裝配式建筑節(jié)點(diǎn)干式連接技術(shù)探討

杜廣全

摘 要： 目前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，裝配式建筑憑借其較短的工期、綠色環(huán)保、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注，國(guó)家出臺(tái)了眾多政策扶持裝配式建筑的發(fā)展。雖然裝配式建筑優(yōu)勢(shì)多多，然其發(fā)展中還是存在一些制約因素，節(jié)點(diǎn)的連接就是其中之一。節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量直接關(guān)系裝配式間結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。文章就裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)展開(kāi)相關(guān)分析，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 裝配式建筑;節(jié)點(diǎn)連接;發(fā)展趨勢(shì)

【中圖分類號(hào)】TU323.5 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.063

引言：20世紀(jì)50年代，為了解決第二次世界大戰(zhàn)后住房緊張和勞動(dòng)力嚴(yán)重不足的問(wèn)題，歐洲的一些發(fā)達(dá)國(guó)家大力發(fā)展預(yù)制裝配式建筑，掀起了建筑工業(yè)化的浪潮。20世紀(jì)60年代左右，建筑工業(yè)化的浪潮擴(kuò)展到美國(guó)、加拿大以及亞洲的日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。當(dāng)下國(guó)內(nèi)主流的裝配式建筑連接技術(shù)為濕式連接，也就是等同現(xiàn)澆的連接方式，該方式能保證在高烈度區(qū)高層建筑的結(jié)構(gòu)安全和整體性。但是，該連接方式比如套筒灌漿連接存在安全檢測(cè)難度;預(yù)制梁與預(yù)制墻柱連接存在鋼筋互相干涉，造成現(xiàn)場(chǎng)施工效率不高的問(wèn)題。但是，對(duì)于多層建筑而言，其地震作用下的反應(yīng)較小，干式連接方式也可以滿足抗震要求，同時(shí)干式連接方式不需后澆混凝土，具有施工方便、連接質(zhì)量好、容易檢測(cè)、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。所以，干式連接技術(shù)對(duì)于裝配式發(fā)展也有重要意義。

1 概述

傳統(tǒng)建筑的連接節(jié)點(diǎn)延性較差，一旦發(fā)生自然災(zāi)害，無(wú)法耗散能量，難以承受較大的承載力等，造價(jià)也極高。受到地震，洪災(zāi)等自然因素的影響，傳統(tǒng)的建筑技術(shù)已經(jīng)漸漸的不能滿足社會(huì)生活的日常需求。與國(guó)產(chǎn)混凝土節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能研究相比，國(guó)外有更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。國(guó)外技術(shù)是通過(guò)組裝預(yù)制構(gòu)件來(lái)構(gòu)造鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。由于中國(guó)這方面起步較晚，技術(shù)缺乏，實(shí)驗(yàn)研究和理論研究都存在一定的差距。本項(xiàng)目的目的是研究新型框架干接縫的力學(xué)性能以及新型預(yù)制混凝土框架節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與承載力分析之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)方案旨在改進(jìn)裝配式框架節(jié)點(diǎn)干式牛腿梁柱的理論體系和設(shè)計(jì)方法。因?yàn)槭┕し椒ǖ牟煌?，可將混凝土結(jié)構(gòu)分為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆式混凝土結(jié)構(gòu)因抗震性好、性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在建筑施工中使用頻率高，但是存在混凝土材料笨重、制作工序繁雜、施工周期較長(zhǎng)的問(wèn)題。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)可以解決現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工中的問(wèn)題。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件施工方法可分為兩個(gè)階段，即預(yù)制構(gòu)件階段和施工現(xiàn)場(chǎng)安裝階段。20世紀(jì)60年代的時(shí)候，在工業(yè)發(fā)展較好的國(guó)家中，由于建筑物的造價(jià)比工業(yè)產(chǎn)品造價(jià)的增長(zhǎng)速度要快許多，而傳統(tǒng)的施工中一般使用的都是勞動(dòng)力手段，需要花費(fèi)大量的勞動(dòng)力和時(shí)間，成為建筑成本高的主要因素之一。隨著科技的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的建筑施工方法和技術(shù)造就的高造價(jià)建筑物無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)階段工程建筑的發(fā)展，只能瀕臨淘汰。為了解決建筑行業(yè)的發(fā)展問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多的學(xué)者、科研人員等花費(fèi)了大量的人力物力，在研究裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。許多研究表明，混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)很好的建筑系統(tǒng)，具有傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的許多優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)階段在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)投入使用，并且許多發(fā)展中國(guó)家也在開(kāi)始使用預(yù)制混凝土技術(shù)，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)為當(dāng)下建筑行業(yè)的發(fā)展提供了方向。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展在我國(guó)起步較早，我國(guó)在1950年初步對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解，1970年開(kāi)始真正意義上的研究。盡管如此，中國(guó)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的研究和一些發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的差距。裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、施工效率高等優(yōu)勢(shì)。但這一結(jié)構(gòu)也存在無(wú)法應(yīng)用于多地震地區(qū)建筑的缺陷，即節(jié)點(diǎn)連接處可靠性能較弱。而正是因?yàn)檫@些問(wèn)題的存在，我國(guó)許多的研究人員正在針對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)框架的連接方式進(jìn)行改造，多角度對(duì)裝配式框架干式連接點(diǎn)的受力性能進(jìn)行分析，從而找到合適的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑工程中。

