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【摘 要】装配式预制混凝土结构具有混凝土浇筑质量好、施工速度快、建筑物使用寿命长、节省大量模板材料及省略支模工序等主要优点,在欧美及日本等发达国家得到了广泛的应用与推广。本文在对预制装配式混凝土结构中的叠合板、叠合梁、预制柱构件进行介绍后就其在住宅应用中的施工工艺进行了讨论。
【关键词】装配整体式;叠合板;叠合梁;装配结构施工工艺
一、混凝土叠合式装配整体结构发展
(一)与传统工艺比较
房屋的装配化制造完全避免了传统建房的缺点, 施工速度非常快,可在短期内竣工;施工时的噪音降低,物料堆放场地减少,有利于环境的保护,由于工厂化的生产和现场的标准装配,使房屋制造成本降低。因此,装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的[1]。
由于装配式建筑的自重要比传统建房自重减轻一半, 因此, 地基也简化了。工厂预制好的建筑构件运来后, 在现场工人按图组装[2], 工地上再也不会出现过去那种大规模和泥、抹灰、砌墙等湿作业了。总之装配化施工具有下列优点:(1) 进度快,可在短期内交付使用;(2) 劳动力减少,交叉作业方便有序;(3) 每道工序都可以像设备安装那样检查精度,保证质量;(4) 施工现场噪音小,散装物料减少,废物及废水排放很少,有利于环境保护;(5) 施工成本降低。
(二)装配整体式混凝土结构叠合梁
叠合梁由预制和现浇两部分组成。先在工厂生产预制部分,预制梁运输到现场安装好后,再在其上浇注一层混凝土,使其形成连续整体构件[3]。在新型装配整体式混凝土结构体系中。叠合梁通过箍筋把这两部分连接起来,同时在预制梁的叠合面上进行拉毛粗糙处理,通过粗糙面加强现浇混凝土与梁预制部分的粘结。为了防止梁模受到碰撞破坏。需对其进行一定的构造处理,如:加钢筋网片[4]。梁的两端面上设置内凹的剪力键,加强梁一柱节点处梁预制端面的截面抗剪承载力。预制梁之间主筋是通过对焊连接在一起形成联系钢筋[5]。相比通常的钢筋搭接连接,大大提高了钢筋的连接效果。
(三)装配整体式混凝土结构叠合楼板
叠合楼板有较大的整体刚度、较好的抗震和抗裂性能,并且其主要部分可在工厂制造,机械化程度高、现场湿作业少、施工方便、减化模板体系。符合建筑工业化的要求,是一种较为适合预制装配式结构的楼板体系[6]。叠合楼板和叠合梁相似,由预制和现浇两部分组成。叠合板的预制部分在生产时设置有格构钢筋,使顶制板与现浇板有机地结合在一起;同时,在预制板叠合面上进行拉毛粗糙处理,形成粗糙面,使现浇混凝土与预制部分的粘结更牢同 [7]。对于预制板问的连接问题是通过在预制板间接缝的垂直方向上每隔一段距离放置一定长度的连接钢筋来解决的。这样,使得各预制板相互连成一整体,板缝在浇注表层时由混凝土填充实。[8]。
二、混凝土叠合式装配整体结构的施工工艺
(一)工艺原理
混凝土叠合式装配整体结构,竖向构件如:剪力墙、柱、电梯井等采用预制,水平构件如:梁、板采用叠合形式;竖向构件连接节点采用浆锚连接,水平构件与竖向构件连接节点及水平构件间连接节点采用预留钢筋叠合现浇连接,形成整体结构体系[9]。
(二)工艺流程及操作要点
1、工艺流程
施工准备→定位放线→预留插筋校正→竖向构件吊装→竖向构件校正及临时支撑安装→浆锚节点灌浆→水平构件吊装→水平构件节点钢筋绑扎→叠合板钢筋绑扎→坚向构件节点钢筋绑扎→节点模板安装→节点及叠合板混凝土浇筑[10]。
2、定位放线
主控线经校正无误后,采用经纬仪将主控线引测到每层楼面上,根据竖向构件布置图用标准钢卷尺、经纬仪测量出剪力墙、柱轴线、构件边线、剪力墙暗柱位置线、洞口边线及200mm 测量控制线,并在结构面上用墨线弹出[11]。在竖向预制构件下部500mm 处弹出标高线,同时将每层500mm 标高控制线引测到预留插筋上,并用油漆做出标记。
3、预留插筋校正
