26
施 工 技 术
CONSTRUCTIONTECHNOLOGY2008年12月
第37卷 增刊
装配式混凝土框架结构节点构造方法简介
刘正勇,应惠清
(同济大学,上海 200092)
[摘要]对装配预制式混凝土框架结构承重构件的连接进行分类,介绍了连接在设计和施工阶段中应注意的事项,
同时介绍了几种梁柱连接的构造形式及特点。
[关键词]框架结构;预制结构;连接;框架节点
[中图分类号]TU375.4 [文献标识码]A [文章编号]100228498(2008)204
IntroductiononConstructionMFrameJoints
ing
(Shanghai 200092,China)
Abstract:Theofthefabricatedprecastconcreteframestructurehavebeenclassified.Somenotesofthese
connectionsindesignandconstructionhavebeenrecommended,afewkindsoftypeshavebeenpresented.
Keywords:framestructure;precastconcrete;connection;joint 随着我国城镇人口的日益增多,对住宅建筑的数量和质量要求越来越高,为提高住宅的性能、质量和生产率、建立节能降耗的住宅,住宅产业化成为推动我国住宅发展的重要途径。
装配式混凝土结构是实现住宅产业化的一种重要手段,其主要的结构体系有装配式框架结构、装配式板墙结构、混合结构等;在以往的装配式混凝土结构的工程实例中,由于结构的整体性及抗震能力较差,而在地震作用下出现过损坏、甚至倒塌,如著名的罗南点渐进式坍塌,这极大地影响了它在住宅建筑中的应用。在装配式混凝土结构的结构体系当中,预制构件间的连接(节点)对于结构整体性、荷载传导、抗震耗能起着重要的作用,特别是承力构件的连接。因此,要在住宅产业化建设中推广应用装配式混凝土结构,设计、选用并构造恰当的连接对装配式混凝土结构至关重要。
框架结构是装配式混凝土结构中应用较为广泛的一种结构体系,具有施工简便、预制率高、建筑面积布置灵活等优点而具有较高的实用价值,常用于住宅、宾馆、商场、办公楼等。装配式混凝土框架结构可以分为承重框架结构、轻型框架结构及墙2框架结构3类。
1 装配式混凝土结构连接的分类
(墙)2基础连接、柱2柱连接、柱2梁连接、墙2墙水平连
接、墙2墙纵向连接等,连接对结构荷载的传导与分配起重要作用。
从预制结构施工方法分,承重构件的连接可以分为湿连接和干连接。湿连接需要在连接的两构件之间浇筑混凝土或灌注水泥浆。为确保连接的完整性,浇筑混凝土前,从连接的两构件伸出钢筋或螺栓,焊接或搭接或机械连接。在通常情况下,湿连接是预制结构连接中常用且便利的连接方式,结构整体性能更接近于现浇混凝土。干连接则是通过在连接的构件内植入钢板或其它钢部件,通过螺栓连接或焊接,从而达到连接的目的,干连接使结构整体性能显得更为松散
[1]
。
从抗弯及抗剪能力考虑,正确构造的干连接相比于整体式连接,具有相近的延性并可能有更高的能量耗散能力
[2]
。从受力状况来分,连接可分为受压连接、受拉
连接、受剪连接、受弯连接等。
2 框架节点分类及几种新型梁柱连接
框架结构中梁柱连接通常也称为梁柱节点、梁柱连接、框架节点。主要是指框架梁与框架柱相交的节点核心区与邻近核心区的梁端和柱端。根据不同的结构特点,不同的连接位置,采用的框架节点构造形式不同,选用的内柱2梁连接和外柱2梁连接可能不同;不同
[收稿日期]2008205228
[作者简介]刘正勇,同济大学土木工程学院博士研究生,上海市四平路1239号 200092,电话:[1**********],E2mail:fcyygsl@163.com