2 裝配式建筑節(jié)點(diǎn)干式連接技術(shù)

2.1 焊接連接

該連接在作業(yè)期間速度比較快，可縮短工期，并且不會(huì)造成過(guò)高的成本損耗。但是焊接連接沒(méi)有進(jìn)行塑性鉸的設(shè)置，所以抗震性能并不理想。這種建筑物如果遭遇地震，因?yàn)榭拐鹉芰^差，所以會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，嚴(yán)重會(huì)引起建筑物垮塌。

2.2 主梁-次梁企口連接

主次梁連接采用企口方式連接時(shí)，在次梁端部設(shè)置企口，與主梁側(cè)面挑耳進(jìn)行連接，該方式的優(yōu)勢(shì)為預(yù)制時(shí)主梁無(wú)需在連接處打斷，提高脫模、運(yùn)輸、吊裝等階段的安全性，且該連接方式為純粹鉸接連接，與次梁受力模型最為接近，為較佳的連接方式。

2.3 螺栓連接

螺栓連接是將螺栓孔和安裝孔設(shè)置在預(yù)制構(gòu)件的邊緣位置，然后錨固連接在一起。螺栓要在工廠進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)制，運(yùn)輸中應(yīng)做好防損和防污染工作。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，后續(xù)維修和更換難度較大。為了改善螺栓連接的抗震性能，有學(xué)者指出可以采用橡膠螺栓墊片和預(yù)埋剛性構(gòu)件。

結(jié)語(yǔ)：筆者相信未來(lái)建筑行業(yè)的主流是預(yù)制裝配式建筑。雖然裝配式建筑在現(xiàn)階段有一些缺陷，但是與現(xiàn)澆建筑相比仍有著明顯的優(yōu)勢(shì)，裝配式建筑有較簡(jiǎn)便的施工工藝、能夠縮短施工周期、對(duì)環(huán)境污染較少、構(gòu)件制作簡(jiǎn)單精良的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)十分符合現(xiàn)階段工業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，干式連接節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)如下：1）混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)等不受天氣條件制約，養(yǎng)護(hù)的溫度、濕度等均可控制至最佳;2）二節(jié)點(diǎn)無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)焊接，直接運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，大大提高了拼裝效率;3）由于采用工廠化生產(chǎn)，使得施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑垃圾大量減少，因而更環(huán)保。通過(guò)大量閱讀分析筆者認(rèn)為未來(lái)干式連接節(jié)點(diǎn)的主要研究方向仍然是抗震性能的研究，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的受力性能直接決定著建筑物的抗震性能。雖然現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的整體性較好，但是現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的一些固有缺點(diǎn)極大限制了其本身的進(jìn)一步發(fā)展。而現(xiàn)有的干式連接節(jié)點(diǎn)在受力性能上基本可以與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)媲美，同時(shí)干式連接節(jié)點(diǎn)的施工快、節(jié)能環(huán)保、構(gòu)件制作精良等優(yōu)點(diǎn)又進(jìn)一步加快了干式連接的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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