摘要:随着我国经济的大力发展,人们的生活水平不断提高,对居住环境的安全性及舒适度等要求也越来越高。装配式建筑相对于传统现浇混凝土结构,具有建造速度快,节能环保,受气候条件制约小,并可提高建筑质量等优点,得到大力推广,而在现代装配式建筑中应用先进的隔震技术,能有效减小上部结构的水平地震作用,保证结构的安全,同时为优化上部结构的构件尺寸、配筋以及预制构件端部钢筋连接数量等提供有效途径。
关键词:装配式;结构;隔震设计;优化
引言
建筑行业是国民经济的核心部分,直接影响社会经济和各方面的发展。建筑隔震技术是一项革新、成熟、可靠、经济的抗震新技术,其“灵魂”是“以柔克刚”,通过在上部结构与下部结构之间,增设柔性隔震层,以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼,减少输入上部结构的地震能量,达到预期隔震目标。本文针对预制装配式建筑特点进行分析,对隔震设计要点进行明确,希望在应用过程中不断对装配式结构进行优化,为装配式建筑的长足发展提供一份保障。
1预制装配式建筑特点
①便于操作。在施工现场,预制装配式结构具有一定的方便性和高效性。由于预制装配式建筑的构件不用在施工现场制作,统一由预制工厂批量生产,只需直接安装构件便可,从而实现高效处理,减轻施工作业量,缩减工期,加快进度。②效益成本高。采用工厂定制,现场组装,机械化程度高,不光减轻了施工作业量,减少人力成本,而且预制装配式结构处理不用花费太多的养护流程,节省了养护资金。另外,底模的节省效果也非常显著,使周转材料的投入量大大降低。③绿色环保。构件采用工厂化生产,使得施工现场的建筑垃圾大量减少,从而实现“四节一环保”的发展目标。钢模板可重复利用,节约了大量脚手架和模板的制作,节约木材资源。此外,由于现场湿作业少,大大降低了噪声对周边环境的影响,从而提高总体施工文明环保水平。④精准度高。由于采用工厂化的批量生产,使用过程中无法调整预制构件的尺寸及钢筋的位置,如果放线尺寸不精确,施工准确度不高,将影响预制构件的安装质量,出现装不上、对不齐等问题,所以在施工过程中需要严格控制施工质量。
2装配式建筑隔震设计要点
2.1隔震设计流程
隔震设计一般采用分部设计法,该方法是指将整个隔震结构分为上部结构、隔震层、下部结构和基础等部分,分别进行设计。通常,参与设计的单位有两家,一是进行常规设计的设计院,负责上部结构、下部结构和基础部分的设计。另一家是专门从事隔震层设计的设计单位(隔震支座生产厂家的技术部门或高校等),负责隔震层的设计。
2.2隔震支座布置原则
采用橡胶隔震支座,在选择其直径、个数和平面布置时,主要考虑了以下因素:①同一隔震层内,各个橡胶隔震支座的竖向压应力宜均匀,且竖向平均应力不应超过甲、乙、丙类建筑的限值10、12、15MPa。②在罕遇地震作用下,隔震支座不宜出现拉应力,当少数隔震支座出现拉应力时,其拉应力不应大于1MPa;压应力不超过压应力限值的2倍。③隔震支座的罕遇地震作用下的水平变位应小于其有效直径的0.55倍和各橡胶层总厚度3倍二者的较小值。④满足偏心率(<3%)和水平恢复力等要求。铅芯隔震支座尽可能布置在周边。⑤隔震层位移比建议不应超过1.2(位移比指隔震支座最大位移与隔震层平均位移的比值)。
同一结构选用多种规格的隔震支座时。应该注意充分发挥每个橡胶支座的承载力和水平变形能力。柱下隔震支座宜采用一柱布置一个支座的方式,如果个别柱轴向受力较大,可以选择布置多个支座,但是支座间注意留足够的净距,以满足安装操作空间要求。
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2.3预制构件深化设计要点
预制叠合板深化设计主要包括脱模、运输、吊装验算以及预制构件设计。深化时要注意:①板内钢筋规格和间距;②伸出构件的钢筋长度和端部样式(是否带弯钩或者弯起);③水电暖点位的预埋或预留;④吊点设计;⑤安装方向的标识。叠合梁的深化设计主要考虑以下内容:①梁内钢筋的规格和间距;②伸出构件的钢筋的长度和样式;③梁端键槽的设置;④梁端水电点位的预留和预埋;⑤吊点的设置。预制楼梯除了上下铰接节点的构造外,要分别设置脱模吊点(设在板侧)和安装吊点(设在板面)。其中,水电暖等点位的预留和预埋,要结合电气、给排水、暖通等专业的图纸仔细核对,否则会造成现场二次开洞,从而影响工期、质量和安全。
2.4装配式建筑梁柱节点设计
节点是钢筋混凝土结构中抗震较为薄弱的一个环节,在预制结构中,这一问题更为突出。在进行装配式结构设计过程中,对于相关的结构节点进行优化,不仅能够使这些节点设计更符合实际建筑施工要求,还能够提高装配式结构的抗震性能,从而使建筑的安全性得到提升。
目前较为常见的是使用一种铸钢连接节点,虽然这种连接方式在建筑工程整体浇筑上较为方便,并且自身的适应性非常强,满足多种建筑结构设计要求。但是这种节点也存在很多的缺点,如铸造成本较高,对施工工艺方面的要求非常多,导致其对装配式结构设计的发展产生一定的阻碍,因此必须要通过先进的技术对其进行不断的创新优化,从而使设计能够更加科学、合理。
隔震层中的梁柱节点主要是保证隔震支座与上下部结构间的连接不失效,在地震作用下,能发挥预期的隔震效果,保证结构的安全。目前主要是采用现浇式梁柱节点,或采用不同的预制装配式梁柱节点。由于隔震层中柱的支墩尺寸较大,同时预制叠合梁分次浇筑在节点区的连接构造复杂,在地震作用下,梁柱结合区处于复杂的受力状态,因为施工工艺的选取也至关重要。采用焊接工艺时,需要把控好焊接质量,或者考虑套筒连接或者现浇节点,从而保证节点的抗震性能满足要求。
2.5装配式结构灌浆
装配式结构施工过程中采用的是超高强度的无收缩灌浆料,如果工程主体施工处于炎热的夏季,材料的凝结硬化速度相对较快。为了避免灌浆料提前硬化导致灌浆不顺畅或堵塞现象,施工企业在开始灌浆施工前,应该先对灌浆孔进行洒水湿润处理,同时尽可能地避开午间高温时段灌浆,确保灌浆施工的质量符合工程设计要求。
结束语
综上所述,随着我国社会经济的不断发展,以及建筑工程规模的不断增加,装配式建筑结构作为建筑行业的发展趋势,不仅能够提高施工效率,还能够降低对环境的污染,最重要的是还能够提高人们对居住环境的设计需求。因此,通过不断进行装配式设计技术创新,引进先进的设计理念,从而使装配式结构的设计更加完善,保证满足人们的居住结构功能要求,增加施工企业的经济效益,促进我国社会的绿色可持续发展。
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论文作者:梁莹莹,韦亮陆,朱宜超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/15
标签:支座论文; 结构论文; 节点论文; 建筑论文; 梁柱论文; 应力论文; 钢筋论文; 《基层建设》2019年第11期论文;