装配式混凝土的连接根据构件类型可分为非承重构件的连接和承重构件的连接。非承重构件的连接指结构附属构件的连接或承重构件与非承重构件的连接,如挂板连接、承重墙与填充墙的连接等,连接自身对结构的承载影响不大;承重构件的连接主要指柱
2008增刊刘正勇等:装配式混凝土框架结构节点构造方法简介27
的连接构造及位置也影响着节点的性能。
除具有较好整体性能的整浇节点外,根据施工技术、节点形式,框架节点常用的有预应力技术节点、牛腿连接节点、整浇梁柱节点、部分现浇节点
2.1 使用预应力技术的整浇节点
[3]
筑混凝土(见图3)
。
等。
随着预应力技术的广泛应用,采用预应力筋的节点研究和实践逐渐开展。在PRESSS(precastseismic
structuralsystems2预制抗震结构体系)项目中,提出了3
种预应力技术的延性节点,试验结果表明,使用这些延性节点的框架,侧向变形可以达到结构高度的1/25,而在超越极限风压的水平荷载下,结构甚至还可以保持弹性状态
[4]
图3 现浇梁端节点(CIPM)
叠合节点(GOK-W):组合式节点将梁底部钢筋,保证了底部钢筋的连,,并浇筑叠合层,见图4)
。
(见图1)
。
图1 预应力技术梁柱整浇节点(后张节点)
2.2 现浇节点
现浇节点往往被认为是刚性连接,预制框架结构中整浇节点可使结构的整体性接近于现浇混凝土结构,因此现浇节点是比较常用的一种预制结构节点施工方式;OnurErtas等对整浇节点与部分现浇节点进行了对比试验,结果表明,恰当设计的部分现浇节点与整浇节点具有相似的强度、刚度变化及抗震性能,完全可以用于抗震框架结构的设计使用中。
[5]
现浇柱端节点(CIPC):在预制柱中段留有一间
[5]
图4 叠合式节点(GOK-W)
试验表明,恰当构造的现浇柱端节点、现浇梁端节点具有与整浇节点相似的强度,而延性及抗震下刚度退化要略好于整浇节点;而叠层节点由于钢筋配置量较多,各方面表现均优于整浇节点。
内置钢盒式螺栓节点:使用螺栓节点可以使施工现场的安装工作最少。通过在预制梁端及柱连接处埋置矩形钢盒,钢盒与柱内或梁内钢筋焊接,安装时,用螺栓将梁端紧贴柱面,在两者之间浇筑灰浆,一定时间后,扭紧螺栓,而后往矩形钢盒内注入高强度灰浆。与钢盒焊接的钢筋可以限制钢盒的滑移,施加了预压力的螺栓相当于钢结构连接中的摩擦型连接(见图5)
。
隙,预制梁端预留钢筋插入间隙中,现场配置箍筋,浇筑混凝土(见图2)
。
图2 现浇柱端节点(CIPC)
现浇梁端节点(CIPM):在预制柱与梁相交的地方,预留钢筋,预制梁端也预留钢筋,现场配置箍筋,浇
图5 内置钢盒式螺栓节点
试验得出,改进后的内置钢盒式螺栓节点具有较
28施工技术2008增刊
好的整体性能、抗弯刚度、能量消散能力,具有较好的抗震性能,强度、延性等均优于其它几类节点,且施工简便,具有很好的推广价值。
2.3 牛腿节点
作用和水、土压力,由于受约束构件体积变化所产生的应力及由常规力作用使结构发生变形而引起的次应力也是要考虑的。
以上荷载的考虑还必须与不同的工况相联系。考虑构件制造、装配及使用阶段的荷载变化以确保连接有足够的设计强度。
从结构内力计算考虑,采用铰接、半刚性连接及刚性连接的连接类型,将影响到结构荷载传递及构件内力分布。
3.2 延性要求
牛腿节点主要用于厂房等工业建筑,是一种常用的框架节点形式。此类节点主要由牛腿支撑竖向荷载及梁端剪力,大部分牛腿节点设计中被看成铰接节点。除现浇混凝土中可做成牛腿节点外,螺栓、焊接等方式也常用于牛腿连接(见图6)
。
,结构整体、构件,可能受。而装配式预制结构延性受连接的影响更为明显。抗弯
图或抗扭通常是由构件中钢筋或钢构件来承担,连接也一样,当连接的破坏发生在连接内部的钢筋或钢部件初始屈服后,这样的连接将具有一定的延性。在抗震区,选用合适的连接形式可以提高结构抗震能力,同时,在连接构造上,合理配置钢筋、放置恰当的钢部件,将有助于提高连接的延性和抗震能力。
3.3 耐久性要求
