装配式混凝土结构节点连接技术研究

张敦吉

沈阳原构设计咨询有限公司 辽宁 沈阳 110000

1 框架结构节点特点

该类框架的节点处所对应的与楼板、下框柱以及框架梁相互结合的位置需要在设计抗震方案时重点关注,为提升其强度需要在其中掺杂配筋,这也是该类框架节点表现出钢筋交错特点较为明显的主要原因。而在应用装配式混凝土的框架结构中,无论是叠合板还是框架梁柱均有预留钢筋,因此应全面考虑在钢筋的集合情况下避免出现相互碰撞现象且能够承受一定负荷的相关问题,其也是在现场吊装环节需要迫切解决的问题。

2 装配式混凝土结构节点连接技术

2.1 湿式连接 湿式连接方式是强连接方式的一种,预制构件被运送到施工现场,在现场通过现浇的连接方式,使得连接部分的强度高。地震通常使梁、柱等结构部件(预置塑性铰链)发生弹性变形,梁与梁之间的连接不受破坏。该结构在地震作用下分散了梁、柱结构的弹塑性变形所产生的能量,达到了与现浇框架相同或相近的抗震能力。梁的节点面积满足要求,装配式框架设计可参照混凝土结构设计标准。湿式连接主要包括灌浆连接和整体现浇连接[2]。(1)灌浆套筒连接;该连接是指通过在钢筋中插入金属套筒以注入高强度、硬化快、微膨胀的水泥胶凝灌浆材料。通过套筒对灌水材料的约束作用,使钢筋表面和套筒内侧之间产生正作用力,钢筋与钢筋之间的应力传递通过钢筋粗糙带肋表面通过该结构产生的正作用力产生摩擦力而实现。[3](2)浆锚连接;浆锚连接是在预制构件中预留孔洞,钢筋之间的应力传递通过孔洞内外的间接搭接实现。该技术的关键在于孔洞的形成方法,注浆的质量和对搭接钢筋的约束。目前主要包括约束浆锚搭接和金属波纹管搭接两种方式,主要用于剪力墙中竖向分布钢筋(非主受力钢筋)的连接。浆锚连接技术以其安全可靠,造价低廉等优点,在建筑工程中得到了迅速的应用和发展。但该技术仍存在搭接长度长,承载能力低等缺点,此类原因造成的连接缺陷会影响构件的抗震性能,且现有施工人员技术水平不成熟,也会造成不必要的连接质量问题。

2.2 焊接连接 焊接连接在装配式钢结构和型钢结构中应用较普遍。目前我国装配式混凝土结构中所使用的焊接连接技术,是源自于外国的干式连接。焊接连接技术是最直接的一种连接技术,它的特点是不使用混凝土,降低工程成本,避免环境污染、没有混凝土浇筑和养护工序,缩短施工周期,但是焊缝质量难以控制、焊点处刚性大、延性不足,且焊接连接技术的塑性铰设置具有一定的隐蔽性,抗震性能较差,影响整体结构的可靠性。分别设计了焊接连接试验方案和螺栓连接试验方案,研究装配式墙体结构干式连接的抗震性,通过对这两种连接进行拟静力试验研究。采用焊接连接的试验方案对装配式剪力墙节点连接进行研究,通过焊接节点接头试件承载试验观察分析连接节点的形变和抗剪能力。

2.3 螺栓连接 在装配式混凝土结构连接技术中,螺栓连接技术由于具有施工方便,操作简便,构造简单等特点,是一种较为常见的连接技术,较多地应用在建筑工程。螺栓连接类似于套筒挤压连接,也是钢筋机械连接方式其中的一种,主要应用于建筑结构剪力墙的连接。开发一种装配式剪力墙竖向螺栓连接的剪力墙体系,采用螺栓连接的装配式剪力墙,其极限承载能力和现浇剪力墙相近,具有较好的滞回曲线、刚度退化曲线及延性。但是,螺栓连接对施工精度要求较高,以及后期的维修工作及过程复杂、维修费用高,并且由于高层建筑构件本身体积大且外部承受荷载大,容易造成混凝土构件或建筑结构开裂[2]。因此,在高层建筑工程中一般不会采用螺栓连接。

2.4 柱-柱连接 对于装配式混凝土框架结构来说,预制柱的连接是否得当与整体结构的抗震性能有着极为紧密的联系,决定了其是否具备符合标准的抗倒塌能力、突出的应用特征使得其成为了在地震载荷作用下的基础防线,在保证整体结构的应用安全性方面极为重要[2]。预制柱的连接主要采用钢筋套筒灌浆法,需要在预制柱的上部分做灌浆套筒的预埋操作,此时的下部钢筋需要始终保持伸出现浇板的形式,应确保最终所预留的长度满足预制柱下拼缝宽度与灌浆套筒内的钢筋锚固长度的加和;柱脚的套筒预埋环节的处理,需要在现场安装的过程中以钢板定位的方式,利用其所对应的装置在其下部设置伸出的钢筋长度,需要其与上部的预制柱套筒的位置相对应;在现浇混凝土浇筑与养护环节完毕后,需要在楼层的固定位置进行预制桩的上部吊装[3]。此时的下部钢筋应深入到预制柱的上部分的灌浆筒内固定长度,并在固定与调整预制柱后对其实施灌浆操作。预制柱的性状并不是固定的,可以制作为方柱也可以将其制作为圆柱,此时选择应用柱与柱的连接方式能够获得极佳的连接效果。

结束语

在处理装配式混凝土框架结构时,其柱梁节点所需要提前进行一系列工具式模板工程,所选择的模板材料一般为钢制或铝合金,应确保其棱角方正以方便后续的加固与拆除。在执行灌浆操作时,过程需要特别安排专人进行全面管理,并需要对灌浆人员做好提前培训,同时需要施工记录的完整性。只有保证各项工作均严格遵循施工标准,才能真正提升框架结构节点施工质量。