裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的關(guān)鍵問(wèn)題探究

姜自艷

[摘要]裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程當(dāng)中應(yīng)用具有較多優(yōu)勢(shì)，裝配式鋼材料具有環(huán)保性能，施工工序簡(jiǎn)潔并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強(qiáng)度、承重性能都較強(qiáng)，而且施工造價(jià)較低，材料利用率較高。但是裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的處理難度較大，如果處理不當(dāng)將直接影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在施工期間需要對(duì)樓板拼接板縫的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注和處理，以保證裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。本文對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探究。

[關(guān)鍵詞]裝配式鋼結(jié)構(gòu);樓板拼接縫;關(guān)鍵問(wèn)題

文章編號(hào)：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0029 - 02

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫處理的重要性

裝配式鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程當(dāng)中使用頻率持續(xù)遞增，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)特征，能夠節(jié)約資源，提升建筑結(jié)構(gòu)性能和保證建筑工程安全性，可以說(shuō)裝配式鋼結(jié)構(gòu)對(duì)建筑工程行業(yè)發(fā)展有不可磨滅的貢獻(xiàn)。但是裝配式鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中樓板拼接縫對(duì)于整體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)影響顯著，樓板拼接縫主要會(huì)影響樓板整體的受力效果，拼接縫會(huì)弱化樓板剛度。各個(gè)樓板之間需要相互支撐協(xié)作，分散承受力以保證結(jié)構(gòu)的剛度，但是拼接縫會(huì)使樓板之間協(xié)作性能下降，導(dǎo)致樓板整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響，因而裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的處理，是施工質(zhì)量控制的重中之重。

2裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的關(guān)鍵問(wèn)題

裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的存在與連接構(gòu)件有直接關(guān)聯(lián)，不同的板縫連接構(gòu)件應(yīng)用對(duì)拼接縫作用均不相同。想要改善裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的問(wèn)題，需要從連接構(gòu)件人手。本文主要分析幾種不同連接構(gòu)件應(yīng)用來(lái)找尋拼接縫連接件使用的最優(yōu)方案，并利用有限元模擬分析技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐模擬，明確樓板拼接縫的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.1 樓板拼接縫連接構(gòu)件應(yīng)用設(shè)計(jì)

樓板拼接縫連接構(gòu)件目前主要有梁連接件，板連接件，梁板連接件等，對(duì)于每種連接件來(lái)說(shuō)，需要使用相應(yīng)規(guī)格的螺栓進(jìn)行拼接。首先，梁連接件使用可以直接應(yīng)用在拼接縫處，拼接縫表面不會(huì)因此而變形。但是連接件的螺栓與樓板之間的間隔比較長(zhǎng)，對(duì)樓板拼接板縫的固定效果較弱。其次，板連接件的連接方式比較簡(jiǎn)單，但是應(yīng)用后會(huì)使樓板板縫產(chǎn)生變形，而且對(duì)拼接縫的作用力是間接的，固定效果也比較小。梁板連接件對(duì)樓板板縫的固定效果比較明顯，作用力比較大，但是這種連接件的使用拼裝工序較多，施工技術(shù)較難，還會(huì)使樓板拼接縫產(chǎn)生變形。

由于這幾種連接構(gòu)件的性能存在較大的差異，連接件的合理分布就非常重要，需要設(shè)計(jì)多種連接件分布方案進(jìn)行比較優(yōu)化，需要準(zhǔn)備一整塊裝配式樓板然后分為兩塊，設(shè)計(jì)多種方案利用連接件拼裝兩塊樓板，控制連接件之間的間距和數(shù)量。具體方案如下。（1）連接件2個(gè)，間距1.Sm。（2）連接件3個(gè)，間距1. Om。（3）連接件4個(gè)，間距0.68m。（4）連接件2個(gè)，間距2m。（5）連接件2個(gè)，間距1.3m。（6）連接件3個(gè)，間距0.75m。（7）連接件5個(gè)，間距0. Sm。

2.2有限元模型建立

有限元模型分析技術(shù)通過(guò)模擬結(jié)構(gòu)建立，并利用網(wǎng)格分析和數(shù)字計(jì)算技術(shù)，能夠準(zhǔn)確分析不同連接件設(shè)計(jì)方式的作用效果。根據(jù)樓板拼接縫連接構(gòu)件應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建相應(yīng)的裝配式樓板有限元模型。首先要建立整體樓板的有限元模型，然后建立以上不同間距方案的連接件樓板模型。模型建立完成后，將結(jié)構(gòu)以網(wǎng)格形式進(jìn)行分化建立，構(gòu)成若干單元格。

2.3 裝配式樓板連接結(jié)構(gòu)作用力效果分析

在有限元裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板模型當(dāng)中，主體結(jié)構(gòu)包括混凝土板，鋼板，連接構(gòu)件。利用連接件混凝土板與鋼板之間形成連接結(jié)構(gòu)，對(duì)各種力作用進(jìn)行分析，樓板結(jié)構(gòu)由連接件進(jìn)行固定，摩擦作用力變小，拼接縫的移動(dòng)效果降低。樓板結(jié)構(gòu)平面具有剛度，因拼接縫存在樓板之間剪力傳遞出現(xiàn)間斷，而通過(guò)連接件樓板整體平面的剪力可以順利傳遞。連接件的應(yīng)用可以固定拼接縫，提高樓板整體的承受能力，穩(wěn)定性，強(qiáng)度和剛度。