螺栓牛腿连接:牛腿具有很好的竖向承载力,但需要较大的建筑空间,影响建筑外观,因此用于一些厂房建筑中;也有用型钢等做成暗牛腿连接的,可以减小空间的使用。牛腿连接配合焊接及螺栓,形成的节点形式多样,可做成刚接形式,也可做成铰接形式,适用范围更广
[6]
。
焊接牛腿连接:该焊接连接的抗震性能不理想,在反复地震荷载作用下焊缝处容易发生脆性破坏,所以其能量耗散性能较差。但是焊接连接的施工方法避免了现场现浇混凝土,也不必进行必要的养护,可以节省工期。开发变形性能较好的焊接连接构造也是当前干式连接构造的发展方向。在施工中为了使焊接有效和减小焊接的残余应力,应该充分安排好相应构件的焊接工序。
3 连接形式选择及设计注意事项
连接属于主体结构的一部分,在所处环境中应具有耐久性。当暴露在大气中,或在腐蚀性的环境中使用时,连接中的钢部件应被混凝土充分包裹,采用热电镀或使用不锈钢。配筋构件应有足够的混凝土保护层。在水下环境,对特殊的部件,可以采用不锈钢。不同的金属材料不应该直接相连。
3.4 稳定及平衡要求
设计时,在各种工况下都应考虑结构和构件的稳定和平衡。例如L形梁在承受荷载时会受到扭转,此时,梁端的连接就必须考虑扭转作用。在有些结构中,现浇混凝土会设计为抗扭,现浇混凝土可能是现浇面层,这样在预制部件定位后,而现浇层未浇时,必须用临时部件抗扭,但这样通常会要仔细计划且费用增加,更好的办法是在设计连接时,既考虑装配时的抗扭连接,也可作为装配后的抗扭连接。
3.5 制作要求
在结构设计中,合理的传力途径可使构件受力符合设计人员要求。受力构件间的连接主要起着荷载传导作用,而在结构传力途径中起荷载分配作用的节点连接,作用更为重要。
除去结构受力,实用、经济的连接同样也是设计中需要考虑的,如连接应尽量使预制构件制造时更为简便;从建筑方面来考虑,作为建筑物一部分的连接,其外形应与建筑物整体相一致,如符合结构设计的要求,但不简洁或过于突出而影响建筑物外观的连接应避免使用。选择连接形式及设计时,应满足以下的一些要求。
3.1 荷载因素的要求
当连接构造简单时,预制混凝土可能获得良好的经济效益。复杂构造的连接,施工中难以控制并将使操作繁琐,会减慢预制结构的安装,因而结构中应少采用。
连接内通常会有较多的钢筋、内植板、插筋、预留孔堵块等,这会使该部位难以浇筑混凝土。在某些情况下,增加构件尺寸可以避免此类问题的发生。
承重构件的连接必须承担建筑使用寿命内的各种荷载作用。除设计中通常考虑的恒载、活载、风、地震
2008增刊刘正勇等:装配式混凝土框架结构节点构造方法简介29
钢筋、预应力筋或管道,在图纸中通常是以线的形式,但实际是有一定的截面面积;经过弯折的钢筋,会比未弯曲的钢筋尺寸更大;钢筋的弯曲需要最小半径,这会使钢筋绑扎困难或使保护层剥落。因此,在钢筋可能紧密区域,应画出比例至少1∶5的详图,模拟确保每一件组件能够放入,混凝土能够浇筑;同时注意构件的浇筑是由上向下的,要有足够的空间用于振捣。
可以将连接标准化、系列化。相似构造的连接可以使用同一连接,这样可能会偏于保守,但有助于提高制作速度及通用性;在可能的情况下,组成连接的部件如插筋、螺栓、钢件等应使用标准件;在设计许可的情况下,这些部件应选用可以替换的材料,通用性。
,3.6 施工要求
包括以下一些:焊接、后张拉、压力注浆。应尽量避免在平台下过头顶的操作工作,特别是这种情况下的焊接操作;安装螺栓时需要给扳手足够的放置空间和转动空间;应避免在狭窄的空间进行混凝土施工。
4 结语
装配式混凝土结构是一种整体性比现浇混凝土结构差的结构形式,但由于其具有较快的建造速度、稳定的构件质量保证,从而在住宅、厂房建设中占据一席之地。在装配式混凝土结构中,连接的作用至关重要,要使装配式混凝土结构具有更广的应用性能和安全性,:
[Sturdetailsofconnectionsforpre2
concrete[M].PCICommitteeonConnection1988.
