預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

王樹中

(晉城市建筑設(shè)計院,山西 晉城 048000)

在建筑工程的具體施工階段,會致使較為嚴(yán)重的污染,加劇了空氣質(zhì)量的降低,對于我國自然環(huán)境必將會造成重大影響。所以,為了使建筑行業(yè)的節(jié)能環(huán)保得以真正實現(xiàn),從而降低因建筑工程項目施工而致使的環(huán)境污染,很多新型的建筑結(jié)構(gòu)也由此獲得了開發(fā)與應(yīng)用。在這之中,預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)則因具備了獨特優(yōu)勢而獲得建筑行業(yè)的普遍認(rèn)可。

1 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

和傳統(tǒng)建造技術(shù)進(jìn)行比較,預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢關(guān)鍵可以從以下方面體現(xiàn)出來：第一,預(yù)制結(jié)構(gòu)工期相對較短,可以在很大程度上使現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)支模與拆模等時間得到有效下降,實現(xiàn)快速施工,并通過較快的速度收回投資,從而獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。第二,建筑結(jié)構(gòu)尺寸與模數(shù)能夠達(dá)成一致,預(yù)制構(gòu)件能夠與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相符,因而具備了尺寸標(biāo)準(zhǔn)與表面較為平整等不同優(yōu)勢,有著非常強(qiáng)的適應(yīng)性及其比較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。第三,因濕作業(yè)量小,建造速度很快,不會對居民生活與環(huán)境造成很大干擾。第四,施工過程十分方便,模板與現(xiàn)澆施工作業(yè)環(huán)節(jié)都不是太多,并且預(yù)制樓板也無需任何支撐,從而使現(xiàn)場施工作業(yè)時間得到有效下降,減少對環(huán)境與附近居民產(chǎn)生的影響。而且還可以節(jié)省能源,在一定程度上避免材料出現(xiàn)不必要浪費。第五,室內(nèi)平面可使用各種輕質(zhì)隔墻實現(xiàn)隔離,以此讓室內(nèi)結(jié)構(gòu)布置變得更為靈活,使用面積大,舒適性好。第六,預(yù)制裝配式混凝土還可以在具體生產(chǎn)過程中利用工業(yè)廢料,將其轉(zhuǎn)化成具有實質(zhì)作用的材料,使材料得到有效節(jié)省。比如,在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中,可把粉煤灰礦渣等加以運用。

2 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的分類

(1)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。我國裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵包含以下兩種：第一,部分或是所有剪力墻預(yù)制的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。在這一體系當(dāng)中,部分或是所有剪力墻使用預(yù)制構(gòu)件,水平接縫處鋼筋可以使用套筒灌漿連接等方式。這種結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵運用在高層建筑,根據(jù)應(yīng)用的預(yù)制墻體區(qū)域,已將其分成全預(yù)制與部分預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。而全預(yù)制裝配式剪力墻主要就是指,所有剪力墻都使用預(yù)制構(gòu)件,這一結(jié)構(gòu)體系的預(yù)制化率比較高,不過拼縫卻偏多,施工難度相對比較大。第二,疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。其主要是由疊合式墻板與疊合式樓板,加上現(xiàn)澆混凝土剪力墻、梁等有關(guān)構(gòu)件一起構(gòu)成。疊合式墻板可以使用單面疊合與雙面疊合剪力墻。而其中的雙面疊合剪力墻,主要是根據(jù)內(nèi)外葉預(yù)制墻板與中間后澆混凝土層,共同構(gòu)成的一種豎向墻體構(gòu)件。在這之中,內(nèi)外葉預(yù)制墻板鋼筋按照剪力墻受力要求,同時需要經(jīng)過桁架筋進(jìn)行連接,在現(xiàn)場安裝完成之后,澆筑中間空心層則會形成整體剪力墻結(jié)構(gòu),從而一起承受水平力作用和豎向荷載。

(2)裝配式框架結(jié)構(gòu)。裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)通常都是通過很多構(gòu)件構(gòu)成,其中關(guān)鍵包含了預(yù)制柱與預(yù)制樓板等。這種結(jié)構(gòu)傳力路徑較為清晰,裝配效率相對比較高,并且現(xiàn)澆濕作業(yè)也不是很多,因而是非常適宜實行預(yù)制裝配化的一種結(jié)構(gòu)模式,關(guān)鍵可以將其運用在開敞式空間的商場、辦公樓、廠房等有關(guān)建筑中。不過,從最近幾年來看,在居民住宅等民用建筑中也已逐步將此加以運用。根據(jù)梁柱節(jié)點的連接形式,裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)主要可以分成兩種類型,即等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與不等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。前者的結(jié)構(gòu)性能、設(shè)計方式和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)差不多都能夠達(dá)成一致,不過節(jié)點的連接相對較為繁雜。而后者則可使用迅速且較為簡便的節(jié)點連接方法,不過結(jié)構(gòu)整體性能和設(shè)計方法等方面,必須按照節(jié)點性能加以確定,其和現(xiàn)澆混凝土框架之間具有很大差異。

