理论教育 装配式混凝土结构问题分析与解决

装配式混凝土结构问题分析与解决

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:引进国外成熟的技术工艺是快速发展我国预制混凝土技术的有效捷径,但在应用于实际工程中时,尚存在以下问题亟待解决:1)构件连接的整体性预制构件之间的连接整体性直接决定了装配式混凝土结构的抗震性能。同时,我国属于地震多发、震灾严重的国家,如欧洲许多国家未考虑的抗震问题,也对我国装配式混凝土结构的研发提出了严峻挑战。

装配式混凝土结构问题分析与解决

引进国外成熟的技术工艺是快速发展我国预制混凝土技术的有效捷径,但在应用于实际工程中时,尚存在以下问题亟待解决:

1)构件连接的整体性

预制构件之间的连接整体性直接决定了装配式混凝土结构的抗震性能。虽然既有技术一般均有国外研究基础与应用背景,但具体应用于我国又会带来一系列变化。

(1)设计应用目标不同所带来的变化

综观前述国外相关技术,虽已具备足够的理论研究基础与实践经验,但由于国家或地区特点不同,其应用范围仍有所局限。例如,美国装配式混凝土结构较多用于多层建筑中,日本适用于高层建筑的WR-PC工法其适用的建筑层数也一般限制在15层以下,欧洲与美国类似,则广泛应用于低层、多层建筑中。反观我国,由于地少人多,建筑高度将会越来越高,装配式混凝土结构应用于高层甚至超高层是其必然发展趋势,也是提高其生命力的重要发展方向。同时,我国属于地震多发、震灾严重的国家,如欧洲许多国家未考虑的抗震问题,也对我国装配式混凝土结构的研发提出了严峻挑战。

因此,在引入相关成熟技术的基础上,应进一步积极探索,努力开发适用于高烈度抗震设防地区的高层、超高层建筑的装配式混凝土结构体系。

(2)构造特点不同所带来的变化

构造特点的不同主要体现在装配整体式混凝土剪力墙结构中。

从图1-9、图1-11与图1-16中可以发现,包括美国、日本在内的相关国家,认为对于预制剪力墙板水平连接,仅需通过在墙中部设置一排灌浆套筒连接钢筋(美国做法)或甚至仅需在墙端部设置数根灌浆套筒连接钢筋(日本做法)即可满足构件连接整体性要求,这与我国国内目前适用的剪力墙双层配筋构造观点是相违背的。我国目前的做法则是将成熟的钢筋连接技术,包括钢筋套筒灌浆连接技术、钢筋浆锚搭接技术等,直接应用于双层、密布连接钢筋上,但所带来的系列构造变化以及由此产生的连接整体性即抗震性能问题尚需研究才能明确。(www.daowen.com)

又如,从图1-24中可以发现,“Double Wall”体系预制墙板端部或墙肢相交处均未设置箍筋,用于不考虑抗震设防要求的低层或多层建筑其整体性是能满足要求的,但对于我国设计情况而言,在关键的约束构件范围内未设置箍筋是明显不足的。因此,既要探索基于既有工厂化生产线的构件配筋与预制技术的改进,也需要深入掌握改进后连接节点的整体性与抗震性能。

(3)构件制作与安装水平差异所带来的变化

构件制作与安装水平差异主要体现在装配整体式框架结构中。例如,美国、日本均推崇理论上受力较为合理的十字形框架组合构件及节点与梁整体预制的莲藕梁,但这对构件制作精度、吊装能力提出了较高要求,由于我国现阶段工厂预制能力、工人操作水平及吊装机械的性能尚不能完全满足要求,因此,必然要求对连接构造作出相应变化,以适应我国现阶段构件制作与安装水平。

综上所述,在构件连接技术上,一方面,需要探索满足应用需求、符合我国构造要求、适应我国预制混凝土技术水平的连接技术,另一方面,应对新型连接技术进行深入研究,探讨其整体性及抗震性能是否能达到“等同现浇”目标。

2)配套的结构设计技术

虽然我国装配式混凝土结构的研发遵循“等同现浇”理念,其相应的结构或构件设计方法可直接沿用现浇混凝土结构的相关方法,但由此也忽视了装配式混凝土结构的特点,如预制剪力墙板分割、连接用现浇混凝土部位设置、构件连接截面抗剪性能等方面。为促进装配整体式混凝土结构在我国的推广应用,有必要建立系统的、适用的设计方法,为工程实践提供技术指导。

3)配套的构件预制与安装工艺

适用的构件预制与安装工艺是装配整体式混凝土结构得以真正实施的最终途径。基于我国设计原则与方法的预制构件规格、形状与尺寸及构件间连接构造特点,要求建立相应的构件预制工艺,包括工厂流水线的设计、模具设计、钢筋成型技术等;同时,根据构件的分割及连接构造做法,应制定简便、可靠的现场施工构件安装工艺流程、钢筋连接工艺、临时支撑体系与现浇混凝土模板体系,以保证施工质量。

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