预制装配式混凝土结构的应用

王树中

(晋城市建筑设计院,山西 晋城 048000)

在建筑工程的具体施工阶段,会致使较为严重的污染,加剧了空气质量的降低,对于我国自然环境必将会造成重大影响。所以,为了使建筑行业的节能环保得以真正实现,从而降低因建筑工程项目施工而致使的环境污染,很多新型的建筑结构也由此获得了开发与应用。在这之中,预制装配式混凝土结构则因具备了独特优势而获得建筑行业的普遍认可。

1 预制装配式混凝土结构的优势

和传统建造技术进行比较,预制装配式混凝土结构的优势关键可以从以下方面体现出来：第一,预制结构工期相对较短,可以在很大程度上使现浇结构支模与拆模等时间得到有效下降,实现快速施工,并通过较快的速度收回投资,从而获得可观的经济效益。第二,建筑结构尺寸与模数能够达成一致,预制构件能够与规范标准相符,因而具备了尺寸标准与表面较为平整等不同优势,有着非常强的适应性及其比较高的技术经济效益。第三,因湿作业量小,建造速度很快,不会对居民生活与环境造成很大干扰。第四,施工过程十分方便,模板与现浇施工作业环节都不是太多,并且预制楼板也无需任何支撑,从而使现场施工作业时间得到有效下降,减少对环境与附近居民产生的影响。而且还可以节省能源,在一定程度上避免材料出现不必要浪费。第五,室内平面可使用各种轻质隔墙实现隔离,以此让室内结构布置变得更为灵活,使用面积大,舒适性好。第六,预制装配式混凝土还可以在具体生产过程中利用工业废料,将其转化成具有实质作用的材料,使材料得到有效节省。比如,在预制装配式混凝土结构中,可把粉煤灰矿渣等加以运用。

2 装配式混凝土结构体系的分类

(1)装配式剪力墙结构。我国装配式剪力墙结构体系关键包含以下两种：第一,部分或是所有剪力墙预制的装配整体式剪力墙结构。在这一体系当中,部分或是所有剪力墙使用预制构件,水平接缝处钢筋可以使用套筒灌浆连接等方式。这种结构体系关键运用在高层建筑,根据应用的预制墙体区域,已将其分成全预制与部分预制装配式剪力墙结构。而全预制装配式剪力墙主要就是指,所有剪力墙都使用预制构件,这一结构体系的预制化率比较高,不过拼缝却偏多,施工难度相对比较大。第二,叠合板式混凝土剪力墙结构。其主要是由叠合式墙板与叠合式楼板,加上现浇混凝土剪力墙、梁等有关构件一起构成。叠合式墙板可以使用单面叠合与双面叠合剪力墙。而其中的双面叠合剪力墙,主要是根据内外叶预制墙板与中间后浇混凝土层,共同构成的一种竖向墙体构件。在这之中,内外叶预制墙板钢筋按照剪力墙受力要求,同时需要经过桁架筋进行连接,在现场安装完成之后,浇筑中间空心层则会形成整体剪力墙结构,从而一起承受水平力作用和竖向荷载。

(2)装配式框架结构。装配式混凝土框架结构通常都是通过很多构件构成,其中关键包含了预制柱与预制楼板等。这种结构传力路径较为清晰,装配效率相对比较高,并且现浇湿作业也不是很多,因而是非常适宜实行预制装配化的一种结构模式,关键可以将其运用在开敞式空间的商场、办公楼、厂房等有关建筑中。不过,从最近几年来看,在居民住宅等民用建筑中也已逐步将此加以运用。根据梁柱节点的连接形式,装配式混凝土框架结构主要可以分成两种类型,即等同现浇结构与不等同现浇结构。前者的结构性能、设计方式和现浇结构差不多都能够达成一致,不过节点的连接相对较为繁杂。而后者则可使用迅速且较为简便的节点连接方法,不过结构整体性能和设计方法等方面,必须按照节点性能加以确定,其和现浇混凝土框架之间具有很大差异。