(3)裝配式框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。針對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)來講,其框架部分和裝配式框架基本一致,而剪力墻部分則可以使用現(xiàn)澆或是預(yù)制。如果剪力墻布置是核心筒形式,那么便會產(chǎn)生裝配式框架—核心筒結(jié)構(gòu)。當(dāng)前,我國已經(jīng)開始運用裝配式框架—現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),其他國家也對裝配式框架—剪力墻結(jié)構(gòu)開展過有關(guān)研究,而且有大量工程實踐,不過其體系還是存在一定差異。

3 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

(1)接縫處理。在裝配式結(jié)構(gòu)當(dāng)中,接縫是對其結(jié)構(gòu)受力性能產(chǎn)生一定影響的關(guān)鍵部位,因此必須加強(qiáng)連接,從而使接縫的安全得到有效保障。在具體施工中,可以在樓面標(biāo)高處將柱底接縫加以設(shè)置,厚度在20毫米最為適宜,同時需使用灌漿料將此填實。針對外掛墻板,選擇相同層高最為適宜,并且需要雙層雙向配筋。而針對水平、垂直接縫處的防水處理來講,在選擇防排水系統(tǒng)的過程中,也必須按照不同接縫的實際特征,及其風(fēng)雨條件進(jìn)行。如果預(yù)制外墻板接縫使用構(gòu)造防水的時候,水平縫使用齊口縫或者是高低縫,而豎縫則選擇雙直槽縫更為合適。在制作預(yù)制構(gòu)件的過程中,可做一個小凹槽,主要目的是將PE填充條進(jìn)行放置,在主要區(qū)域施工結(jié)束之后,便可實行密封膠施工。

(2)預(yù)制構(gòu)件。對于疊合框架梁,其梁端箍筋加密區(qū)域適合使用整體封閉箍筋,而梁底鋼筋可以在框架柱當(dāng)中伸入一部分。不過在此同時,必須對底排鋼筋全部都要伸入柱中進(jìn)行全面考慮,如果不能夠滿足這一條件,那么就需要考慮第二排所有鋼筋伸入柱中,而且伸入柱中的鋼筋必須與計算與構(gòu)造的實際要求相符。除此此外,主梁腰筋需要在柱截面處截斷,無需伸入柱中,不過,若在配置抗扭鋼筋的時候,則需要根據(jù)規(guī)范要求伸入柱中錨固。而針對邊跨腰筋來講,則都必須伸入框架柱當(dāng)中。十字交叉梁截面的寬度盡可能達(dá)成一致,當(dāng)寬度無法達(dá)到統(tǒng)一時,各個方向的高差必須高于100毫米。框架柱和剪力墻上下層縱筋使用套筒灌漿連接的時候,保護(hù)層厚度應(yīng)該根據(jù)具體套筒尺寸計算之后再進(jìn)行選擇,如果套筒直徑比較大,那么柱保護(hù)層厚度可以從25毫米增加至35毫米。

(3)結(jié)構(gòu)計算。和傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,裝配式結(jié)構(gòu)對建筑層數(shù)、高度與防震等方面具有相對更高的要求。比如,七度區(qū)裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)高度超過24米、但低于或是與60米相等的時候,其抗震等級則是三級；而超過60米的時候抗震等級則是二級。針對預(yù)制構(gòu)件之間的連接形式,一定要確保其安全性與可靠性,因此,裝配式結(jié)構(gòu)需要使用和現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)一致的方式,對具體結(jié)構(gòu)做出進(jìn)一步分析。當(dāng)一個樓層中不僅有預(yù)制墻肢,同時還有現(xiàn)澆墻肢的情況下,那么就應(yīng)當(dāng)將現(xiàn)澆墻肢彎矩與剪力設(shè)計值放大1.1倍。此外,預(yù)制混凝土板接縫對于剪力墻整體抗側(cè)剛度所產(chǎn)生的影響,控制在低于0.5%的時候,整體計算可以根據(jù)現(xiàn)澆剪力墻實行,無需考慮接縫對于整體剛度產(chǎn)生的影響,僅需要將接縫的抗剪承載力加以驗算即可。上下層之間鄰近的預(yù)制剪力墻豎向連接使用灌漿套筒連接,非邊緣構(gòu)件連接鋼筋可以使用單排套筒灌漿連接。需注意套筒間距不能超過400毫米,而連接鋼筋截面面積,則不能夠低于套筒連接范圍原縱筋總體面積的1.1倍[1]。

4 結(jié)束語

針對整個建筑行業(yè)而言,其能耗與材料都會產(chǎn)生大量耗費。因此,在當(dāng)前建筑項目的具體施工階段,一定要采用較為先進(jìn)且具有創(chuàng)新性的技術(shù)。而預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù),則正是具備了便于施工與節(jié)能等諸多優(yōu)勢。不過,在將預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)加以運用的過程中,必須嚴(yán)格遵循有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),這樣不僅能夠使建筑工程項目的施工質(zhì)量得到進(jìn)一步提升,并且還能夠加快施工的進(jìn)程,使其使用壽命得到延長[2]。

[1]劉瓊,李向民,許清風(fēng).預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].施工技術(shù),2014(22):9-14．

[2]李海洋.預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].江西建材,2016(24):49-49．