[2] Y.C.Loo,B.Z,Yao.Staticandrepeatloadtestonprecastcon2
cretebeam2to2columnconnections[J].JournalofPrecast/Pres2tressedConcreteInstitute,1995,40(2):1062115.
[3] 黄祥海.新型全预制装配式混凝土框架节点的研究[D].南
为快速施工,合理节省费用,连接的场地安装应尽可能简单。
预制构件的吊装通常是安装过程中最耗时的。连接的设计应使构件的提升、定位和放置最省时;在吊车放钩之前,预制构件必须定位准确、稳定并确保安全;当吊车放钩后,有时需要采用临时固定件或平衡设备,这些临时部件必须小心使用,确保连接在最终安装之前,所有要安装的构件都能固定在正确的位置。
安装需要进行大量的定位调整工作。微小的装配误差会使现场的安装达不到设计要求,可以通过使用沟槽、略大于螺栓和销钉的孔洞、现场施焊、垫片和浇灌水泥浆等方式实现现场的定位调整。
连接应该考虑日后的检修工作。检修操作空间可以采用已完成的结构上或楼板或检修平台。检修工作
京:东南大学,2006.
[4] KimSElliott.Researchanddevelopmentinprecastconcretefram2
edstructures[J].UK:UniversityofNottingham,2000.
[5] 杨光奎,杨军.框架轻板建筑和装配式大板建筑的工业化施工
方法[J].贵州工业大学学报,2007,(6).
[6] OnurErtas,SevketOzden,TuranOzturan.DuctileConnectionsin
Precastconcretemomentresistingframes[J].PCIJournal,2006,(3).
[7] FU,H.C,SECKIN.M.Beam2columnconnectionsinprecastcon2
creteconnections[J].ACIStructural,1990,(1):2522261.[8] 张维.预制拼接柱在工业厂房中的应用[J].河南冶金,1998
(9).
[9] 建筑结构设计资料集2混凝土结构分册[M].北京:中国建筑工
业出版社,2007.
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CONSTRUCTIONTECHNOLOGY2008年12月
第37卷 增刊
装配式混凝土框架结构节点构造方法简介
刘正勇,应惠清
(同济大学,上海 200092)
[摘要]对装配预制式混凝土框架结构承重构件的连接进行分类,介绍了连接在设计和施工阶段中应注意的事项,
同时介绍了几种梁柱连接的构造形式及特点。
[关键词]框架结构;预制结构;连接;框架节点
[中图分类号]TU375.4 [文献标识码]A [文章编号]100228498(2008)204
IntroductiononConstructionMFrameJoints
ing
(Shanghai 200092,China)
Abstract:Theofthefabricatedprecastconcreteframestructurehavebeenclassified.Somenotesofthese
connectionsindesignandconstructionhavebeenrecommended,afewkindsoftypeshavebeenpresented.
