“強(qiáng)連接”預(yù)制混凝土框架在我國的應(yīng)用

張 澄

(江蘇現(xiàn)代路橋有限責(zé)任公司,江蘇 南京 210049)

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·結(jié)構(gòu)·抗震·

“強(qiáng)連接”預(yù)制混凝土框架在我國的應(yīng)用

張 澄

(江蘇現(xiàn)代路橋有限責(zé)任公司,江蘇 南京 210049)

介紹了“強(qiáng)連接”預(yù)制混凝土框架的特點(diǎn)和主要類型，對(duì)該類型框架節(jié)點(diǎn)在我國的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，指出“強(qiáng)連接”的預(yù)制混凝土框架具有突出的優(yōu)點(diǎn)，其在我國工程領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。

強(qiáng)連接，預(yù)制構(gòu)件，裝配式，混凝土框架結(jié)構(gòu)

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)具有施工速度快，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，構(gòu)配件質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在歐美國家應(yīng)用較為廣泛，尤其是在美國和加拿大等國，其預(yù)制結(jié)構(gòu)占混凝土總用量超過80%上。由于客觀條件的限制，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展較為落后，現(xiàn)狀說明其在我國的發(fā)展有廣闊的前景。根據(jù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)件間連接的特點(diǎn)不同可以將預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系分為兩種連接方式：“強(qiáng)連接”(strong connection)和“延性(柔性)連接”(ductile connection)。強(qiáng)連接是指節(jié)點(diǎn)連接部位抗彎承載力較強(qiáng)，一般在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上出現(xiàn)彈塑性變形。該類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震承載力與現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)相當(dāng)，可以參照現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)，因此被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)中。

1 “強(qiáng)連接”的節(jié)點(diǎn)形式

1.1 世構(gòu)體系(Scope)

世構(gòu)體系(Scope)是一種自法國引進(jìn)的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件技術(shù)，該技術(shù)已在國外應(yīng)用多年，其產(chǎn)品份額達(dá)到歐洲市場(chǎng)的40%以上。如圖1所示，該節(jié)點(diǎn)中預(yù)制部分包括預(yù)制柱和預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合梁、板，節(jié)點(diǎn)連接處由鍵槽、U形鋼筋和現(xiàn)澆混凝土三部分組成，屬于現(xiàn)澆預(yù)制相結(jié)合的節(jié)點(diǎn)形式。U形鋼筋在節(jié)點(diǎn)連接中起著重要的作用，其連接節(jié)點(diǎn)兩端并對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗震性能有很大的影響。梁中的縱向鋼筋、預(yù)制梁端的預(yù)應(yīng)力鋼筋在鍵槽(塑性鉸區(qū))搭接連接，與傳統(tǒng)的縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)錨固的方式有顯著的區(qū)別。

1.2 新西蘭使用的連接形式

新西蘭使用的節(jié)點(diǎn)連接形式包括：現(xiàn)澆/預(yù)制混凝土柱與疊合混凝土梁、板連接，預(yù)制連續(xù)梁穿過現(xiàn)澆或預(yù)制柱連接(見圖2)、預(yù)應(yīng)力預(yù)制U形薄壁梁與預(yù)制柱連接以及預(yù)制T形和雙十字形構(gòu)件等形式。

1.3 歐盟“Seismic Behavior of Precast Concrete Structures with Respect to Eurocode 8”項(xiàng)目

該項(xiàng)目由歐盟于2003年發(fā)起，屬于歐盟第五框架項(xiàng)目,來自多個(gè)國家的10個(gè)單位參與了研究。該項(xiàng)目研究了后澆混凝土節(jié)點(diǎn)、鋼纖維混凝土后澆節(jié)點(diǎn)和橡膠片螺栓連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能。其中橡膠片螺栓連接節(jié)點(diǎn)是歐洲預(yù)制混凝土廠房常用的節(jié)點(diǎn)形式(見圖3)，連續(xù)柱貫穿節(jié)點(diǎn)，預(yù)制梁在節(jié)點(diǎn)處斷開，柱節(jié)點(diǎn)區(qū)位置預(yù)埋螺栓，在節(jié)點(diǎn)區(qū)梁端部設(shè)置帶連接端板的工字形短梁接頭，螺栓插入接頭端板孔洞后擰緊螺母，通過節(jié)點(diǎn)支座、墊板和螺帽與柱形成半剛性連接。該節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)剛度較弱，但具有很大的變形能力。

