預制裝配式混凝土結構的應用

王樹中

(晉城市建筑設計院,山西 晉城 048000)

在建筑工程的具體施工階段,會致使較為嚴重的污染,加劇了空氣質量的降低,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,很多新型的建筑結構也由此獲得了開發(fā)與應用。在這之中,預制裝配式混凝土結構則因具備了獨特優(yōu)勢而獲得建筑行業(yè)的普遍認可。

1 預制裝配式混凝土結構的優(yōu)勢

和傳統(tǒng)建造技術進行比較,預制裝配式混凝土結構的優(yōu)勢關鍵可以從以下方面體現(xiàn)出來：第一,預制結構工期相對較短,可以在很大程度上使現(xiàn)澆結構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)濟效益。第二,建筑結構尺寸與模數(shù)能夠達成一致,預制構件能夠與規(guī)范標準相符,因而具備了尺寸標準與表面較為平整等不同優(yōu)勢,有著非常強的適應性及其比較高的技術經(jīng)濟效益。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隔墻實現(xiàn)隔離,以此讓室內(nèi)結構布置變得更為靈活,使用面積大,舒適性好。第六,預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,將其轉化成具有實質作用的材料,使材料得到有效節(jié)省。比如,在預制裝配式混凝土結構中,可把粉煤灰礦渣等加以運用。

2 裝配式混凝土結構體系的分類

(1)裝配式剪力墻結構。我國裝配式剪力墻結構體系關鍵包含以下兩種：第一,部分或是所有剪力墻預制的裝配整體式剪力墻結構。在這一體系當中,部分或是所有剪力墻使用預制構件,水平接縫處鋼筋可以使用套筒灌漿連接等方式。這種結構體系關鍵運用在高層建筑,根據(jù)應用的預制墻體區(qū)域,已將其分成全預制與部分預制裝配式剪力墻結構。而全預制裝配式剪力墻主要就是指,所有剪力墻都使用預制構件,這一結構體系的預制化率比較高,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構。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、梁等有關構件一起構成。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)外葉預制墻板與中間后澆混凝土層,共同構成的一種豎向墻體構件。在這之中,內(nèi)外葉預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構,從而一起承受水平力作用和豎向荷載。

(2)裝配式框架結構。裝配式混凝土框架結構通常都是通過很多構件構成,其中關鍵包含了預制柱與預制樓板等。這種結構傳力路徑較為清晰,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制裝配化的一種結構模式,關鍵可以將其運用在開敞式空間的商場、辦公樓、廠房等有關建筑中。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構主要可以分成兩種類型,即等同現(xiàn)澆結構與不等同現(xiàn)澆結構。前者的結構性能、設計方式和現(xiàn)澆結構差不多都能夠達成一致,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,不過結構整體性能和設計方法等方面,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—剪力墻結構。針對框架—剪力墻結構來講,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—核心筒結構。當前,我國已經(jīng)開始運用裝配式框架—現(xiàn)澆剪力墻結構,其他國家也對裝配式框架—剪力墻結構開展過有關研究,而且有大量工程實踐,不過其體系還是存在一定差異。

3 預制裝配式混凝土結構的應用

(1)接縫處理。在裝配式結構當中,接縫是對其結構受力性能產(chǎn)生一定影響的關鍵部位,因此必須加強連接,從而使接縫的安全得到有效保障。在具體施工中,可以在樓面標高處將柱底接縫加以設置,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,及其風雨條件進行。如果預制外墻板接縫使用構造防水的時候,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。在制作預制構件的過程中,可做一個小凹槽,主要目的是將PE填充條進行放置,在主要區(qū)域施工結束之后,便可實行密封膠施工。

(2)預制構件。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中。十字交叉梁截面的寬度盡可能達成一致,當寬度無法達到統(tǒng)一時,各個方向的高差必須高于100毫米?？蚣苤图袅ι舷聦涌v筋使用套筒灌漿連接的時候,保護層厚度應該根據(jù)具體套筒尺寸計算之后再進行選擇,如果套筒直徑比較大,那么柱保護層厚度可以從25毫米增加至35毫米。

(3)結構計算。和傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結構進行比較,裝配式結構對建筑層數(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構高度超過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。針對預制構件之間的連接形式,一定要確保其安全性與可靠性,因此,裝配式結構需要使用和現(xiàn)澆混凝土結構一致的方式,對具體結構做出進一步分析。當一個樓層中不僅有預制墻肢,同時還有現(xiàn)澆墻肢的情況下,那么就應當將現(xiàn)澆墻肢彎矩與剪力設計值放大1.1倍。此外,預制混凝土板接縫對于剪力墻整體抗側剛度所產(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制剪力墻豎向連接使用灌漿套筒連接,非邊緣構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,在當前建筑項目的具體施工階段,一定要采用較為先進且具有創(chuàng)新性的技術。而預制裝配式混凝土結構技術,則正是具備了便于施工與節(jié)能等諸多優(yōu)勢。不過,在將預制裝配式混凝土結構技術加以運用的過程中,必須嚴格遵循有關規(guī)范標準,這樣不僅能夠使建筑工程項目的施工質量得到進一步提升,并且還能夠加快施工的進程,使其使用壽命得到延長[2]。

[1]劉瓊,李向民,許清風.預制裝配式混凝土結構研究與應用現(xiàn)狀[J].施工技術,2014(22):9-14．

[2]李海洋.預制裝配式混凝土結構設計要點[J].江西建材,2016(24):49-49．