新型裝配式密柱結構體系設計及應用

　　1前言

　　從長遠來看，我國建筑發(fā)展的大方向應該是趨向于采用裝配式密柱結構即裝配式混凝土結構的構筑方法，這種方法是以預制構件為主要受力構件經(jīng)裝配而成。此種創(chuàng)新的構筑方法將大大提高建筑施工的效率，創(chuàng)造不可估量的工業(yè)產(chǎn)值。其優(yōu)點包括：工廠內(nèi)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)并在現(xiàn)場安裝；生產(chǎn)機械化；料具節(jié)??；環(huán)保綠色；材料成本相對較為低廉；人員成本低。該結構體系發(fā)展前景良好，未來市場巨大，極具推廣應用及研究價值。

　　2裝配式混凝土結構在國外的發(fā)展

　　2.1美國和加拿大的發(fā)展

　　上世紀20年代開始，裝配式混凝土的研究工作便已在北美興起，電腦技術的出現(xiàn)和發(fā)展大幅度提高了裝配式混凝土的進步速度。目前，該種構筑方法在北美國家已成體系。

　　2.2日本的發(fā)展

　　二戰(zhàn)至今，日本在裝配式混凝土方面的發(fā)展讓人刮目相看。由于日本是世界著名的地震多發(fā)國家，客觀上迫使日本經(jīng)過對此種構筑方法幾十年的研究發(fā)展，獲得了極高的建筑應用綜合水平，并在這方面處于世界領先地位。

　　2.3歐洲國家的發(fā)展

　　發(fā)展歷史久遠、技術經(jīng)驗豐富是歐洲國家裝配式混凝土建筑的特點。設計、工藝更加環(huán)保、人性化。

　　3裝配式密柱結構的抗震性能

　　目前，我國在預制混凝土結構的研究發(fā)展以及工程應用方面與世界許多發(fā)達工業(yè)國家及地區(qū)存在著顯而易見的巨大差距，說落后十年以上并不夸張，究其原因主要還是我們對于裝配式密柱結構的抗震性能認識嚴重不足，急需進行長期專業(yè)的研究。我國地震帶分布廣泛，地震活動頻繁且劇烈，這就使得我國在目前的裝配式密柱結構抗震性能認識程度下無法將這種先進的構筑方法應用于很多震源地區(qū)，從而導致裝配式密柱結構的發(fā)展遇到了瓶頸。

　　4幾種關鍵技術

　　4.1鋼筋套筒灌漿連接技術

　　最新的套筒灌漿技術是將套筒一端的鋼筋在預制工廠通過螺紋完成機械連接，另一端鋼筋在施工現(xiàn)場通過灌漿進行連接。

　　要點：（一）套筒強度要符合基本強度要求；（二）所用的灌漿材料應具備高強度，對溫度變化不敏感，無收縮性；（三）套筒、所用的灌漿材料與被連接鋼筋之間應相容與匹配。

　　4.2鋼筋漿錨連結技術

　　鋼筋漿錨連接技術不同于傳統(tǒng)的做法即將鋼筋捆在一起進行力的傳遞，而是將搭接的鋼筋之間拉開一定距離。

　　要點：（一）灌漿孔道滿足相關技術要求；（二）灌漿材料同樣要具有高強度，對溫度變化不敏感，無收縮性；（三）鋼筋間約束要符合要求。

　　4.3夾心保溫外墻板

　　即通稱的三明治板，具有保溫、防水、防火等優(yōu)良性能。我國在這方面還欠缺研究經(jīng)驗。

　　要點：（一）外葉墻體要與保溫材料保持不粘連，保證墻板的保溫性能；（二）墻板要有能力適應溫度引起的熱脹冷縮。

　　4.4幕墻板

　　對豐富建筑外立面有著重要作用。

　　要點：（一）對于建筑物主體結構相當于外部載荷；（二）傳力具有選擇性或稱方向限制性，即不水平方向傳遞力，不垂直向下傳遞力；（三）幕墻板應能無約束自由運動。
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　　5新型裝配式密柱體系建造流程

　　5.1制作

　　混凝土對空心外殼的制作全部都是在預制構件廠內(nèi)進行的，采用的是定制的模具。主要的制作方式是以抽芯成孔的方式來進行澆筑。框架在支模的時候要預埋，混凝土的外墻在澆筑完成之后，在墻體外側要逐步進行外墻的保溫工作，因此裝配式密柱結構體系可以參照混凝土疊墻的方法來完成。