叠合板混凝土浇筑前,采用钢筋限位框对预留插筋限位,保证钢筋位置准确。混凝土浇筑后,对预留插筋进行位置复核,对中心位置偏差超过10mm 的插筋应根据图纸采用1:6 冷弯矫正,不得烘烤[12]。
4、竖向构件斜支撑安装
(1)根据竖向构件平面布置图及吊装顺序图,对竖向构件进行吊装就位,就位后立即安装斜支撑,每个竖向构件用不少于2 根斜支撑进行固定,斜支撑安装在竖向构件的同一侧面,与楼面的水平夹角> 60°。
(2)检查竖向构件内预埋的M20 × 70 内螺纹套筒,并将紧固螺栓与内螺纹套筒连接;根据计算角度在楼面安装斜支撑下部连接固定用M16 × 150 膨胀螺栓[15]。
(3)斜支撑安装时,将上、下连接垫板沿开口方向分别卡在竖向构件及楼面上的连接螺栓内,然后用螺丝将斜支撑上、下连接垫板与竖向构件及楼面拧固。
5、浆锚节点灌浆
(1)灌浆前应全面检查灌浆孔道、泌水孔、排气孔是否通畅。
(2)将竖向构件的上下连接处、水平连接处及竖向构件与楼面连接处清理干净,灌浆前24h 表面充分浇水湿润,灌浆前1h 应吸干积水。
(3)采用30mm PE 高压聚乙烯棒对竖向构件的水平及垂直拼缝进行嵌填,棒材嵌入板缝距外表面10mm。
(4)严格按照产品说明书的要求配置灌浆料,先在搅拌桶内加入定量的水,然后将干料倒入,用手持电动搅拌器充分搅拌均匀。
6、叠合板钢筋绑扎
(1)预制构件吊装就位后,根据结构设计图纸,先绑扎暗梁( 叠合梁) 钢筋,再绑扎叠合板钢筋。钢筋绑扎前,应先校正预留锚筋位置。
(2)叠合板受力钢筋与外墙支座处锚筋搭接绑扎,搭接长度应满足规范要求,同时应确保负弯矩钢筋的有效高度。 三、结语
混凝土叠合式装配整体结构技术的关键节点及楼板叠合层均采用现浇处理,既增加了结构的整体性,达到与现浇结构“同等型”;又解决了建筑部件、暖通空调、给排水系统、电气系统等建筑和设备专业的要求,做到了协调统一、优化配置,在不降低结构安全性的前提下,优化了建筑性能和功能。
我国的房屋制造工业比先进的工业国家落后。未来10~20 年,乃至更长的时期内,城乡住房建设将是我国新的经济发展驱动点和激发点。现在,有远见的企业家应积极开始着手准备,开发、生产、推广成套的装配式建筑和建材。那么,不久的将来就会以十分成熟的产品来满足不断增大的市场需求,为我国的经济建设做出贡献。
参考文献:
[1]张季超等.预制混凝土结构的效益评价及其在我国的发展.2007,1:9-11.
[2]周旺华.现代混凝土叠合结构[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.
[3]邱剑辉等.新型装配整体式混凝土结构构造处理措施探讨[J].广州建筑,2009,37(1):14-17
[4]李桶等.新型节能环保预制钢筋混凝土结构住宅体系及其产业化[J].工业建筑,2008.
[5]樊 骅.装配整体式混凝土结构体系技术研究[J].住宅科技,2010,12:27-33.
[6]张军等.全预制装配整体式剪力墙结构住宅施工技术[J].施工技术,2010,7(7):96-98.
[7]崔建宇,孙建刚,王 博.装配式预制混凝土结构在日本的应用[J].大连民族学院学报,2009,1(1):67-70.
[8]宋国华等.装配式钢筋混凝土结构竖缝抗剪能力统计特征研究[J].四川建筑科学研究,2004,24 (6): 68 - 72.
[9]周宁.香港地区超高层建筑施工中的预制件应用.建筑施工,2005,27(7).
[10]郭华.整孔箱梁架设施工技术[J].铁道建筑技术,2009,(12):39- 43.
[11]刘小飞.预应力混凝土预制T梁底座的施工控制[Z].2008.
[12]龚娅.住宅产业化进程中的住宅适应性研究(学士论文).
[13]楚先锋.万科“标准化”走住宅产业化之路[J].城市开发,2009(9).
[14]现行建筑施工规范大全[M].中国建筑工业出版社,2005,1.
[15]Morris A E J. Precast Concrete in Architecture [M].London: GeorgeGodwin Limited,1978.
