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摘要:连接技术是装配式混凝土结构设计中最为关键的一部分,其技术发挥能效将直接影响混凝土质量,因此对连接技术进行研究是必不可少的。本文主要是对涉及结构安全的钢筋连接技术、结合部位连接技术进行了相关研究,仅供参考。
关键词:装配式混凝土;结构设计;关键连接技术
引言
在早些年间,装配式建筑兴起于各大城市中,但是在发展后的一段时间内,基本就没有装配式建筑这一结构形式了,究其根本可以做出如下判断:目前的浇筑技术在实际施工过程中具有一定的技术优势,在施工环节受到的限制性因素较少,并且施工成本较低,而装配式建筑在一旦在连接部位出现误差,就会相对出现断裂问题,在这一因素影响下该建筑的抗震性能也就难以保证。在当今社会,建筑形式呈现出了多样化特点,学术界的学者也针对装配式混凝土结构做出了大量研究,研究成果颇丰。
1 钢筋连接技术
钢筋连接技术是装配式混凝土结构中最为核心的技术类型,虽然这一应用技术是通过连接作用满足施工需求的,但是连接部件却具有一定的应用优势,不仅能够起到良好的衔接作用,使其内力得以传递,与此同时其刚度特性也能够充分体现。在我国以及外国针对钢筋连接技术做出了更加多元化的技术研究,先后也出现了各种各样的连接形式。由于区域位置及施工需求之间存在一定差异性,这就使得我国各个地区所应用的主体连接技术各不相同,通常情况下灌浆套筒连接技术的应用频率较高,其优势特征也更加趋于明显。
1.1灌浆套筒连接
灌浆套筒连接技术的连接器是 20 世纪美国人研究出来的,其初次应用是某个酒店的施工项目中做预制桩连接,经过一段时间的应用,该连接器的生产权被日本的某个公司所买断并大量生产,在后续加工中技术人员也针对此项技术做出了优化调整及技术革新,在经过几年的研究之后,连接套筒随之出现。钢筋可以由套筒进入结构内部,而后再将应用材料灌注到套筒内就可以达到连接能效,这一技术形式也就被称为全灌浆套筒。由于该技术的应用优势较为显著,施工流程也具有简单化特性,这就为该技术的量化使用提供了重要基础。从当前形势来看,该套筒在世界范围内的应用效果都得到了高标准评价,在不同的施工群体中套筒都能在框架结构中采取该连接方式对施工结构做出稳固性保障。灌浆套筒技术在实际应用环节的质量,不仅会受施工工艺所影响,各个部件的强度更应当达到连接技术标准,只有这样才能为后续施工项目的顺利推进做出基本保障。在连接钢筋的过程中应当应用带肋钢筋,而套筒生产厂家在实际生产环节所产出的套筒型号及规格存在一定差异性,这就需要根据施工需求及套筒参数进行灌浆料的配套性选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆接头位置在应用环节需要承受一定的外力作用,而这时钢筋与灌浆材料之间就会出现相应应力,各个应力之间是存在等量差的,为了确保应力达到平衡点,就需要实现应力之间的有效传递。多家单位对灌浆套筒接头进行了型式检验,包括强度检验和变形检验等,检测结果均为套筒外钢筋拉断破坏,符合机械连接 玉 级接头的性能要求。虽然灌浆套筒接头的实验室检验合格,但是现场灌浆施工质量影响接头最终的连接性能,相关文献中提到该接头有钢筋被拔出、灌浆料劈裂等破坏模式,因此套筒灌浆施工应由专业的施工人员完成。《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》从设计、检测、施工、验收等多方面对套筒灌浆连接提出技术要求,各相关单位均应严格按照规程中的要求实施操作。
1.2浆锚搭接
浆锚搭接是指被连接钢筋插入预制墙板底部的预留洞,通过高压注浆实现钢筋搭接,分为约束浆锚搭接和浆锚间接搭接。浆锚间接搭接是引进的澳大利亚预制装配式混凝土结构体系所用的纵筋连接技术,装配式规程规定采用浆锚搭接时,应进行力学性能及适用性的试验验证,鉴于我国对浆锚搭接尚无统一的技术标准,在获得厂家提供的成套检验报告且通过专家论证后方可使用。