Keywords:framestructure;precastconcrete;connection;joint 随着我国城镇人口的日益增多,对住宅建筑的数量和质量要求越来越高,为提高住宅的性能、质量和生产率、建立节能降耗的住宅,住宅产业化成为推动我国住宅发展的重要途径。
装配式混凝土结构是实现住宅产业化的一种重要手段,其主要的结构体系有装配式框架结构、装配式板墙结构、混合结构等;在以往的装配式混凝土结构的工程实例中,由于结构的整体性及抗震能力较差,而在地震作用下出现过损坏、甚至倒塌,如著名的罗南点渐进式坍塌,这极大地影响了它在住宅建筑中的应用。在装配式混凝土结构的结构体系当中,预制构件间的连接(节点)对于结构整体性、荷载传导、抗震耗能起着重要的作用,特别是承力构件的连接。因此,要在住宅产业化建设中推广应用装配式混凝土结构,设计、选用并构造恰当的连接对装配式混凝土结构至关重要。
框架结构是装配式混凝土结构中应用较为广泛的一种结构体系,具有施工简便、预制率高、建筑面积布置灵活等优点而具有较高的实用价值,常用于住宅、宾馆、商场、办公楼等。装配式混凝土框架结构可以分为承重框架结构、轻型框架结构及墙2框架结构3类。
1 装配式混凝土结构连接的分类
(墙)2基础连接、柱2柱连接、柱2梁连接、墙2墙水平连
接、墙2墙纵向连接等,连接对结构荷载的传导与分配起重要作用。
从预制结构施工方法分,承重构件的连接可以分为湿连接和干连接。湿连接需要在连接的两构件之间浇筑混凝土或灌注水泥浆。为确保连接的完整性,浇筑混凝土前,从连接的两构件伸出钢筋或螺栓,焊接或搭接或机械连接。在通常情况下,湿连接是预制结构连接中常用且便利的连接方式,结构整体性能更接近于现浇混凝土。干连接则是通过在连接的构件内植入钢板或其它钢部件,通过螺栓连接或焊接,从而达到连接的目的,干连接使结构整体性能显得更为松散
[1]
。
从抗弯及抗剪能力考虑,正确构造的干连接相比于整体式连接,具有相近的延性并可能有更高的能量耗散能力
[2]
。从受力状况来分,连接可分为受压连接、受拉
连接、受剪连接、受弯连接等。
2 框架节点分类及几种新型梁柱连接
框架结构中梁柱连接通常也称为梁柱节点、梁柱连接、框架节点。主要是指框架梁与框架柱相交的节点核心区与邻近核心区的梁端和柱端。根据不同的结构特点,不同的连接位置,采用的框架节点构造形式不同,选用的内柱2梁连接和外柱2梁连接可能不同;不同
[收稿日期]2008205228
[作者简介]刘正勇,同济大学土木工程学院博士研究生,上海市四平路1239号 200092,电话:[1**********],E2mail:fcyygsl@163.com
装配式混凝土的连接根据构件类型可分为非承重构件的连接和承重构件的连接。非承重构件的连接指结构附属构件的连接或承重构件与非承重构件的连接,如挂板连接、承重墙与填充墙的连接等,连接自身对结构的承载影响不大;承重构件的连接主要指柱
2008增刊刘正勇等:装配式混凝土框架结构节点构造方法简介27
的连接构造及位置也影响着节点的性能。
除具有较好整体性能的整浇节点外,根据施工技术、节点形式,框架节点常用的有预应力技术节点、牛腿连接节点、整浇梁柱节点、部分现浇节点
2.1 使用预应力技术的整浇节点
[3]
筑混凝土(见图3)
。
等。
随着预应力技术的广泛应用,采用预应力筋的节点研究和实践逐渐开展。在PRESSS(precastseismic
structuralsystems2预制抗震结构体系)项目中,提出了3
种预应力技术的延性节点,试验结果表明,使用这些延性节点的框架,侧向变形可以达到结构高度的1/25,而在超越极限风压的水平荷载下,结构甚至还可以保持弹性状态
[4]
图3 现浇梁端节点(CIPM)
叠合节点(GOK-W):组合式节点将梁底部钢筋,保证了底部钢筋的连,,并浇筑叠合层,见图4)
。
(见图1)
。
图1 预应力技术梁柱整浇节点(后张节点)
2.2 现浇节点
现浇节点往往被认为是刚性连接,预制框架结构中整浇节点可使结构的整体性接近于现浇混凝土结构,因此现浇节点是比较常用的一种预制结构节点施工方式;OnurErtas等对整浇节点与部分现浇节点进行了对比试验,结果表明,恰当设计的部分现浇节点与整浇节点具有相似的强度、刚度变化及抗震性能,完全可以用于抗震框架结构的设计使用中。
