裝配式建筑PC構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

裝配式建筑PC構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要：PC構(gòu)件作為預(yù)制混凝土構(gòu)件，在裝配式建筑中的運(yùn)用較多，與現(xiàn)澆混凝土件不同，在批量生產(chǎn)、品控質(zhì)量、建筑工期等方面具備明顯優(yōu)勢。本文主要探討裝配式建筑pc構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，首先從工程概況方面，簡要闡述待建建筑，隨后從裝配式建筑連接節(jié)點(diǎn)特性及pc構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合探討。關(guān)鍵詞：PC構(gòu)件；節(jié)點(diǎn)特性；節(jié)點(diǎn)優(yōu)化引言：預(yù)制混凝土構(gòu)件可以運(yùn)用模塊組裝的方式，應(yīng)用到建筑建造過程中，可以大幅度縮短工期，但建筑整體性質(zhì)量除了受預(yù)制混凝土本身質(zhì)量影響外，不同預(yù)制混凝土構(gòu)件之間的連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、安裝、質(zhì)檢同樣需要有所重視。本文在優(yōu)化設(shè)計(jì)連接節(jié)點(diǎn)時，從預(yù)制梁柱、主次梁、預(yù)制柱豎向連接、預(yù)制樓梯、疊合樓板五方面展開具體探究，以期能為PC構(gòu)件運(yùn)用提供幫助。一、工程概況本文所概述的裝配式建筑工程是教學(xué)樓項(xiàng)目，總用地面積84502.26平方米，容積率0.95,項(xiàng)目結(jié)構(gòu)：五層框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)目標(biāo)：本項(xiàng)目實(shí)施三板比例不低于60%,預(yù)制率不低于30%,裝配率不低于40%。預(yù)制構(gòu)件類型：疊合梁、疊合樓板、柱、樓梯、內(nèi)外輕質(zhì)隔墻。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：重視預(yù)制梁柱、主次梁、預(yù)制柱豎向連接、預(yù)制樓梯、疊合樓板連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作。二、裝配式建筑連接節(jié)點(diǎn)特性裝配式建筑強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化生產(chǎn)，可以有效輔助裝配式建筑建造工作，連接各個預(yù)制構(gòu)件，對工作人員工作能力及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要求較高，在本次工程中，工程梁、板、柱均有構(gòu)件需要預(yù)制，由于預(yù)制構(gòu)件均為一個個單體，其互相之間連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)對建筑的整體力學(xué)性能就尤為重要，裝配式建筑具有整體性的原因是各個離散預(yù)制件能在連接節(jié)點(diǎn)作用下，相互聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)內(nèi)力傳遞，各個離散件之間的粘結(jié)效果決定著建筑整體穩(wěn)定性［1］。三、PC構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)（一）預(yù)制梁柱連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)預(yù)制梁柱連接節(jié)點(diǎn)對構(gòu)件承重負(fù)荷、剛度、抗震性能等存在積極影響，應(yīng)當(dāng)重視預(yù)制梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作，簡要示意圖如圖一所示。