作者简介:
高文财(1981-),男,辽宁沈阳人,学士学位,广东技术师范学院天河学院建筑工程系,主要从事太阳能利用、设备施工技术研究等。
【关键词】装配整体式;叠合板;叠合梁;装配结构施工工艺
一、混凝土叠合式装配整体结构发展
(一)与传统工艺比较
房屋的装配化制造完全避免了传统建房的缺点, 施工速度非常快,可在短期内竣工;施工时的噪音降低,物料堆放场地减少,有利于环境的保护,由于工厂化的生产和现场的标准装配,使房屋制造成本降低。因此,装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的[1]。
由于装配式建筑的自重要比传统建房自重减轻一半, 因此, 地基也简化了。工厂预制好的建筑构件运来后, 在现场工人按图组装[2], 工地上再也不会出现过去那种大规模和泥、抹灰、砌墙等湿作业了。总之装配化施工具有下列优点:(1) 进度快,可在短期内交付使用;(2) 劳动力减少,交叉作业方便有序;(3) 每道工序都可以像设备安装那样检查精度,保证质量;(4) 施工现场噪音小,散装物料减少,废物及废水排放很少,有利于环境保护;(5) 施工成本降低。
(二)装配整体式混凝土结构叠合梁
叠合梁由预制和现浇两部分组成。先在工厂生产预制部分,预制梁运输到现场安装好后,再在其上浇注一层混凝土,使其形成连续整体构件[3]。在新型装配整体式混凝土结构体系中。叠合梁通过箍筋把这两部分连接起来,同时在预制梁的叠合面上进行拉毛粗糙处理,通过粗糙面加强现浇混凝土与梁预制部分的粘结。为了防止梁模受到碰撞破坏。需对其进行一定的构造处理,如:加钢筋网片[4]。梁的两端面上设置内凹的剪力键,加强梁一柱节点处梁预制端面的截面抗剪承载力。预制梁之间主筋是通过对焊连接在一起形成联系钢筋[5]。相比通常的钢筋搭接连接,大大提高了钢筋的连接效果。
(三)装配整体式混凝土结构叠合楼板
叠合楼板有较大的整体刚度、较好的抗震和抗裂性能,并且其主要部分可在工厂制造,机械化程度高、现场湿作业少、施工方便、减化模板体系。符合建筑工业化的要求,是一种较为适合预制装配式结构的楼板体系[6]。叠合楼板和叠合梁相似,由预制和现浇两部分组成。叠合板的预制部分在生产时设置有格构钢筋,使顶制板与现浇板有机地结合在一起;同时,在预制板叠合面上进行拉毛粗糙处理,形成粗糙面,使现浇混凝土与预制部分的粘结更牢同 [7]。对于预制板问的连接问题是通过在预制板间接缝的垂直方向上每隔一段距离放置一定长度的连接钢筋来解决的。这样,使得各预制板相互连成一整体,板缝在浇注表层时由混凝土填充实。[8]。
二、混凝土叠合式装配整体结构的施工工艺
(一)工艺原理
混凝土叠合式装配整体结构,竖向构件如:剪力墙、柱、电梯井等采用预制,水平构件如:梁、板采用叠合形式;竖向构件连接节点采用浆锚连接,水平构件与竖向构件连接节点及水平构件间连接节点采用预留钢筋叠合现浇连接,形成整体结构体系[9]。
(二)工艺流程及操作要点
1、工艺流程
施工准备→定位放线→预留插筋校正→竖向构件吊装→竖向构件校正及临时支撑安装→浆锚节点灌浆→水平构件吊装→水平构件节点钢筋绑扎→叠合板钢筋绑扎→坚向构件节点钢筋绑扎→节点模板安装→节点及叠合板混凝土浇筑[10]。
2、定位放线
主控线经校正无误后,采用经纬仪将主控线引测到每层楼面上,根据竖向构件布置图用标准钢卷尺、经纬仪测量出剪力墙、柱轴线、构件边线、剪力墙暗柱位置线、洞口边线及200mm 测量控制线,并在结构面上用墨线弹出[11]。在竖向预制构件下部500mm 处弹出标高线,同时将每层500mm 标高控制线引测到预留插筋上,并用油漆做出标记。
3、预留插筋校正
叠合板混凝土浇筑前,采用钢筋限位框对预留插筋限位,保证钢筋位置准确。混凝土浇筑后,对预留插筋进行位置复核,对中心位置偏差超过10mm 的插筋应根据图纸采用1:6 冷弯矫正,不得烘烤[12]。
4、竖向构件斜支撑安装