2 我國的應(yīng)用情況

2.1 “世構(gòu)”(Scope)體系

1998年南京大地建設(shè)集團(tuán)經(jīng)法國KPI公司授權(quán)，引進(jìn)了世構(gòu)體系技術(shù)。該技術(shù)在南京保障房及住宅項(xiàng)目中得到了廣泛地應(yīng)用，全國首個(gè)采用全預(yù)制裝配式技術(shù)的住宅[1]即出自該保障房項(xiàng)目。圖4,圖5為澆筑完成的預(yù)制構(gòu)件及其吊裝過程。

2.2 PC，PCF技術(shù)

萬科集團(tuán)從2003年開始進(jìn)行“工業(yè)化住宅”的行業(yè)技術(shù)改革，引進(jìn)了我國香港和日本的技術(shù)，形成了PC(Precast Concrete)技術(shù)和PCF(Precast Concrete Form)技術(shù)。該預(yù)制裝配技術(shù)的特點(diǎn)為：框架結(jié)構(gòu)的承重柱全部在工廠預(yù)制，梁、樓板采用預(yù)制疊合(現(xiàn)澆)技術(shù)，外墻剪力墻使用PCF技術(shù)(見圖6)，結(jié)構(gòu)的其他構(gòu)件，如隔墻、其他剪力墻、電梯井等采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式，附屬構(gòu)件包括樓梯、陽臺(tái)、部分內(nèi)隔墻板等使用PC技術(shù)。采用該技術(shù)的房屋結(jié)構(gòu)，由于保溫層、裝飾層與窗體、墻體整體集成，因此有效改善了窗框處的滲漏問題，減少了現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)的工作量，節(jié)省了模板并增加了施工安全性，但由于相當(dāng)數(shù)量的構(gòu)件須現(xiàn)澆，因此現(xiàn)澆施工量仍然較大[3,4]。

2.3 NPC技術(shù)

NPC(New Precast Concrete)技術(shù)[3]是由中南集團(tuán)從國外引進(jìn)的預(yù)制裝配混凝土技術(shù)，根據(jù)我國的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了改進(jìn)。該技術(shù)的特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)主要的豎向構(gòu)件，如剪力墻、填充墻等幾乎全部預(yù)制，水平承重構(gòu)件，包括梁、板等采用疊合現(xiàn)澆方式，施工現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)澆工作量大大地減少，采用預(yù)制裝配技術(shù)的構(gòu)件占比率達(dá)90%以上。該技術(shù)主要的不足是剪力墻構(gòu)件采用了豎向漿錨鋼筋連接技術(shù)(見圖7,圖8)，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)存在大量的孔道灌漿工序，其灌漿質(zhì)量不容易保證，現(xiàn)場(chǎng)抽檢非常困難。

綜上所述，由于采用“強(qiáng)連接”的預(yù)制混凝土框架具有突出的優(yōu)點(diǎn)，因此其在我國的應(yīng)用將越來越廣泛。

[1] 南京日?qǐng)?bào).建筑工業(yè)化是建筑業(yè)發(fā)展必由之路[EB/OL].南京:南京日?qǐng)?bào)網(wǎng).http://njrb.njdaily.cn/njrb/html/2015-09/02/content_168377.htm,[2015-09-02].

[2] 南京大地建設(shè)集團(tuán)官網(wǎng),http://www.ddjs-cn.com/.

[3] 郭正興,董年才,朱張峰.房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)新進(jìn)展[J].施工技術(shù),2011,40(342):1-2,34.

[4] 涂胡兵,譚宇昂,王 蘊(yùn).萬科工業(yè)化住宅體系解析[J].住宅產(chǎn)業(yè),2012(7):28-30.

[5] 李 昕.PC技術(shù)簡介及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用[EB/OL].常州:預(yù)制建筑網(wǎng).http://precast.com.cn/index.php/zhuanjia_news-id-280.html.[2015-07-28].

On application of “strong coupling” precast concrete framework in China

Zhang Cheng

(ModernRoadandBridgeCo.,LtdofJiangsu,Nanjing210049,China)

The paper introduces the features and main types for the “strong coupling” precast concrete framework, analyzes the application of the framework joint in China, and points out the outstanding features of the “strong coupling” precast concrete framework , so its application in China can be increasingly wider.

strong coupling, precast member, assembly, concrete framework

1009-6825(2017)13-0028-02

2017-02-25

張 澄(1970- )，男，高級(jí)工程師

TU375

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