[5]
现浇柱端节点(CIPC):在预制柱中段留有一间
[5]
图4 叠合式节点(GOK-W)
试验表明,恰当构造的现浇柱端节点、现浇梁端节点具有与整浇节点相似的强度,而延性及抗震下刚度退化要略好于整浇节点;而叠层节点由于钢筋配置量较多,各方面表现均优于整浇节点。
内置钢盒式螺栓节点:使用螺栓节点可以使施工现场的安装工作最少。通过在预制梁端及柱连接处埋置矩形钢盒,钢盒与柱内或梁内钢筋焊接,安装时,用螺栓将梁端紧贴柱面,在两者之间浇筑灰浆,一定时间后,扭紧螺栓,而后往矩形钢盒内注入高强度灰浆。与钢盒焊接的钢筋可以限制钢盒的滑移,施加了预压力的螺栓相当于钢结构连接中的摩擦型连接(见图5)
。
隙,预制梁端预留钢筋插入间隙中,现场配置箍筋,浇筑混凝土(见图2)
。
图2 现浇柱端节点(CIPC)
现浇梁端节点(CIPM):在预制柱与梁相交的地方,预留钢筋,预制梁端也预留钢筋,现场配置箍筋,浇
图5 内置钢盒式螺栓节点
试验得出,改进后的内置钢盒式螺栓节点具有较
28施工技术2008增刊
好的整体性能、抗弯刚度、能量消散能力,具有较好的抗震性能,强度、延性等均优于其它几类节点,且施工简便,具有很好的推广价值。
2.3 牛腿节点
作用和水、土压力,由于受约束构件体积变化所产生的应力及由常规力作用使结构发生变形而引起的次应力也是要考虑的。
以上荷载的考虑还必须与不同的工况相联系。考虑构件制造、装配及使用阶段的荷载变化以确保连接有足够的设计强度。
从结构内力计算考虑,采用铰接、半刚性连接及刚性连接的连接类型,将影响到结构荷载传递及构件内力分布。
3.2 延性要求
牛腿节点主要用于厂房等工业建筑,是一种常用的框架节点形式。此类节点主要由牛腿支撑竖向荷载及梁端剪力,大部分牛腿节点设计中被看成铰接节点。除现浇混凝土中可做成牛腿节点外,螺栓、焊接等方式也常用于牛腿连接(见图6)
。
,结构整体、构件,可能受。而装配式预制结构延性受连接的影响更为明显。抗弯
图或抗扭通常是由构件中钢筋或钢构件来承担,连接也一样,当连接的破坏发生在连接内部的钢筋或钢部件初始屈服后,这样的连接将具有一定的延性。在抗震区,选用合适的连接形式可以提高结构抗震能力,同时,在连接构造上,合理配置钢筋、放置恰当的钢部件,将有助于提高连接的延性和抗震能力。
3.3 耐久性要求
螺栓牛腿连接:牛腿具有很好的竖向承载力,但需要较大的建筑空间,影响建筑外观,因此用于一些厂房建筑中;也有用型钢等做成暗牛腿连接的,可以减小空间的使用。牛腿连接配合焊接及螺栓,形成的节点形式多样,可做成刚接形式,也可做成铰接形式,适用范围更广
[6]
。
焊接牛腿连接:该焊接连接的抗震性能不理想,在反复地震荷载作用下焊缝处容易发生脆性破坏,所以其能量耗散性能较差。但是焊接连接的施工方法避免了现场现浇混凝土,也不必进行必要的养护,可以节省工期。开发变形性能较好的焊接连接构造也是当前干式连接构造的发展方向。在施工中为了使焊接有效和减小焊接的残余应力,应该充分安排好相应构件的焊接工序。
3 连接形式选择及设计注意事项
连接属于主体结构的一部分,在所处环境中应具有耐久性。当暴露在大气中,或在腐蚀性的环境中使用时,连接中的钢部件应被混凝土充分包裹,采用热电镀或使用不锈钢。配筋构件应有足够的混凝土保护层。在水下环境,对特殊的部件,可以采用不锈钢。不同的金属材料不应该直接相连。
3.4 稳定及平衡要求
设计时,在各种工况下都应考虑结构和构件的稳定和平衡。例如L形梁在承受荷载时会受到扭转,此时,梁端的连接就必须考虑扭转作用。在有些结构中,现浇混凝土会设计为抗扭,现浇混凝土可能是现浇面层,这样在预制部件定位后,而现浇层未浇时,必须用临时部件抗扭,但这样通常会要仔细计划且费用增加,更好的办法是在设计连接时,既考虑装配时的抗扭连接,也可作为装配后的抗扭连接。
3.5 制作要求
在结构设计中,合理的传力途径可使构件受力符合设计人员要求。受力构件间的连接主要起着荷载传导作用,而在结构传力途径中起荷载分配作用的节点连接,作用更为重要。