2.4不同設(shè)計(jì)方案成效分析

樓板拼接縫處設(shè)計(jì)不同連接件分布形式，所產(chǎn)生的作用均顯現(xiàn)較大差異。利用有限元模型計(jì)算技術(shù)，可以對(duì)結(jié)構(gòu)不同應(yīng)力變化進(jìn)行明確，包括受壓損傷，承載力，拉力等等，下面對(duì)其詳情進(jìn)行分析。

2. 4.1 受壓損傷

樓板混凝土受壓破壞部位主要出現(xiàn)在樓板角部及與梁端部位相連的樓板混凝土，連接件拼接處的樓板混凝土受壓破壞晚于前二者。連接件的種類對(duì)模型破壞特征有明顯影響，連接件間隔相同時(shí)采用板連接件和梁板連接件的樓板，混凝土受壓破壞面積大，樓板整體利用率大。采用梁連接的樓板，混凝土受壓破壞面積小，集中于局部。裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接需要承受不同形式的作用力，樓板結(jié)構(gòu)損傷會(huì)影響樓板整體的性能，因而在實(shí)際樓板拼接縫連接時(shí)需要選擇適宜的連接件類型。

2.4.2拉力產(chǎn)生的損傷

樓板混凝土受拉破壞部位主要出現(xiàn)在樓板角部和梁端部位樓板，梁連接件處樓板混凝土受拉全部未破壞，板連接件處樓板在連接件間隔大于等于1. 2m時(shí)混凝土受拉破壞，梁板連接件處樓板在連接件間隔大于等于2. Om時(shí)混凝土受拉破壞。連接件間隔相同時(shí)采用板連接件和梁板連接件的樓板，混凝土受拉破壞面積大，樓板整體利用率大;采用梁連接的樓板，混凝土受拉破壞面積小，集中于局部。

隨著連接件間隔的減小，采用板連接件和梁板連接件的樓板混凝土受拉破壞的面積逐漸增大，連接件間隔越小越接近整板模型的破壞。梁連接件間隔的減小對(duì)樓板混凝土受拉破壞的約束，影響不大。因而連接件的形式和連接件之間的距離對(duì)于樓板拉力損傷來(lái)說(shuō)都有不同的影響，實(shí)際設(shè)計(jì)連接方案時(shí)需要綜合進(jìn)行考量。

2.4.3樓板連接應(yīng)力效果

裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板本身會(huì)受到多種壓力，本身需要產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力來(lái)保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。利用連接件連接樓板板縫，樓板的應(yīng)力效果得到提升。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，連接件之間間距變小樓板的受力面積會(huì)擴(kuò)大，力的作用會(huì)分散到樓板各處，樓板的應(yīng)力作用就隨之增強(qiáng)。其中板連接件與梁連接件的應(yīng)用，樓板應(yīng)力效果優(yōu)化幅度較大。在本文研究設(shè)計(jì)的幾種連接方案當(dāng)中，應(yīng)用板連接件間距小于0. 75m的方案和應(yīng)用梁連接件間距小于1. Om的方案樓板連接應(yīng)力效果良好。

2.4.4承載力

通過(guò)模型計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)梁連接件應(yīng)用后，樓板結(jié)構(gòu)的承載力沒(méi)有明顯的變化，而且與標(biāo)準(zhǔn)的樓板承載力相比還有較大的差距。板連接樓板和梁板連接件應(yīng)用可以提升樓板結(jié)構(gòu)的承載力，連接件之間的間距與拼接縫變化成正比變化趨勢(shì)，間距越小拼接縫位移就越小。在實(shí)際連接期間通過(guò)計(jì)算可以找到最佳的間距距離。

2.4.5結(jié)論

通過(guò)對(duì)不同連接方式和不同連接間距形式所產(chǎn)生效果的分析，可以發(fā)現(xiàn)影響裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接縫的關(guān)鍵問(wèn)題是連接件應(yīng)用種類，連接件間距?？傮w來(lái)講，梁連接件需要與其它連接件種類共同使用，板連接件和梁板連接件應(yīng)用能夠有效提升樓板拼接縫的質(zhì)量。同時(shí)連接件間距控制也是關(guān)鍵，板連接件間距不能超過(guò)0. 75m，梁板連接件間距不能超過(guò)1.Om。

3結(jié)語(yǔ)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫的存在對(duì)整體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量影響較大，通過(guò)本文的研究與分析，利用連接件連接樓板拼接縫能夠優(yōu)化拼接縫的使用質(zhì)量，能夠減少樓板結(jié)構(gòu)的損傷使樓板受力作用均衡，提升樓板整體結(jié)構(gòu)的承載力。但想要切實(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化效果，需要對(duì)連接件種類和連接件間距分布進(jìn)行合理的規(guī)劃，從而保證裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板拼接板縫應(yīng)用質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建強(qiáng)，張傳慶，Zhang Jianqiang，等.模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)板塊接縫處栓釘受力性能研究[J].鋼結(jié)構(gòu)，2016， 31 （6）：46 -49.

[2]張國(guó)秀.樓板接縫對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)抗震性能的影響研究[D].唐山：華北理工大學(xué)，2016.