裝配式建筑的抗震性能研究

黃承建

摘?要：近年來，裝配式建筑取得了良好發(fā)展，和普通鋼筋混凝土建筑工程相比，裝配式建筑對抗震性的要求更高?；诖?，本文結(jié)合理論實踐，在簡要闡述裝配式建筑的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，分析了提升裝配式建筑抗震性能的要點，希望對提升我國裝配式建筑抗震性能有一定參考和幫助。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;抗震性能;節(jié)點連接;隔震

在我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的背景下，建筑工程施工形式發(fā)生了較大變化，傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑工程具有耗能大、施工工期長等缺陷，已經(jīng)無法滿足新時代發(fā)展要求。裝配式建筑具有很高的工業(yè)化程度，能耗比較低，施工速度快等優(yōu)勢，逐步成為建筑工程主要的施工形式?；诖?，開展裝配式建筑抗震性能的研究就顯得尤為必要。

1?裝配式建筑的優(yōu)勢

1.1?工業(yè)化程度比較高

和普通鋼筋混凝土建筑工程相比，裝配式建筑可實現(xiàn)工業(yè)化裝配， 無論樓面板、墻面板，還是保溫層、承重結(jié)構(gòu)等，都可以在工程預(yù)制生產(chǎn)，運輸都施工現(xiàn)場進行拼裝。具有很高的系列化和裝配化，可像普通商品一樣進行批量化生產(chǎn)。

1.2?設(shè)計更加靈活

裝配式建筑的外形設(shè)計比較自由，可為設(shè)計師提供充分的想象空間，且外形比較美觀，可按照實際需求，合理調(diào)整和布置跨度及柱間距。非承重墻的設(shè)計也比較靈活，可進行良好的室內(nèi)分區(qū)，提升空間利用率，符合現(xiàn)代化建筑工程的要求。

1.3?質(zhì)量更輕

裝配式建筑和普通鋼筋混凝土建筑相比，最大的特點的自重更輕，其重量不足鋼筋混凝土的20%～50%，圍護結(jié)構(gòu)可選擇輕質(zhì)墻板，用鋼量比較小，由于自重比較小，對地基的要求并不高，可降低地基處理的成本。

1.4?抗震性能好

由于裝配式建筑多采用鋼結(jié)構(gòu)，強度比較高，韌性強，自重也比較輕，和傳統(tǒng)鋼筋混凝土相比，具有更好的抗震性能。

2?提升裝配式建筑抗震性能的要點

導(dǎo)致裝配式建筑高度一直無法取得重大突破的主要難點是抗震，也是目前制約裝配式建筑穩(wěn)健發(fā)展的關(guān)鍵，為保證提升裝配式建筑的抗震性能，可從以下幾個方面同時入手：

2.1?加強裝配式建筑的節(jié)點連接

2.1.1?工字型截面柱的拼接接頭

在裝配式建筑施工中應(yīng)用了大量的柱，在拼接時多選擇剛性節(jié)點，由于柱的拼接接頭對位于框架節(jié)點的塑性區(qū)之外，多布置在框架梁上方約1.3～1.5m位置。為降低預(yù)制件運輸?shù)谋憬菪裕档偷跹b難度，在柱吊裝中多采用2層或者3層1根柱的方法，柱的長度控制在12m以下，在接頭連接時可選擇焊接連接，也可以選擇高強度螺栓連接^[1]。在進行非抗震設(shè)計的焊縫連接，要采用部分熔透焊縫，并且焊縫的破口有效深度不能低于板厚度的50%，有抗震設(shè)防要求時，則要采用全熔透坡口焊縫，以提升柱連接的穩(wěn)定性，保證裝配式建筑對總體抗震性能的要求。