(1)根据竖向构件平面布置图及吊装顺序图,对竖向构件进行吊装就位,就位后立即安装斜支撑,每个竖向构件用不少于2 根斜支撑进行固定,斜支撑安装在竖向构件的同一侧面,与楼面的水平夹角> 60°。
(2)检查竖向构件内预埋的M20 × 70 内螺纹套筒,并将紧固螺栓与内螺纹套筒连接;根据计算角度在楼面安装斜支撑下部连接固定用M16 × 150 膨胀螺栓[15]。
(3)斜支撑安装时,将上、下连接垫板沿开口方向分别卡在竖向构件及楼面上的连接螺栓内,然后用螺丝将斜支撑上、下连接垫板与竖向构件及楼面拧固。
5、浆锚节点灌浆
(1)灌浆前应全面检查灌浆孔道、泌水孔、排气孔是否通畅。
(2)将竖向构件的上下连接处、水平连接处及竖向构件与楼面连接处清理干净,灌浆前24h 表面充分浇水湿润,灌浆前1h 应吸干积水。
(3)采用30mm PE 高压聚乙烯棒对竖向构件的水平及垂直拼缝进行嵌填,棒材嵌入板缝距外表面10mm。
(4)严格按照产品说明书的要求配置灌浆料,先在搅拌桶内加入定量的水,然后将干料倒入,用手持电动搅拌器充分搅拌均匀。
6、叠合板钢筋绑扎
(1)预制构件吊装就位后,根据结构设计图纸,先绑扎暗梁( 叠合梁) 钢筋,再绑扎叠合板钢筋。钢筋绑扎前,应先校正预留锚筋位置。
(2)叠合板受力钢筋与外墙支座处锚筋搭接绑扎,搭接长度应满足规范要求,同时应确保负弯矩钢筋的有效高度。 三、结语
混凝土叠合式装配整体结构技术的关键节点及楼板叠合层均采用现浇处理,既增加了结构的整体性,达到与现浇结构“同等型”;又解决了建筑部件、暖通空调、给排水系统、电气系统等建筑和设备专业的要求,做到了协调统一、优化配置,在不降低结构安全性的前提下,优化了建筑性能和功能。
我国的房屋制造工业比先进的工业国家落后。未来10~20 年,乃至更长的时期内,城乡住房建设将是我国新的经济发展驱动点和激发点。现在,有远见的企业家应积极开始着手准备,开发、生产、推广成套的装配式建筑和建材。那么,不久的将来就会以十分成熟的产品来满足不断增大的市场需求,为我国的经济建设做出贡献。
参考文献:
[1]张季超等.预制混凝土结构的效益评价及其在我国的发展.2007,1:9-11.
[2]周旺华.现代混凝土叠合结构[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.
[3]邱剑辉等.新型装配整体式混凝土结构构造处理措施探讨[J].广州建筑,2009,37(1):14-17
[4]李桶等.新型节能环保预制钢筋混凝土结构住宅体系及其产业化[J].工业建筑,2008.
[5]樊 骅.装配整体式混凝土结构体系技术研究[J].住宅科技,2010,12:27-33.
[6]张军等.全预制装配整体式剪力墙结构住宅施工技术[J].施工技术,2010,7(7):96-98.
[7]崔建宇,孙建刚,王 博.装配式预制混凝土结构在日本的应用[J].大连民族学院学报,2009,1(1):67-70.
[8]宋国华等.装配式钢筋混凝土结构竖缝抗剪能力统计特征研究[J].四川建筑科学研究,2004,24 (6): 68 - 72.
[9]周宁.香港地区超高层建筑施工中的预制件应用.建筑施工,2005,27(7).
[10]郭华.整孔箱梁架设施工技术[J].铁道建筑技术,2009,(12):39- 43.
[11]刘小飞.预应力混凝土预制T梁底座的施工控制[Z].2008.
[12]龚娅.住宅产业化进程中的住宅适应性研究(学士论文).
[13]楚先锋.万科“标准化”走住宅产业化之路[J].城市开发,2009(9).
[14]现行建筑施工规范大全[M].中国建筑工业出版社,2005,1.
[15]Morris A E J. Precast Concrete in Architecture [M].London: GeorgeGodwin Limited,1978.
作者简介:
高文财(1981-),男,辽宁沈阳人,学士学位,广东技术师范学院天河学院建筑工程系,主要从事太阳能利用、设备施工技术研究等。