预制混凝土构件连接方式综述论文_耿园园 廖茹梦

预制混凝土构件连接方式综述论文_耿园园 廖茹梦

(聊城大学建筑工程学院,山东 聊城 252000)

摘要:预制装配式结构具有拼装速度快、建筑垃圾少、现场湿作业少的优点,能够提高施工效率,解决施工现场作业环境差的问题。介绍了预制装配式构件主要的连接方法,并针对各连接方法的施工特点,从现浇带连接、套筒灌浆连接、预留孔浆锚搭接、螺栓连接、后张预应力连接等连接方式,提出了一些施工过程中存在的问题,旨在提高预制装配式剪力墙的连接性能,保证建筑整体的稳定性和抗震性能。

关键词:预制构件;连接方式;湿式连接;干式连接

引言

预制装配式混凝土结构起源于20世纪二三十年代,是建筑工业化的一种十分重要的方式。20世纪90年代开始,我国引进装配式大板居住建筑技术,并建立规范体系。预制装配式结构经济性好、质量优异、节能环保,与我国建筑发展方向十分契合,适合大规模推广应用。

1.预制构件湿式连接方式

1.1现浇带连接

现浇带连接方式比较传统,首先在要连接的上下层构件之间设置好现浇带,然后用钢筋搭接,构件安装完成以后浇筑混凝土,将上、下层构件连接为整体。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接会出现如下问题[1]:①在实际的施工中,对于上部的墙体很难固定,稳定性也就很难保证。②剪力墙截面大小要确保一样,才能保证搭接不会出现缝隙。③浇筑混凝土时,尤其是顶部的混凝土很难浇筑密实。这些缺点使这种连接形式的优点很难充分发挥。一些专家对这种连接形式的剪力墙结构构件的破坏形态进行研究,实践表明,采用这种方式连接出现的裂缝机率比现浇结构要低,但是耗能能力相对较差。

1.2套筒灌浆连接

这种连接方式目前比较成熟,首先将钢筋放入对接套筒中,然后把水泥、细骨料、外加剂、膨胀剂等材料通过灌浆机搅拌形成灌浆材料,当灌浆材料硬化以后,套筒与钢筋就能牢固的连接在一起。灌浆材料具有的高性能以及无收缩性可以大大提高钢筋与套筒内壁的摩擦、粘合度以及咬合强度,使钢筋的预应力能够平顺传递,具有很高的抗拉能力和抗压能力,保证连接的可靠性。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接具有以下优点:结构构件的吊装和钢筋连接可以分开进行;施工操作过程比较简单,所需施工设备较少,不会受到天气影响;不会对环境造成污染、绿色安全;可以在工厂进行预制,现场装配简单快速。但是也会存在一些问题,比如灌浆质量难以管理,钢筋搭接长度过长,套筒较粗,保护层厚度过小等情况。

1.3预留浆孔锚搭接

这种连接形式采用预留孔浆锚搭接,首先将下层墙体的顶面位置预留插筋,其数量和规格与墙体内竖向受力钢筋一致,然后在上层墙体被预留螺旋状的孔洞,上层墙体安装完成以后,通过灌浆孔和排气孔向孔内灌浆,当灌浆材料硬化以后,最后将上、下层墙体进行连接[1]。

这种方式不同之处在于需要连接的两根钢筋并不是相邻的,而是间隔一定距离,也成为间接搭接。预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接存在的问题有:如果墙体不是太厚,在墙体中预留很多插孔,增加了施工难度;孔边缘的混凝土厚度较小,在运输过程中很容易造成破损,从而对构建的连接性能造成一定影响。

1.4后张预应力连接

这种连接方式是通过施加预应力以提高连接构件的摩擦剪切强度,从而减小由于地震造成的结构变形。主要特点是将结构的非线性变形集中在连接区域,其他部分处于在弹性范围内。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接,使整体结构有足够的强度、刚度以及非常好的延性,但是耗能能力无法充分展现。