2.1.2?箱形柱的焊接接頭

裝配式建筑中在箱形柱和下部鋼型鋼混凝土中十字形柱連接時，為保證傳力的平順性，要保證十字柱上的腹板伸入箱形柱中，且伸入長度不能小于200mm，以形成一個較緩過渡段，避免在地震時發(fā)生應(yīng)力集中引發(fā)破壞。并在接頭位置，上下處都要設(shè)置好焊接栓釘，間距控制在150mm～200mm之間。

2.1.3?次梁和主梁的連接

在裝配式建筑施工中，為最大限度上提升抗震能力，在次梁和主梁之間連接時多通過鉸接的方式連接，將主梁作為次梁的支座，次梁可看做簡支梁。次梁腹板和主梁的加勁板之間通過高強度螺栓進行連接，如果次梁的內(nèi)力和截面都比較小，也可以直接和主梁的腹板進行連接^[2]。而我國次梁跨數(shù)比較多，且跨度較大、荷載較大時，次梁和主梁之間的連接為剛接，將次梁當(dāng)做連續(xù)梁，以降低次梁的總撓度，從而更好的節(jié)約鋼材，降低工程造價。

2.2?切實做好隔震處理

2.2.1?軟墊式隔震

為提升裝配式建筑的抗震性能，避免地震來臨時發(fā)生較大破壞，在樓層底部需要設(shè)置軟墊式隔震裝置，降低裝配式建筑和地面摩擦形成的水平位移。從而延長裝配式建筑的自振周期，減少上部結(jié)構(gòu)側(cè)移動變程度，從而保護裝配式建筑免受地震破壞。

2.2.2?滑移式隔震

和軟墊式隔震相比，滑移式隔震的主要機理是利用裝配式建筑和上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之間的平滑移動面來降低地震造成的破壞。并在平滑移動面施工中，采用摩擦系數(shù)比較小的材料。一旦發(fā)生地震，可促使基礎(chǔ)進行水平滑動，解鎖基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可起到隔離樓層和隔離地面的作用，從而降低地震造成的破壞和影響^[3]。

2.2.3?滑動支座

滑動支座由兩部分共同組成，其一是橡膠片，其二是薄板鋼，促使鋼板邊緣縮入橡膠片中，避免發(fā)生生銹。常用的滑動支座包括： 通常疊層橡膠支座、高阻尼疊層橡膠支座等，因為橡膠板上、下兩面的橫向變形遭到剛板的約束，在豎向荷載效果下橡膠板中部處于三向壓力狀態(tài)，從而構(gòu)成很高的抗壓強度。

2.3?加強配件施工質(zhì)量控制

在框架梁施工中，梁的截面尺寸要符合如下要求，截面寬度不能小于200mm，截面高寬比不大于4，凈跨和截面高度之比不能低于4。配筋率不能超過2.5%。當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，箍筋最小直徑數(shù)值應(yīng)增大2mm。

在抗震墻施工中，厚度不應(yīng)小于160mm，且不低于層高的1/20，底部加強的抗震墻的厚度不能低于200mm，且不小于層高的1/16。如果底部加強層在1～3層之間，此時，暗柱箍筋之間的間距控制在150mm左右^[4]。

抗震支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及到錨固件、加固吊桿、抗震連接構(gòu)件、管道連接構(gòu)件等，為保證施工質(zhì)量，提升裝配式建筑的總體抗震性能，組成抗震支吊架的所有構(gòu)件應(yīng)采用成品構(gòu)件，確保支吊架施工質(zhì)量符合要求。

3?結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合理論實踐，研究了裝配式建筑的抗震性能，研究結(jié)果表明，裝配式建筑是目前最具發(fā)展前景的施工方式，和傳統(tǒng)鋼筋混凝土相比，裝配式建筑具有工業(yè)化程度高、自重輕、質(zhì)量有保證等優(yōu)勢。為保證裝配式建筑具有良好的抗震性能，可從加強裝配式建筑的節(jié)點連接、切實做好隔震處理、加強配件施工質(zhì)量控制等方面同時入手。

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