裝配式建筑構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)研究

張廣亭

摘要：隨著社會的發(fā)展，我國的裝配式建筑的發(fā)展也有了進(jìn)步。裝配式建筑具備節(jié)材、節(jié)能、建造效率高、社會經(jīng)濟(jì)效益突出等優(yōu)勢。該類型建筑首先在工廠預(yù)制若干建筑構(gòu)件，其后將預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場并予以拼裝。對比傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑施工技術(shù)，裝配式建筑施工技術(shù)操作簡單且省去了大量的現(xiàn)場施工工作，進(jìn)而有效縮短了施工周期、減少了施工耗材。在裝配式建筑施工過程中，其預(yù)制構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)連接是一大難點(diǎn)，因而節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者的研究重點(diǎn)。依據(jù)施工工藝以及構(gòu)造形式的不同，裝配式建筑構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)可以劃分為濕式連接技術(shù)以及干式連接技術(shù)。分析不同類型的裝配式建筑構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)并予以對比，能提高裝配式建筑構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑構(gòu)件;節(jié)點(diǎn)連接;技術(shù)研究

1 裝配式建筑的概述

在現(xiàn)階段，裝配式建筑的利弊和管理方案是一個(gè)值得討論分析的課題。改革開放四十余年，隨著國民消費(fèi)水平的逐漸提高，人民的需求也發(fā)生了變化，他們對于住房的質(zhì)量要求也在有所改變。中國作為一個(gè)基建大國，建筑行業(yè)受到人們的密切關(guān)注。或許有人認(rèn)為建筑能耗是在運(yùn)營或者是在其他階段產(chǎn)生的，然而事實(shí)并非如此。據(jù)有關(guān)資料顯示，在建筑過程中，材料生產(chǎn)能耗占比高達(dá)57%。過去，建筑建造大多是現(xiàn)場澆筑，其缺點(diǎn)在于材料的浪費(fèi)，并且，這種方案還使得工期延長。縱使中國是一個(gè)人力資源大國，但是這一舉措也必然會造成人力資源的浪費(fèi)。綜上，在過去沒有辦法更大程度地合理利用資源，必然得不到建筑工程的最優(yōu)結(jié)果。耗損資源造成成本的增加，致使行業(yè)的發(fā)展達(dá)不到理想的目標(biāo)。在進(jìn)入新時(shí)代后，“綠水青山就是金山銀山”的理論貫徹各個(gè)領(lǐng)域，可持續(xù)發(fā)展成為眾多領(lǐng)域的核心前提，在建筑領(lǐng)域上更是如此，在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還需注意環(huán)境的改變。在當(dāng)代社會，裝配式結(jié)構(gòu)正是一個(gè)很好的解決方案，能夠最大限度地減少建筑物在建造時(shí)的材料損耗。

2 裝配式建筑構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)

2.1 濕式連接技術(shù)

2.1.1套筒灌漿連接技術(shù)

將預(yù)制構(gòu)件的受力鋼筋置于預(yù)埋套筒中，其后在套筒中灌注高強(qiáng)度灌漿料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)構(gòu)件間力的傳遞。在裝配式建筑施工過程中，應(yīng)將構(gòu)件的操作空間、施工質(zhì)量、施工效率等因素考慮在內(nèi)。當(dāng)使用機(jī)械連接和焊接連接等連接方式較為不便時(shí)，可以使用套筒灌漿連接技術(shù)，該技術(shù)一方面可以約束縱向受力鋼筋，另一方面可以傳遞鋼筋應(yīng)力，在減少現(xiàn)場焊接工作量的同時(shí)，增加了預(yù)制構(gòu)件重疊區(qū)域的總體剛度，也提高了預(yù)制構(gòu)件連接部位的承載性能。該技術(shù)可以運(yùn)用于不同高度以及結(jié)構(gòu)形式的裝配式建筑構(gòu)件，對比其他連接方式，套筒灌漿連接技術(shù)由于錨固長度較短，因此可以減少耗材。客觀來看，套筒灌漿連接技術(shù)存在如下缺點(diǎn)：①該技術(shù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，對精度要求較高，當(dāng)鋼筋存在錯(cuò)位現(xiàn)象時(shí)，極有可能導(dǎo)致整批構(gòu)件的報(bào)廢;②該技術(shù)節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量難以檢驗(yàn)，且安裝效率較低;③套筒的成本較高，致使造價(jià)高昂。

2.1.2漿錨搭接技術(shù)