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1.5键槽连接

这种结构形式主要用于装配式大板结构中,首先将连接位置设置一些小键槽,然后浇筑混凝土,使上下层剪力墙连接成为一个整体。这种连接形式可以将受到的剪力均匀传递。在实际的施工过程中要依据实际情况确定键槽尺寸,接缝的抗剪承受能力随着接合筋的直径增大而增大,并且与宽度呈非线性关系。

2.预制构件干式连接方式

2.1螺栓连接

这种连接形式属于机械连接,连接过程比较简单,对精度要求非常高。首先是在上层剪力墙的下边设置有孔洞的钢板,将下层剪力墙的上方有螺纹的钢筋作为螺杆,然后将钢筋穿过钢板并用螺帽与上层剪力墙连接,对连接的部位浇筑混凝土,最后当混凝土硬化以后将上下层墙体连接起来。

预制装配式剪力墙结构采用这种方式进行连接存在的问题有:随着时间以及荷载作用,螺栓可能会发生松动现象;受到自然环境或者其他因素影响,螺纹会逐渐发生脱落现象。

2.2 Wall Shoes连接

这种连接方式[1]与螺栓连接方式有些相似,首先将Wall Shoes 连接器安装在模板中,由工厂进行剪力墙预制 ,同时在连接器位置预留孔口,然后将下层剪力墙中的预埋钢筋从底板预留孔中穿入连接器,并用螺栓进行固定,完成以后在连接位置以及Wall Shoes 连接器中浇筑混凝土,待混凝土硬化以后,上下层剪力墙就会成为整体。

2.3钢吊架式连接

钢吊架式连接的用钢量比较少。钢吊架式连接区别于其他干连接的一其显著优点是其柱子的模板制作较为简单。在实际工程中,偶然出现的偏心荷载会引起梁的扭曲,钢吊架式连接恰好可以阻止此种情况的发生。

该连接方式的缺点是连接构件较多且承受能力相对较弱,从而构造相对复杂,相应的也就对施工质量和安装精度有较高的要求。所以钢吊架式连接不能承受比较大的荷载。

2.4焊接连接

焊接连接的优点是避免了传统湿连接等方式的灌浆和养护环节从而节省了工期。缺点是焊接连接方法中无明显的塑性铰设置,焊接缝在反复地震荷载作用下容易发生脆性破坏,故该连接方式的抗震性能不理想。但是对于塑性铰设置良好的焊接接头,其优点非常显著,故当前干式连接构造的发展方向包括开发变形性能较好的焊接连接构造。在施工中应该充分安排好相应构件的焊接工序从而减小焊接的残余应力并使焊接有效。

3.结论与展望

预制装配式结构和现浇混凝土结构相比,因其可大量节约资源,提高生产工作效率,促进技术、材料和工艺创新,已是建筑产业现代化的发展方向。尤其在地震区中,钢筋连接技术是预制装配式混凝土结构的关键技术之一,可靠的连接是保证结构整体性和抗震能力的关键。采用不同的连接形式还直接影响到工程的总造价及工期。

参考文献

[1]张瑜.浅析预制装配式剪力墙结构竖向连接形式的发展现状[J].低碳世界,2016(35),203-204.

[2]曾智力,李俊海,王凤,华丽英.地震区预制装配式结构钢筋连接技术展望[J].建材与装饰,2017(2),47-48.

[3]李玉耀.浅谈预制装配式结构的节点连接方式[J].河南建材,2017(2),141-142.

[4]严薇,曹永红,李国荣.装配式结构体系的发展与建筑工业化[J].重庆建筑大学学报,2004(05),131-135.

[5]薛伟辰,王东方.预制混凝土板、墙体系发展现状[J].工业建筑,2002(12),57-58.

作者简介:耿园园,(1993年—)女,山东聊城人,聊城大学建筑工程学院2017级建筑与土木工程专业研究生,研究方向为结构工程。

廖茹梦,(1994年—)女,山东聊城人,聊城大学建筑工程学院2017级建筑与土木工程专业研究生,研究方向为结构工程。

论文作者:耿园园 廖茹梦

论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月下

论文发表时间:2018/9/11

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