(3)装配式框架—剪力墙结构。针对框架—剪力墙结构来讲,其框架部分和装配式框架基本一致,而剪力墙部分则可以使用现浇或是预制。如果剪力墙布置是核心筒形式,那么便会产生装配式框架—核心筒结构。当前,我国已经开始运用装配式框架—现浇剪力墙结构,其他国家也对装配式框架—剪力墙结构开展过有关研究,而且有大量工程实践,不过其体系还是存在一定差异。

3 预制装配式混凝土结构的应用

(1)接缝处理。在装配式结构当中,接缝是对其结构受力性能产生一定影响的关键部位,因此必须加强连接,从而使接缝的安全得到有效保障。在具体施工中,可以在楼面标高处将柱底接缝加以设置,厚度在20毫米最为适宜,同时需使用灌浆料将此填实。针对外挂墙板,选择相同层高最为适宜,并且需要双层双向配筋。而针对水平、垂直接缝处的防水处理来讲,在选择防排水系统的过程中,也必须按照不同接缝的实际特征,及其风雨条件进行。如果预制外墙板接缝使用构造防水的时候,水平缝使用齐口缝或者是高低缝,而竖缝则选择双直槽缝更为合适。在制作预制构件的过程中,可做一个小凹槽,主要目的是将PE填充条进行放置,在主要区域施工结束之后,便可实行密封胶施工。

(2)预制构件。对于叠合框架梁,其梁端箍筋加密区域适合使用整体封闭箍筋,而梁底钢筋可以在框架柱当中伸入一部分。不过在此同时,必须对底排钢筋全部都要伸入柱中进行全面考虑,如果不能够满足这一条件,那么就需要考虑第二排所有钢筋伸入柱中,而且伸入柱中的钢筋必须与计算与构造的实际要求相符。除此此外,主梁腰筋需要在柱截面处截断,无需伸入柱中,不过,若在配置抗扭钢筋的时候,则需要根据规范要求伸入柱中锚固。而针对边跨腰筋来讲,则都必须伸入框架柱当中。十字交叉梁截面的宽度尽可能达成一致,当宽度无法达到统一时,各个方向的高差必须高于100毫米。框架柱和剪力墙上下层纵筋使用套筒灌浆连接的时候,保护层厚度应该根据具体套筒尺寸计算之后再进行选择,如果套筒直径比较大,那么柱保护层厚度可以从25毫米增加至35毫米。

(3)结构计算。和传统现浇混凝土结构进行比较,装配式结构对建筑层数、高度与防震等方面具有相对更高的要求。比如,七度区装配整体式剪力墙结构高度超过24米、但低于或是与60米相等的时候,其抗震等级则是三级；而超过60米的时候抗震等级则是二级。针对预制构件之间的连接形式,一定要确保其安全性与可靠性,因此,装配式结构需要使用和现浇混凝土结构一致的方式,对具体结构做出进一步分析。当一个楼层中不仅有预制墙肢,同时还有现浇墙肢的情况下,那么就应当将现浇墙肢弯矩与剪力设计值放大1.1倍。此外,预制混凝土板接缝对于剪力墙整体抗侧刚度所产生的影响,控制在低于0.5%的时候,整体计算可以根据现浇剪力墙实行,无需考虑接缝对于整体刚度产生的影响,仅需要将接缝的抗剪承载力加以验算即可。上下层之间邻近的预制剪力墙竖向连接使用灌浆套筒连接,非边缘构件连接钢筋可以使用单排套筒灌浆连接。需注意套筒间距不能超过400毫米,而连接钢筋截面面积,则不能够低于套筒连接范围原纵筋总体面积的1.1倍[1]。

4 结束语

针对整个建筑行业而言,其能耗与材料都会产生大量耗费。因此,在当前建筑项目的具体施工阶段,一定要采用较为先进且具有创新性的技术。而预制装配式混凝土结构技术,则正是具备了便于施工与节能等诸多优势。不过,在将预制装配式混凝土结构技术加以运用的过程中,必须严格遵循有关规范标准,这样不仅能够使建筑工程项目的施工质量得到进一步提升,并且还能够加快施工的进程,使其使用寿命得到延长[2]。

[1]刘琼,李向民,许清风.预制装配式混凝土结构研究与应用现状[J].施工技术,2014(22):9-14．

[2]李海洋.预制装配式混凝土结构设计要点[J].江西建材,2016(24):49-49．