关键词:预制;装配式;混凝土结构;发展现状
1预制装配式混凝土结构的发展概述
预制装配式混凝土结构是是建筑工业化的一种结构形式,萌芽于20世纪初期,在第二次世界大战后,兴起于欧洲,而后逐步被推广到美国、加拿大、日本等国,在20世纪末,预制装配式混凝土结构被广泛应用于工业建筑、桥梁、水工建筑等不同结构领域,得到了广泛的推广。国家经济快速发展,产业结构优化转型,随着住宅产业化的不断升级,大批量的预制混凝土结构构件被应用到住宅体系中,从预制楼板到全装配式混凝土结构,住宅产业化中结构的预制率逐步提高。随着预制装配式混凝土结构的不断盛行,预制装配式混凝土结构出现的现场装配、节点锚固、接缝处理等问题也逐个得到解决,取得了突破性的进展。
2预制装配式混凝土结构体系
2.1预制装配式混凝土结构的特点
预制装配式混凝土结构是指以预制构件为主要受力构件,其主要受力的预制构件经装配、连接,结合部分现浇而形成的混凝土结构。与传统的混凝土结构相比,预制装配式混凝土结构减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护的工序,这样大大减少了施工现场的劳动力,大大节约成本,加之预制装配式结构的工厂化生产,现场进行拼接的施工模式大大加快了施工速度。从使用功能上来看,预制装配式混凝土结构平面布置灵活多变,能够更方便客户的使用。预制装配式混凝土结构的施工能够大幅度减少建筑垃圾、降低噪声污染、节约用水、降低劳动强度、改善作业环境。
2.2、结构体系分类
2.2.1、装配整体式混凝土框架结构
装配整体式混凝土框架结构一般由全部或者部分框架梁、框架柱等采用预制构件建成的装配整体式混凝土结构,其楼板、楼梯、外挂墙板等构件也全部或部分采用预制构件。该结构传力路径明确,装配效率高,现浇湿作业少,是最适合进行预制装配化的结构形式。主要用于需要开敞大空间的厂房、仓库、商场、停车场、办公楼、教学楼、医务楼、商务楼等建筑,近年来也逐渐应用于居民住宅等民用建筑。
2.2.2、装配整体式混凝土剪力墙结构
装配整体式混凝土剪力墙结构最早出现的是装配式大板结构,随着装配式混凝土结构的发展,逐步提出多种装配式混凝土剪力墙结构。目前国内已经建立的装配式混凝土剪力墙结构体系有:叠合式混凝土剪力墙结构、全预制装配式混凝土剪力墙结构。叠合式混凝土剪力墙结构是指采用叠合式的墙板和叠合式的楼板,并配合必要的现浇混凝土剪力墙、边缘构件、梁、板等构件共同形成的装配整体式剪力墙结构。对叠合式混凝土剪力墙结构的抗侧性能进行了相关实验研究,认为该剪力墙结构具有良好的抗侧性能。研究认为此结构适用高度太小,如果应用到更高建筑中需要专门的研究和论证。对叠合式剪力墙的抗震性能进行了试验研究,得出与现浇剪力墙有相近抗震性能的结论。全预制装配式混凝土剪力墙结构的内外墙全部采用预制墙板,楼板采用叠合楼板,预制剪力墙之间的接缝采用湿法连接,水平接缝处的钢筋可采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接和底部预留后浇区内钢筋搭接连接的形式。研究认为该结构类型主要用于高层建筑。
2.2.3、装配整体式框架-剪力墙(核心筒)结构
装配整体式框架-剪力墙(核心筒)结构,框架部分与装配式框架类似,剪力墙部分可以采用现浇剪力墙也可采用预制剪力墙结构,若剪力墙布置成核心筒形式即形成装配式框架剪力墙结构,目前关于装配整体式框架剪力墙结构的研究较少,还有待进一步研究开发。
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3装配式混凝土结构推广应用存在的问题
随着装配式混凝土结构的发展,工程也暴露出一些问题,这些问题引起了相关科研院所和企业的关注。
3.1完善设计标准规范体系
关于预制装配式结构《装配式混凝土结构技术规程》已于2014年实施,可供预制装配式混凝土结构设计、施工、验收的技术标准主要有:《工业化建筑评价标准》、《装配式混凝土结构技术规程》、《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》,以及一些相关的协会标准和地方标准。市场应用的预制装配式混凝土结构体系种类繁多,有些是引进国外技术消化吸收,有些是自主或合作研发的新体系或新技术。政府部门或行业机构在鼓励创新的同时,应该严格把关,特别是涉及到人民生命和财产安全的关键技术。
3.2突破关键施工技术要点
目前,关于预制装配式混凝土结构的关键技术如:套筒浆锚连接技术、墙板连接技术、拼装梁柱节点、新型配筋技术、钢筋搭接技术等的技术标准不够全面,建筑设计一般仍由传统的设计院按非装配式结构进行建筑、结构和设备设计承建商需要按装配要求进行二次设计,因原设计基本未考虑装配要求,其间还需要协调原设计根据装配工艺要求进行协商变更,浪费大量管理资源和时间,变更后的设计很难达到最优的效果。
3.3规范施工现场管理
大众对预制装配式房屋质量认可不高,主要是对预制装配式房屋的施工质量的认可度不高。在预制装配式房屋建设过程中,主要构配件从场外运输到现场进行吊装安装,与现场施工作业人员的施工水平和现场的管理水平紧密相连,施工管理是否规范直接关系到工程的质量,而这一系列标准目前还有待进行补充完善。客观上,目前采用预制装配式混凝土建筑的工程项目占整个住宅项目比例很小,专业施工队伍难以为继。
4新型装配式混凝土结构展望
新型装配式混凝上结构体系应该具有安全可靠性、经济性和可拆、易装性及可循环利用性等优点。从结构设计理念上,可以将混凝土结构与其他结构结合,采用耗能构件连接和减隔震等措施来提高预制结构的技术水平。在抗震性能上,高层装配式建筑的抗震性能是研究的重点,保证结构的良好抗震性能,而且很多装配式新型连接方式都是通过试验或有限元分析来验证其抗震的可靠性。新型装配式混凝土结构要利用好它的性能优点来增强预制混凝土的技术性能。如在结构体系中采用消能减震和隔震技术,不仅可以有效增加预制装配式混凝土结构适用高度和层数,而且还可以在高地震区进行应用。从建筑结构整体考虑,设置人工塑性铰、加设支撑等都可以提高结构性能、扩大适用范围。从结构整体考虑,主体结构采用高性能材料可以提高结构性能,并且降低成本,从而成为预制装配式结构的专门技术。可以预见,随着科学技术的发展,新型装配式混凝土建筑将会大力发展,并会被投入到民用建筑中去。
5结束语
尽管装配式混凝土结构体系目前仍然有许多的不足之处,但从长远的利益角度来看,它符合工业化生产的发展方向。建筑行业要发展创新精神,在原有的技术支持下,创造新的技术,不能一味地青睐于现浇混凝土,要大力投入到装配式结构的科学研究中去,从而提高了能源利用率、减少环境的污染,加速了建筑工业化发展。
参考文献:
[1]李悦,谢丹妮,陈适才,周宏宇,王鹏.装配式混凝土结构的抗震性能研究现状与分析[J].建筑技术,2015,46(03):261-265.
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论文作者:贾德龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签:结构论文; 混凝土结构论文; 混凝土论文; 剪力墙论文; 叠合论文; 建筑论文; 性能论文; 《电力设备》2018年第21期论文;