　　5.2預制構件的運輸

　　空心外殼在裝車運輸時，要以直立運輸。運輸?shù)能噾鋫鋵Ｓ玫倪\輸架，裝車時外飾面要朝外并用緊繩裝置好，進行固定。運輸墻板時，車啟動比較慢。車行駛要勻速。轉(zhuǎn)彎變道時要減速，以防止墻板被破壞。預制的樓梯和陽臺所采用直立的運輸方法則可以避免運輸過程中出現(xiàn)碰撞。

　　5.3預制構件的組裝

　　預制構件的吊裝需要配備專用的起吊工具，目前應用與預制裝配施工的吊裝工具的形式比較多，并且形式也很新穎實用。起吊工具可以根據(jù)不同的雕件來對吊點的位置進行調(diào)整，使得其重心保持一致，可以防止在吊裝過程中預制構件板塊出現(xiàn)傾斜的情況，這樣更加方便構件的預制。施工現(xiàn)場在吊裝的過程中要對預制構件的質(zhì)量和調(diào)運的距離進行綜合的考慮。以重力作為主要指標，選擇起重機，每層構件都應該順序吊裝。

　　5.4鋼筋綁扎與錨固

　　建筑的基礎和樓面施工完成后，相應的部分要保持一定的預留，預留與上層密柱和鋼筋保持一致，其預留的長度要求，要求滿足其搭接的長度要求。上層密柱與端柱內(nèi)部的鋼筋籠可以進行預制，而后將其調(diào)入密柱的空腔內(nèi)部，并且預留綁扎的鋼筋，完成上下層的鋼筋綁扎。

　　5.5預制件的固定

　　預制混凝土空心外殼吊裝定位之后，需要此用能夠調(diào)節(jié)高精度的固定裝置來固定，該裝置有調(diào)節(jié)的設備以及相關的預留組件組合在一起。實現(xiàn)三個高精度的調(diào)整。對設備的調(diào)節(jié)包括標高控制螺栓和可調(diào)水平的拉桿。調(diào)節(jié)螺桿高度，控制機標高，旋轉(zhuǎn)水平拉桿可以對預制構件形成推拉，起到調(diào)節(jié)的作用。

　　6裝配式密柱的結構體系中節(jié)點的連接

　　裝配施工的過程中，節(jié)點的連接性能能夠影響到整個結構的安全性能和耐久性能，裝配式密柱的結構體系與混凝土連接的方式有些類似。根據(jù)混凝土結構連接的方式、抗震的規(guī)范以及相關的裝配模式等等設計的規(guī)范，提出了裝配密柱墻體的節(jié)點連接的操作規(guī)則。

　　6.1空心外殼的豎向連接

　　對空心外殼豎向連接的過程中，下層墻體一般都會高出正常的露面。上下層墻體可以采用企口連接，企口的寬度大約是15毫米左右，企口的縫隙和外側所采用的都是彈性密封膠。下層墻體中與上層端密柱要保持一致，長度可以控制在500毫米左右。在預留的鋼筋綁扎空內(nèi)部完成對上下鋼筋的搭接工作，空心的外殼在安裝固定之后就可以教主混凝土，然后形成一個鋼性的連接過程中。

　　6.2水平連接

　　空心外殼的預制的水平連接可以分為3種形式。“一”型，“T”型，“L”型?？v橫向剪力墻在節(jié)點處的預留與原界面的鋼筋時相同的，并且可以相互錨入。節(jié)點與端密柱在澆筑的過程中可以形成鋼性節(jié)點。 “一”形連接，連接的節(jié)點要應用的到外墻，豎向接縫應采用彈性密封膠來進行封堵。

　　7結語

　　在實際的操作中能夠證明，新型裝配式密柱的結構體系在工業(yè)中的應用比較廣泛，程度也比較高，每一個工程在施工過程中的進度也比較快，交叉作業(yè)是比較方便有序的，每一個工序都可以向設備安裝那樣對其精度進行檢查，確保質(zhì)量。在結構施工中所占用的場地和現(xiàn)場的用料還有加濕的作業(yè)比較少，這樣能夠明顯減少了運輸車輛和施工機械的噪聲。在現(xiàn)場施工的過程中，對周圍居民的干擾比較小，這樣更有利于環(huán)境保護的操作，節(jié)省了大量的模板和水電消耗也達到了節(jié)能的目的。裝配式密柱的結構體系的各種連接的承載能力、抗震能力和延展性都能夠得到很好的保障。所形成的建筑結構的整體性也是比較好的。這種情況與混凝土的結構比較類似。裝配式密柱的結構體系的構造做法有很多種，鋼筋綁扎預留孔的封閉、預制外殼水平和豎向解封的防水處理等等，這些方法應用在實際的操作中都比較不錯，但任然需要進一步的分析探討。