預(yù)制外掛墻板―梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施研究

  0 引言

  建筑工業(yè)化是以構(gòu)件預(yù)制化生產(chǎn)、裝配式施工為生產(chǎn)方式，以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件部品化、施工機(jī)械化為特征，能夠整合設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價(jià)值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建筑生產(chǎn)方式[1]。根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展建筑工業(yè)化生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)、快速、環(huán)保、質(zhì)量有保證等諸多優(yōu)點(diǎn)。

  國(guó)內(nèi)針對(duì)裝配式建筑已有大量的研究，并且已納入相關(guān)的規(guī)范、規(guī)程、或制定了相關(guān)的技術(shù)規(guī)程，目前已經(jīng)應(yīng)用到多個(gè)工程實(shí)例中，例如北京射擊館、上海虹橋綜合交通樞紐西航站樓、大連軟件園9號(hào)樓、大連森茂大廈、北京中糧萬(wàn)科長(zhǎng)陽(yáng)半島，沈陽(yáng)麗水新城等^[2]。但是對(duì)于預(yù)制外掛墻板的連接方式，預(yù)制墻板―梁節(jié)點(diǎn)鋼筋的形式，布置及構(gòu)造措施各規(guī)程沒(méi)有規(guī)定。

  1. 預(yù)制混凝土外墻與主體的連接方式

  1.1預(yù)制混凝土外墻分類

  裝配式建筑的外墻圍護(hù)體系主要可以分為兩類，內(nèi)嵌式和外掛式。對(duì)于內(nèi)嵌式的墻體，多采用砌塊砌筑的形式，也有少量?jī)?nèi)嵌墻板的形式。外掛式的墻體則一般采用外掛墻板的形式，其中又有整塊板，它的大小是一個(gè)開間的整個(gè)尺寸高度通常為層高，門窗、外飾面可在工廠完成，減少高空濕作業(yè)。另外一種是條板，可以橫放或豎放現(xiàn)場(chǎng)拼接成整體^[3]。外掛式對(duì)規(guī)范規(guī)定的主體結(jié)構(gòu)誤差、構(gòu)件制作誤差、施工安裝誤差等具有三維可調(diào)劑適應(yīng)能力；能夠滿足將掛板的荷載有效傳遞到主體結(jié)構(gòu)承載要求的同時(shí)，還可協(xié)調(diào)主體結(jié)構(gòu)層間位移及垂直方向變形的隨動(dòng)性；對(duì)外掛板，連接件的極限溫度變形具有變形吸收的能力。內(nèi)嵌式的預(yù)制外墻對(duì)結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的影響相對(duì)較大，內(nèi)嵌式預(yù)制外墻上邊及左右側(cè)邊與梁、柱或剪力墻相連，抗側(cè)作用接近于剪力墻。但由于內(nèi)嵌式預(yù)制外墻下邊只有限位連接，不能傳遞力，因此其與剪力墻的剛度相比有所減弱；如在整體計(jì)算模型中建立預(yù)制外墻進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析時(shí)，由于其與梁柱連接及對(duì)結(jié)構(gòu)的影響相對(duì)復(fù)雜，因此，計(jì)算設(shè)計(jì)相對(duì)較困難^[4]。

  1.1預(yù)制混凝土外墻的連接方式的研究

  連接節(jié)點(diǎn)是預(yù)制墻板一個(gè)重要組成部分，其作用是將墻板與墻板，墻板與樓板，樓板與樓板和其他構(gòu)件之間連成整體，以傳遞內(nèi)力，達(dá)到整體抗震的效果。目前外墻與主體的連接方式主要分為以下幾種：

  （1）焊接連接。構(gòu)件制作時(shí)預(yù)埋鋼板或留出鋼筋，構(gòu)件安裝時(shí)用鋼板或鋼筋將相鄰構(gòu)件的預(yù)埋鋼板或留出的鋼筋焊接在一起，連成整體。

  （2）混凝土連接。在構(gòu)件側(cè)而做成銷鍵、并預(yù)留鋼筋或鋼筋環(huán)，安裝時(shí)與相鄰構(gòu)件預(yù)留的鋼筋或鋼筋環(huán)相互搭接焊牢并插入一定長(zhǎng)度的鋼筋，澆筑混凝土連成整體。

  （3）螺栓連接。構(gòu)件制作時(shí)相鄰構(gòu)件均預(yù)埋鐵件，安裝時(shí)各自焊上連接鐵件，用螺栓連接固定。

  2. 工程實(shí)例

  2.1 實(shí)例背景

  該棟建筑為18層，標(biāo)準(zhǔn)層層高3m，總高度53.10m，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用預(yù)制混凝土外掛墻板，現(xiàn)澆構(gòu)件混凝土強(qiáng)度C30，預(yù)制構(gòu)件混凝土強(qiáng)度C35，預(yù)制外掛墻板厚度為100mm，墻體配筋為雙層 6@150，預(yù)制掛板與現(xiàn)澆梁連接處高度160mm，連接鋼筋采用 10@300，其梁采用疊合梁，樓蓋采用疊合樓蓋。

  2.2 節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)

  針對(duì)由于預(yù)制板布置在預(yù)制梁的一側(cè)，U形鋼筋的下肢不能伸過(guò)梁的寬度，錨固長(zhǎng)度不足的情況，設(shè)計(jì)了兩種改進(jìn)的鋼筋形式，編號(hào)為WB1、WB2。WB1采用U形鋼筋端部帶彎鉤，連接鋼筋短邊錨固長(zhǎng)度為140mm，長(zhǎng)邊錨固長(zhǎng)度為280mm，WB2采用封閉箍，錨固長(zhǎng)度140mm。

  3. 結(jié)語(yǔ)

  國(guó)內(nèi)外對(duì)預(yù)制混凝土的連接方式方面的研究仍處于起步階段，大多都是對(duì)框架梁柱節(jié)點(diǎn)的連接情況進(jìn)行研究，對(duì)外墻與主體的連接方面研究不足。本文針對(duì)某一實(shí)際工程節(jié)點(diǎn)鋼筋錨固長(zhǎng)度受到限制的情況提出了兩種改進(jìn)方法，主要是對(duì)鋼筋的形式作出改進(jìn)，后期還需試驗(yàn)進(jìn)行論證。

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