2 接合部位连接技术
对于装配整体式混凝土结构来说,主要是利用“等同现浇结构”的设计理念进行结构设计,其中预制构件与现浇混凝土接合部位的连接对结构的安全性有着直接的影响。在设计节点的过程中,必须全面考虑预制构件的生产以及施工的便利性,并且采取有效的方式实现应力的传递。首先对相关力学原理进行分析:预制混凝土构件与现浇混凝土的结合部位,主要应用的是剪应力传递以及剪应力与压应力的组合传递,应力的传递和以下几个方面密切相关:销筋作用、剪切摩擦、接触面的压应力传递、设置抗剪键。具体的说,剪切应力τ和压应力会组合产生破坏曲面。同时,结合面处的混凝土性能和整体浇筑的混凝土性能相同,这是利用接触面进行压应力的传递,这样来看,其极限状态的公式则是可以表示为:
在这个公式中,μ指的是摩擦的系数,摩擦系数的数值主要取决于结合面的粗糙程度,装配式规程中,规定预制构件和后浇混凝土的结合面必须要设置相应的粗糙面,并且运用化学处理的方式或者拉毛等方式来制作有效的粗糙面。对于化学处理来说,主要是在模具的表面涂抹一些化学的药剂,在浇筑完混凝土之后对相关的模具进行拆除,利用水来冲洗接触过药剂的表面,处理过后预制构件就会露出骨料并且形成粗糙面。在结合的部位使用正交钢筋,而在边界面的应力传递则是剪切摩擦,这会使边界面错位变形,进而出现裂口,同时在边界面,正交钢筋将会产生一定程度的拉力,这样将会产生反向压力作用,在边界面上,其相关边界面的传递剪应力的公式如下:
在这个公式中,μe 代表的是摩擦的系数,fy 则是代表着钢筋屈服的强度值,而 As 则是代表的钢筋的面积。另外,对于抗剪键来说,主要是利用结合面处、的凹凸咬合来传递相应的剪力,所以抗剪的倾角必须要保持在 0°~30°之间,如果这个角度超过了 30°,那么倾斜面很容易出现滑移破坏。其中,抗剪键破坏的剪切强度 Q sk 公式为下:
在这个公式中,Q1 代表了左侧抗剪键的受剪承载力,Q2 则是代表右侧受剪承载力。如果难以确保边界面的钢筋具备充分的粘结力,边界面就难以依靠剪切摩擦来实现剪力传递,而需要依靠钢筋自身变形错位所产生的销筋作用。因此,为了避免混凝土保护层出现破坏劈裂以及剥离的问题,需要加密靠近边界处的箍筋,并且使用 135°的弯钩来固定纵筋。其次,对于结合部位来说,在装配式结构中其预制构件以及现浇混凝土的结合部位主要包括梁端竖向接缝、柱底水平接缝、叠合板水平接缝。对于叠合梁端竖向接缝处来说,其受剪承载力则 buV为下:
在这个公式中,V b1 是表示剪切摩擦以及销筋的作用,V b2 表示后浇混凝土的抗剪能力,V b3 表示键槽的抗剪能力。剪力墙体的水平接缝处的公式如下:
在这个公式中,Vc1 表示剪切摩擦以及销筋的作用,μN 表示压应力的传递,N 代表结合面处的轴力,μ是摩擦系数,并且μ与结合面的粗糙程度有很大的联系。
结束语
建筑产业化具备环保、节能和高效的优点,能够促进我国社会经济的发展和进步,并且促进城市化的推进,而装配式混凝土结构在建筑产业化中具有重要的作用,其中的连接设计是结构设计的重点。以上主要是对装配式混凝土结构设计的关键连接技术进行了有效的分析与探讨,并且提出了相关的建议,希望为工程设计人员提供有效参考。
参考文献
[1]韩超,吴金花.建筑工业化装配式混凝土结构的关键技术[J].山西建筑,2013,39(20).
[2]金峤,张德鹏.预制装配式结构部分连接技术浅析[J].建筑工程技术与设计,2015(28).
论文作者:伍斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/22
标签:套筒论文; 应力论文; 钢筋论文; 技术论文; 混凝土论文; 公式论文; 边界论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;