按照內(nèi)力傳遞形式差異，可以將預(yù)制梁柱連接方式劃分直接傳力、間接傳力和混合傳力。從直接傳力連接方式來看，主要包括?筋錨固、附加筋搭接、錨固及附加筋搭接、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋壓接，？筋錨固來看，該種錨固手段需要考慮下部縱筋錨固性能，一般可以將底筋彎折成彎鉤，或直接運(yùn)用錨固端口，錨固質(zhì)量較好，附加筋搭接是附加筋伸入節(jié)點(diǎn)區(qū)與預(yù)制梁伸出的筋連接，隨之澆筑混凝土，應(yīng)盡量在預(yù)制梁上設(shè)置U型薄鍵槽，完成附加筋與梁底筋的連接，錨固及附加筋搭接是運(yùn)用錨固及附加筋搭接優(yōu)勢，進(jìn)一步保障節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量，可根據(jù)需要綜合運(yùn)用，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋壓接,在預(yù)制梁與預(yù)制柱難以有效穩(wěn)固時，可以運(yùn)用高強(qiáng)度、高抗拉能力的預(yù)應(yīng)力筋輔助預(yù)制梁與預(yù)制柱連接，隨之澆筑混凝土，預(yù)應(yīng)力筋還可以作為預(yù)制梁柱粘結(jié)的配筋，從間接傳力來看，主要包括預(yù)制梁擱置絞接、預(yù)制梁擱置抗彎連接、預(yù)埋鋼構(gòu)件，預(yù)制梁擱置絞接是連接擱置短平臺鋼筋、螺栓與預(yù)制梁預(yù)留的銷栓孔連接，起到固定作用，預(yù)制梁擱置抗彎是在預(yù)制梁、預(yù)制柱相對應(yīng)處埋設(shè)鋼構(gòu)件，隨后焊接到一塊，達(dá)到彎矩傳遞目的，預(yù)埋鋼構(gòu)件是在預(yù)制混凝土件中預(yù)埋鋼構(gòu)件，在連接節(jié)點(diǎn)上運(yùn)用高強(qiáng)度螺栓達(dá)到梁柱連接目的，從混合傳力來看，主要包括擱置疊合現(xiàn)澆連接、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力壓接與普通鋼筋受力混合壓接，擱置疊合現(xiàn)澆連接是疊加兩塊預(yù)制梁，運(yùn)用焊接等形式連接成整體，隨后在預(yù)制梁、預(yù)制柱之間的現(xiàn)澆區(qū)埋設(shè)鋼筋后澆筑，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力壓接與普通鋼筋受力混合壓接是普通鋼筋連接預(yù)制梁上下面與預(yù)制柱后，再運(yùn)用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，達(dá)到傳遞彎矩荷載目的⑵。（二）主次梁連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)主次梁連接簡易圖如圖二所示。主次梁連接節(jié)點(diǎn)可以劃分為主梁預(yù)留后澆槽口、擱置式預(yù)制主次梁、牛坦板式等，從主梁預(yù)留后澆槽口來看，包括直接預(yù)留鋼筋、直螺紋套筒、貫通槽口、非貫通槽口，直接預(yù)留鋼筋可以將次梁預(yù)留鋼筋錨入主梁，施工工藝簡單常用，直螺紋套筒是預(yù)留在次梁上的直螺紋套筒錨入主梁，貫通槽口是在主梁兩側(cè)有次梁下，后澆槽口等于梁寬，非貫通槽口是在只有一側(cè)是次梁下，后澆槽口小于梁寬，從擱置式預(yù)制主次梁來看，該方式為干連接，連接節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)用鋼牛腿或混凝土牛腿，鋼牛腿作為鋼構(gòu)件，相比混凝土構(gòu)件易于批量生產(chǎn)、便攜性、可回收性好，但焊縫檢測時間長、易腐蝕、耐久性差，在具體選擇牛腿材料時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況仔細(xì)斟酌，從牛坦板式來看，可以在次梁預(yù)留坦板，連接預(yù)制主次梁，該種方式具有較強(qiáng)的主次梁粘結(jié)整體性，但在施工時,應(yīng)當(dāng)重視預(yù)留牛坦板槽口、灌漿質(zhì)量、次梁擱置槽口等。