漿錨搭接技術(shù)即為在生產(chǎn)過程中，在預(yù)制構(gòu)件中留設(shè)孔道，在拼裝過程中將所需搭接的鋼筋插入孔道中，進(jìn)一步在孔道中灌注灌漿料以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間的連接。1）基于螺旋箍筋約束的漿錨搭接技術(shù)基于螺旋箍筋約束的漿錨搭接技術(shù)為國內(nèi)自主研發(fā)型技術(shù)，在預(yù)制構(gòu)件下部留設(shè)孔洞以及預(yù)埋鋼筋，將孔洞內(nèi)側(cè)面加工為粗糙面，并利用螺旋箍筋將預(yù)埋鋼筋以及孔洞綁扎以強(qiáng)化接頭連接性能。在拼裝過程中，將下部預(yù)制構(gòu)件的預(yù)留鋼筋插入孔洞，其后在孔洞中灌注灌漿料使得構(gòu)件相互連接。2）NPC漿錨搭接技術(shù)NPC漿錨搭接技術(shù)（NewPrecastConcrete）來源于澳大利亞。在構(gòu)件中留設(shè)金屬波紋管孔道，在安裝過程中，將下部構(gòu)件的預(yù)留鋼筋插入上部構(gòu)件的留設(shè)孔道中并灌注灌漿料。3）基于套筒約束的漿錨搭接技術(shù)基于套筒約束的漿錨搭接技術(shù)是指在構(gòu)件的鋼筋搭接部位設(shè)置套筒，利用套筒加強(qiáng)連接部位強(qiáng)度，較少構(gòu)件發(fā)生開裂的概率，該技術(shù)操作簡便且經(jīng)濟(jì)合理。4）基于墩頭鋼筋預(yù)留孔的漿錨搭接技術(shù)基于墩頭鋼筋預(yù)留孔的漿錨搭接技術(shù)是在上部構(gòu)件底部留設(shè)孔道，在下部構(gòu)件頂部留設(shè)鋼筋并將鋼筋墩頭。在拼裝過程中將墩頭鋼筋插沒進(jìn)孔道中并灌注灌漿料。綜上，漿錨搭接技術(shù)種類繁多，其中應(yīng)用范圍較廣的技術(shù)為基于螺旋箍筋約束的漿錨搭接技術(shù)以及NPC漿錨搭接技術(shù)，這兩種技術(shù)廣泛運(yùn)用于低層以及多層結(jié)構(gòu)建筑中，在高層結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用有待論證。在技術(shù)優(yōu)點(diǎn)方面，漿錨搭接技術(shù)操作簡便，施工中僅需將鋼筋插入孔道并予以灌漿，安裝時(shí)工人的操作效率高。但是，生產(chǎn)時(shí)預(yù)制構(gòu)件的預(yù)留鋼筋與預(yù)留孔道需要對位，因此對于構(gòu)件加工精度提出了較高的要求，同時(shí)由于搭接長度較長，造成了較大的鋼筋消耗量。總體來看，在低層以及多層結(jié)構(gòu)建筑中，漿錨搭接技術(shù)是一種可靠的連接技術(shù)，但是該技術(shù)在高層結(jié)構(gòu)建筑中的運(yùn)用有待開發(fā)和完善。

2.2 干式連接技術(shù)

干式連接技術(shù)是指在預(yù)制構(gòu)件連接過程中不需要澆筑混凝土，直接將構(gòu)件進(jìn)行焊接或者螺栓連接，干式連接技術(shù)可以劃分為螺栓連接技術(shù)、焊接連接技術(shù)以及牛腿連接技術(shù)等，該類技術(shù)原理簡單、操作便捷、濕作業(yè)量小。1）螺栓連接技術(shù)在生產(chǎn)過程中，在預(yù)制構(gòu)件邊沿位置留設(shè)螺栓孔以及安裝孔，在安裝過程中將螺桿穿束進(jìn)入相鄰構(gòu)件的螺栓孔中、安裝墊片并用螺帽擰緊。值得注意的是，在加工過程中螺栓需要精準(zhǔn)預(yù)制，在運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)妥善保管螺栓，確保其螺紋完好、表面潔凈，以提高安裝過程中的一次成型率。從螺栓連接技術(shù)的優(yōu)化層面來看，可以通過使用橡膠螺栓墊片、使用高強(qiáng)螺栓、運(yùn)用預(yù)埋剛性構(gòu)件等方式來強(qiáng)化螺栓連接節(jié)點(diǎn)的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，例如當(dāng)使用高強(qiáng)螺栓連接預(yù)制構(gòu)件時(shí)，可以使得預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能大幅度提升，其功效近似于現(xiàn)澆連接節(jié)點(diǎn)。2）焊接連接技術(shù)焊接連接技術(shù)即為將相鄰預(yù)制構(gòu)件中的預(yù)埋件予以焊接。該技術(shù)在施工過程基本避免了濕作業(yè)，無需養(yǎng)護(hù)即可完成連接，施工時(shí)間較短、成本較低。但是，由于焊接連接的節(jié)點(diǎn)無明顯的塑性鉸區(qū)，因此在后續(xù)使用中，連接部位由于應(yīng)力反復(fù)作用而發(fā)生脆性破壞，因此，焊接連接技術(shù)在抗震性能方面存在較大不足。

3 結(jié)語

裝配式建筑采用預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場組裝的方式，可以大幅度縮短工期，節(jié)省成本，使得建設(shè)工作方便、經(jīng)濟(jì)、高效。并且極大程度地減少了粉塵產(chǎn)生，建筑垃圾也大為減少，符合可持續(xù)發(fā)展理念，有利于我國建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。我國預(yù)制構(gòu)件的制造還不夠成熟，市場上還缺乏統(tǒng)一的規(guī)格和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施工技術(shù)還存在一定的問題，流程也不夠系統(tǒng)化，生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝、組裝技術(shù)都與發(fā)達(dá)國家相差甚遠(yuǎn)。雖然我國還處在裝配式建筑發(fā)展的初級階段，但隨著人們環(huán)保意識的提高以及政府大力扶持，在未來這類建筑形式必將成為我國建筑的主流類型。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙云麗，潘燕秋.高層建筑預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)控制[J].江西建材，2019，（05）：182-185.

[2]閆華.高層建筑預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)控制[J].居業(yè)，2018，（12）：96-98.

（作者單位：臨沂市自然資源和規(guī)劃局）