装配式混凝土结构在我国的应用

装配式混凝土结构在我国的应用

随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程的加快，房屋安装混凝土结构在住宅建筑中的应用已成为研究的热点。中国各地都出现了新形式的房屋安装混凝土结构和新技术的出现。20世纪末的装配式大板居住建筑由于渗漏、楼板裂缝等影响结构正常使用功能以及结构整体性差使抗震能力严重削弱,且当前新兴的装配式混凝土结构多引自国外技术,因此,有必要对新兴的装配式混凝土结构进行探讨,剖析其建造技术特点,以达到取长补短、形成本土化的装配式混凝土结构建造新技术,实现绿色、低碳要求,促进我国建筑行业的结构调整及可持续发展。我国房屋建筑普遍采用剪力墙结构体系,因此,本文主要介绍几种目前大力推广的装配式混凝土剪力墙结构及其建造技术,并结合结构理论及实践经验给出简单评价。1百度pcf墙板技术万科集团较早即开始了工业化住宅建造技术的探索和试点,先后向香港及日本学习,目前主要形成了两大技术:(1)PC(precastconcrete)技术,该技术主要用于全预制混凝土构件,如阳台、楼梯、空调板、部分内隔墙板等;(2)PCF(precastconcreteform)技术,即预制混凝土模板技术,该技术主要用于预制混凝土剪力墙外墙模以及叠合楼板的预制板等。结构其他部分,如内部剪力墙、部分内隔墙、电梯井等仍然采用支模现浇。其PC构件及现场PCF墙板安装如图1所示。万科集团的PC技术主要解决了全预制构件制作及安装技术,并将装饰、保温及窗框与墙板整体预制,不仅解决了窗框渗水问题,而且减少了现场湿作业量及免去后期施工工序。PCF技术则解决了外墙模板问题,避免了外围脚手架及模板的支设,节约模板并提高了施工安全性。但是,PCF技术中所采用的外墙混凝土模板在设计中并未考虑其对墙体承载力及刚度的贡献,一方面造成了材料浪费,另一方面使计算假定可能与实际结构相差较大,这对于抗震设计是比较危险的,甚至使计算结果得出错误的结论。另外,可以发现其主体结构即剪力墙几乎为全现浇、楼板为叠合楼板,因此,现浇量仍然较大。2竖向构件与构件连接方式的对比中南集团引自国外预制混凝土技术,结合我国设计要求,形成了具有自身特色的NPC(newprecastconcrete)技术体系。竖向构件剪力墙、填充墙等采用全预制,水平构件梁、板采用叠合形式。相邻构件的连接:竖向通过下部构件预留插筋(连接钢筋)、上部构件预留金属波纹浆锚管实现钢筋浆锚连接,水平向通过适当部位设置现浇连接带、现浇混凝土连接;水平构件与竖向构件通过竖向构件预留插筋伸入梁、板叠合层及叠合层现浇混凝土实现连接;通过钢筋浆锚接头、现浇连接带、叠合现浇等形式将竖向构件和水平构件连接形成整体结构。如图2所示。中南集团NPC技术体系较为系统和完善,结构竖向构件基本采用全预制、水平构件采用叠合形式,大大降低了现浇量,装配率达90%以上。但同时可以发现,其剪力墙构件完全通过竖向浆锚钢筋连接,现场存在大量的灌浆孔,要保证各个孔的灌浆质量是不容易的,并且现场抽检也非常困难,因此,需对NPC技术体系中的剪力墙竖向连接做进一步改进,从而减少现场工作量,同时更可靠地保证结构安全。3整体式预制混凝土剪力墙结构宇辉集团基于剪力墙竖向连接专利技术“插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接”,形成了装配整体式预制混凝土剪力墙结构技术。其预制构件主要包括竖向剪力墙板、水平叠合楼板、楼梯板以及阳台等。如图3所示。装配整体式预制混凝土剪力墙结构构件形式简单、制作方便,但同时存在构件较大且重,需配置较高要求的吊装设备以及构件形式单一等问题。4土剪力墙结构特点西伟德混凝土预制(合肥)有限公司引进德国“double-wallprecastconcretebuildingsystem”技术,形成了叠合板式混凝土剪力墙结构,结构构件分为叠合式楼板、叠合式墙板以及预制楼梯等。叠合式楼板由底层预制板和格构钢筋组成,可作为后浇混凝土的模板;叠合式墙板由2层预制板与格构钢筋制作而成,现场安装就位后可在2层预制板中间浇筑混凝土;格构钢筋可作为预制板的受力钢筋以及吊点。如图4所示。合肥西伟德引进了德国的全套生产线,其构件预制设备先进、制作精良,但由于其引进时间较晚、预制构件形式简单,目前仅应用于地下车库结构中。同时,叠合式墙板两侧预制板在设计中未考虑,因而,存在与PCF技术相同的问题。5装配式混凝土结构的标准化设计情况在全国绿色、低碳经济理念的驱使下,众多建筑企业开展了房屋建筑装配式混凝土结构的积极探索和研发,逐渐形成了具有企业特色的结构建造新技术。为加快建筑工业化步伐,应该结合各种技术特点,取长补短,形成适合我国国情的新技术。在此过程中,应尽快解决以下问题。1)装配式混凝土结构的标准化设计及模数化制作问题这是工业化生产的必然要求,且同时涉及到构件之间的连接方式、防漏及保温隔热的构造、相应连接配件的设置等一系列问题。2)装配式混凝土结构预制构件的制作技术应尽量提高预制构件品质,同时,应研发装饰、保温一体化的制作技术。3)装配式混凝土结构预制构件间的连接技术在保证整体结构安全性、整体性的前提下,尽量简化连接构造,降低施工中不确定性对结构性能的影响,同时,应密切关注连接处的防漏、防渗以及保温问题等。4)装配式混凝土结构配套的设计、制作、施工及验收标准的编制应在切实掌握装配式