（三）預(yù)制柱豎向連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)豎向連接可以簡單的分為干連接和濕連接，從干連接來看，主要包括螺栓連接、機(jī)械連接、焊接連接、搭接連接，螺栓連接是以高強(qiáng)度螺栓的形式，對預(yù)制在梁、柱相互之間的鋼構(gòu)件進(jìn)行連接，下圖三所示，機(jī)械連接可以運(yùn)用鋼筋與擠壓套筒、直螺紋套筒的粘結(jié)力達(dá)到豎向連接目的，焊接連接是對鋼筋直接進(jìn)行焊接，達(dá)到豎向連接目的，搭接連接是在預(yù)制件邊緣留置拉結(jié)筋，再用箍筋上下銜接，放置豎向筋后澆筑粘結(jié)，從濕連接來看，主要包括漿錨連接、套筒灌漿連接等，漿錨連接是預(yù)制構(gòu)件對應(yīng)的孔道內(nèi)放置鋼筋，套筒灌漿連接是將鋼筋放置于套筒，隨后澆筑混凝土，便于豎向連接時現(xiàn)澆混凝土能夠有效成型［3］。（四）預(yù)制樓梯連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)、預(yù)制樓梯間可以大幅度降低施工難度，如圖四所示，但也應(yīng)當(dāng)充分重視節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作，增強(qiáng)樓梯混凝土件運(yùn)作穩(wěn)定性，保障施工安全、質(zhì)量。預(yù)制樓梯節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時，很多地方運(yùn)用兩端預(yù)留圓孔，安裝時再澆灌混凝土，達(dá)到連接預(yù)制樓梯的目的，但該種方法抗震性能較弱，對主體結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響較大，可以改變預(yù)留銷鍵孔形狀，強(qiáng)化灌漿材料性能，以此增強(qiáng)樓梯件穩(wěn)定性，一般來說，將銷鍵孔改為啞鈴形狀，可以誘導(dǎo)錨栓主動變形，抵抗剪切應(yīng)力，低強(qiáng)度易碎砂漿可以在地震作用下，降低側(cè)移位移量，增強(qiáng)樓梯件抗震性能。（五）疊合樓板連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)疊合樓板是由預(yù)制板與現(xiàn)澆混凝土層疊合而來，具有優(yōu)良的整體性、耐久性、便利性，如圖五所示，但在具體運(yùn)用時，需要優(yōu)化連接節(jié)點(diǎn)，確保預(yù)制板與現(xiàn)澆層之間的粘結(jié)質(zhì)量，一般需要重視鋼構(gòu)件焊縫檢查、安裝樓板支撐、節(jié)點(diǎn)連接、混凝土澆筑，焊縫檢查是確保鋼構(gòu)件質(zhì)量、強(qiáng)度、抗拉性能，保障疊合樓板施工過程，安裝樓板支撐時，需要根據(jù)樓板跨度，選擇適宜寬度的工字梁，及適宜強(qiáng)度、適宜分布密度的支撐件，保障疊加樓板施工過程中的安全性、穩(wěn)定性，在連接疊合樓板與預(yù)制梁時，可以運(yùn)用鋼筋，搭接疊加樓板及預(yù)制梁留置鋼筋，隨后澆筑混凝土達(dá)到粘結(jié)作用，為綜合保障粘結(jié)強(qiáng)度，在澆筑混凝土?xí)r，還需要重視混凝土質(zhì)量、澆筑質(zhì)量，除了選擇高強(qiáng)度混凝土外，還需要在配置、澆筑時，嚴(yán)格按照施工規(guī)程，確保施工質(zhì)量，優(yōu)化施工節(jié)點(diǎn)粘結(jié)效果。四、總結(jié)連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)對建筑的整體力學(xué)性能尤為重要，應(yīng)當(dāng)重視各個離散預(yù)制件的有效聯(lián)動，確保裝配式建筑建造質(zhì)量及建筑穩(wěn)定性，在優(yōu)化分析預(yù)制件連接節(jié)點(diǎn)時，可以從預(yù)制梁柱連接節(jié)點(diǎn)、主次梁連接節(jié)點(diǎn)、預(yù)制柱豎向連接節(jié)點(diǎn)、預(yù)制樓梯連接節(jié)點(diǎn)、疊合樓板連接節(jié)點(diǎn)具體展開。參考文獻(xiàn)：⑴范玉，徐華，黃新，等.新型裝配式建筑構(gòu)