裝配式混凝土結構節點連接技術研究

張敦吉

沈陽原構設計咨詢有限公司 遼寧 沈陽 110000

1 框架結構節點特點

該類框架的節點處所對應的與樓板、下框柱以及框架梁相互結合的位置需要在設計抗震方案時重點關注,為提升其強度需要在其中摻雜配筋,這也是該類框架節點表現出鋼筋交錯特點較為明顯的主要原因。而在應用裝配式混凝土的框架結構中,無論是疊合板還是框架梁柱均有預留鋼筋,因此應全面考慮在鋼筋的集合情況下避免出現相互碰撞現象且能夠承受一定負荷的相關問題,其也是在現場吊裝環節需要迫切解決的問題。

2 裝配式混凝土結構節點連接技術

2.1 濕式連接 濕式連接方式是強連接方式的一種,預制構件被運送到施工現場,在現場通過現澆的連接方式,使得連接部分的強度高。地震通常使梁、柱等結構部件(預置塑性鉸鏈)發生彈性變形,梁與梁之間的連接不受破壞。該結構在地震作用下分散了梁、柱結構的彈塑性變形所產生的能量,達到了與現澆框架相同或相近的抗震能力。梁的節點面積滿足要求,裝配式框架設計可參照混凝土結構設計標準。濕式連接主要包括灌漿連接和整體現澆連接[2]。(1)灌漿套筒連接;該連接是指通過在鋼筋中插入金屬套筒以注入高強度、硬化快、微膨脹的水泥膠凝灌漿材料。通過套筒對灌水材料的約束作用,使鋼筋表面和套筒內側之間產生正作用力,鋼筋與鋼筋之間的應力傳遞通過鋼筋粗糙帶肋表面通過該結構產生的正作用力產生摩擦力而實現。[3](2)漿錨連接;漿錨連接是在預制構件中預留孔洞,鋼筋之間的應力傳遞通過孔洞內外的間接搭接實現。該技術的關鍵在于孔洞的形成方法,注漿的質量和對搭接鋼筋的約束。目前主要包括約束漿錨搭接和金屬波紋管搭接兩種方式,主要用于剪力墻中豎向分布鋼筋(非主受力鋼筋)的連接。漿錨連接技術以其安全可靠,造價低廉等優點,在建筑工程中得到了迅速的應用和發展。但該技術仍存在搭接長度長,承載能力低等缺點,此類原因造成的連接缺陷會影響構件的抗震性能,且現有施工人員技術水平不成熟,也會造成不必要的連接質量問題。

2.2 焊接連接 焊接連接在裝配式鋼結構和型鋼結構中應用較普遍。目前我國裝配式混凝土結構中所使用的焊接連接技術,是源自于外國的干式連接。焊接連接技術是最直接的一種連接技術,它的特點是不使用混凝土,降低工程成本,避免環境污染、沒有混凝土澆筑和養護工序,縮短施工周期,但是焊縫質量難以控制、焊點處剛性大、延性不足,且焊接連接技術的塑性鉸設置具有一定的隱蔽性,抗震性能較差,影響整體結構的可靠性。分別設計了焊接連接試驗方案和螺栓連接試驗方案,研究裝配式墻體結構干式連接的抗震性,通過對這兩種連接進行擬靜力試驗研究。采用焊接連接的試驗方案對裝配式剪力墻節點連接進行研究,通過焊接節點接頭試件承載試驗觀察分析連接節點的形變和抗剪能力。

2.3 螺栓連接 在裝配式混凝土結構連接技術中,螺栓連接技術由于具有施工方便,操作簡便,構造簡單等特點,是一種較為常見的連接技術,較多地應用在建筑工程。螺栓連接類似于套筒擠壓連接,也是鋼筋機械連接方式其中的一種,主要應用于建筑結構剪力墻的連接。開發一種裝配式剪力墻豎向螺栓連接的剪力墻體系,采用螺栓連接的裝配式剪力墻,其極限承載能力和現澆剪力墻相近,具有較好的滯回曲線、剛度退化曲線及延性。但是,螺栓連接對施工精度要求較高,以及后期的維修工作及過程復雜、維修費用高,并且由于高層建筑構件本身體積大且外部承受荷載大,容易造成混凝土構件或建筑結構開裂[2]。因此,在高層建筑工程中一般不會采用螺栓連接。

2.4 柱-柱連接 對于裝配式混凝土框架結構來說,預制柱的連接是否得當與整體結構的抗震性能有著極為緊密的聯系,決定了其是否具備符合標準的抗倒塌能力、突出的應用特征使得其成為了在地震載荷作用下的基礎防線,在保證整體結構的應用安全性方面極為重要[2]。預制柱的連接主要采用鋼筋套筒灌漿法,需要在預制柱的上部分做灌漿套筒的預埋操作,此時的下部鋼筋需要始終保持伸出現澆板的形式,應確保最終所預留的長度滿足預制柱下拼縫寬度與灌漿套筒內的鋼筋錨固長度的加和;柱腳的套筒預埋環節的處理,需要在現場安裝的過程中以鋼板定位的方式,利用其所對應的裝置在其下部設置伸出的鋼筋長度,需要其與上部的預制柱套筒的位置相對應;在現澆混凝土澆筑與養護環節完畢后,需要在樓層的固定位置進行預制樁的上部吊裝[3]。此時的下部鋼筋應深入到預制柱的上部分的灌漿筒內固定長度,并在固定與調整預制柱后對其實施灌漿操作。預制柱的性狀并不是固定的,可以制作為方柱也可以將其制作為圓柱,此時選擇應用柱與柱的連接方式能夠獲得極佳的連接效果。

結束語

在處理裝配式混凝土框架結構時,其柱梁節點所需要提前進行一系列工具式模板工程,所選擇的模板材料一般為鋼制或鋁合金,應確保其棱角方正以方便后續的加固與拆除。在執行灌漿操作時,過程需要特別安排專人進行全面管理,并需要對灌漿人員做好提前培訓,同時需要施工記錄的完整性。只有保證各項工作均嚴格遵循施工標準,才能真正提升框架結構節點施工質量。