除去结构受力,实用、经济的连接同样也是设计中需要考虑的,如连接应尽量使预制构件制造时更为简便;从建筑方面来考虑,作为建筑物一部分的连接,其外形应与建筑物整体相一致,如符合结构设计的要求,但不简洁或过于突出而影响建筑物外观的连接应避免使用。选择连接形式及设计时,应满足以下的一些要求。
3.1 荷载因素的要求
当连接构造简单时,预制混凝土可能获得良好的经济效益。复杂构造的连接,施工中难以控制并将使操作繁琐,会减慢预制结构的安装,因而结构中应少采用。
连接内通常会有较多的钢筋、内植板、插筋、预留孔堵块等,这会使该部位难以浇筑混凝土。在某些情况下,增加构件尺寸可以避免此类问题的发生。
承重构件的连接必须承担建筑使用寿命内的各种荷载作用。除设计中通常考虑的恒载、活载、风、地震
2008增刊刘正勇等:装配式混凝土框架结构节点构造方法简介29
钢筋、预应力筋或管道,在图纸中通常是以线的形式,但实际是有一定的截面面积;经过弯折的钢筋,会比未弯曲的钢筋尺寸更大;钢筋的弯曲需要最小半径,这会使钢筋绑扎困难或使保护层剥落。因此,在钢筋可能紧密区域,应画出比例至少1∶5的详图,模拟确保每一件组件能够放入,混凝土能够浇筑;同时注意构件的浇筑是由上向下的,要有足够的空间用于振捣。
可以将连接标准化、系列化。相似构造的连接可以使用同一连接,这样可能会偏于保守,但有助于提高制作速度及通用性;在可能的情况下,组成连接的部件如插筋、螺栓、钢件等应使用标准件;在设计许可的情况下,这些部件应选用可以替换的材料,通用性。
,3.6 施工要求
包括以下一些:焊接、后张拉、压力注浆。应尽量避免在平台下过头顶的操作工作,特别是这种情况下的焊接操作;安装螺栓时需要给扳手足够的放置空间和转动空间;应避免在狭窄的空间进行混凝土施工。
4 结语
装配式混凝土结构是一种整体性比现浇混凝土结构差的结构形式,但由于其具有较快的建造速度、稳定的构件质量保证,从而在住宅、厂房建设中占据一席之地。在装配式混凝土结构中,连接的作用至关重要,要使装配式混凝土结构具有更广的应用性能和安全性,:
[Sturdetailsofconnectionsforpre2
concrete[M].PCICommitteeonConnection1988.
[2] Y.C.Loo,B.Z,Yao.Staticandrepeatloadtestonprecastcon2
cretebeam2to2columnconnections[J].JournalofPrecast/Pres2tressedConcreteInstitute,1995,40(2):1062115.
[3] 黄祥海.新型全预制装配式混凝土框架节点的研究[D].南
为快速施工,合理节省费用,连接的场地安装应尽可能简单。
预制构件的吊装通常是安装过程中最耗时的。连接的设计应使构件的提升、定位和放置最省时;在吊车放钩之前,预制构件必须定位准确、稳定并确保安全;当吊车放钩后,有时需要采用临时固定件或平衡设备,这些临时部件必须小心使用,确保连接在最终安装之前,所有要安装的构件都能固定在正确的位置。
安装需要进行大量的定位调整工作。微小的装配误差会使现场的安装达不到设计要求,可以通过使用沟槽、略大于螺栓和销钉的孔洞、现场施焊、垫片和浇灌水泥浆等方式实现现场的定位调整。
连接应该考虑日后的检修工作。检修操作空间可以采用已完成的结构上或楼板或检修平台。检修工作
京:东南大学,2006.
[4] KimSElliott.Researchanddevelopmentinprecastconcretefram2
edstructures[J].UK:UniversityofNottingham,2000.
[5] 杨光奎,杨军.框架轻板建筑和装配式大板建筑的工业化施工
方法[J].贵州工业大学学报,2007,(6).
[6] OnurErtas,SevketOzden,TuranOzturan.DuctileConnectionsin
Precastconcretemomentresistingframes[J].PCIJournal,2006,(3).
[7] FU,H.C,SECKIN.M.Beam2columnconnectionsinprecastcon2
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