混凝土澆筑技術(shù)。使用裝配式混凝土施工技術(shù)的過程中,不同構(gòu)件連接時(shí),需要工作人員在現(xiàn)場進(jìn)行混凝土的澆筑。所以在施工過程中也必須考慮這個(gè)方面。我國現(xiàn)階段工地施工的混凝土澆筑主要是在機(jī)械中完成。在混凝土制作過程中,首先要對(duì)水泥進(jìn)行攪拌,將水泥以及砂子等其他物質(zhì)加入攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行攪拌,接著添加80%的水分。當(dāng)攪拌時(shí)間達(dá)到5 分鐘左右就可以形成完整的砼。此時(shí)就可以進(jìn)行混凝土的澆筑工作。在灌澆時(shí)必須保持溫度在5°到35°之間。溫度過高或過低都會(huì)對(duì)澆筑過程產(chǎn)生直接影響。同時(shí)澆筑過程要避免陽光直射,最好在30 分鐘內(nèi)完成澆筑工作。當(dāng)連接兩個(gè)構(gòu)件時(shí),首先要對(duì)構(gòu)件表面上灑水,保持其表面濕潤,從而利于澆筑施工。在冬天混凝土澆筑施工過程中必須注意。溫度低于5 攝氏度時(shí)必須停工,否則即使?jié)仓晒Γ錆仓馁|(zhì)量也會(huì)有極大程度的降低。

      在實(shí)際施工過程中,其澆筑功能主要應(yīng)用在預(yù)制墻板兩端進(jìn)行合模時(shí),建筑工地工作時(shí)通常采用套筒灌漿來進(jìn)行混凝土的澆筑。首先從套筒底部開始,利用預(yù)置的PVC 澆灌孔進(jìn)行澆灌,當(dāng)另一孔出現(xiàn)混凝土?xí)r,就說明孔內(nèi)已裝滿混凝土。此時(shí)就需要運(yùn)用軟活塞將孔塞住,防止出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象。在澆灌完的四小時(shí)內(nèi)不能對(duì)構(gòu)件移動(dòng),否則就容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

      結(jié)束語:預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)就是將外墻板等構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)代工廠化生產(chǎn)之后,運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行組裝作業(yè),主體受力結(jié)構(gòu)梁、柱、剪力墻選用現(xiàn)澆形式。在預(yù)制墻板板片上面預(yù)先留有鋼筋,然后將這些預(yù)留鋼筋與建筑物主體結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土澆筑連接,以此來合二為一,形成一體,保證結(jié)構(gòu)安全可靠。由此可見,若是想要保證預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的高質(zhì)量水平,就務(wù)必應(yīng)該控制好施工過程中各個(gè)連接點(diǎn)以及安裝質(zhì)量。進(jìn)而保證建筑工程的高質(zhì)量水平。

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