預(yù)制混凝土構(gòu)件(簡(jiǎn)稱PC構(gòu)件)是實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)預(yù)制的基礎(chǔ), PC在德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家的使用相當(dāng)廣泛,發(fā)達(dá)國(guó)家已將PC作為現(xiàn)代建筑的主要方式。但我國(guó)建筑業(yè)仍然以粗放型為主,未形成標(biāo)準(zhǔn)化體系,建筑工業(yè)化率僅為1%,約為發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的1/70,有極大的發(fā)展空間。 PC生產(chǎn)線迎來(lái)大發(fā)展的同時(shí)也面臨更多的課題來(lái)解決,未來(lái)PC生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)
裝配式混凝土建筑PC構(gòu)件的連接方式對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)而言,“可靠的連接方式”是第一重要的,是結(jié)構(gòu)安全的最基本保障。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接方式包括:鋼筋套筒灌漿連接,分為全灌漿套筒和半灌漿套筒兩種。漿錨搭接連接后澆混凝土連接認(rèn)識(shí)灌漿套筒(半灌漿套筒)套筒灌漿連接是指在預(yù)制混凝土構(gòu)件中預(yù)埋的金屬套筒中插入鋼筋并灌注水泥基灌漿料而實(shí)現(xiàn)的鋼筋連方式。鋼筋套筒灌漿連接的技術(shù)在美國(guó)和日本已經(jīng)有近四十年的應(yīng)用歷史,是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)。美國(guó)ACI已明確將這種連接列入機(jī)械連接的一類,不僅將這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)件受力鋼筋的連接,而且還用于現(xiàn)澆混凝土受力鋼筋的連接。我國(guó)部分單位對(duì)這種接頭進(jìn)行了一定數(shù)量的試驗(yàn)研究工作,證實(shí)了它的安全性。
混凝土預(yù)制件(precast concrete),在住宅工業(yè)化領(lǐng)域稱作PC構(gòu)件?;炷令A(yù)制件被廣泛應(yīng)用于建筑、交通、水利等領(lǐng)域,如預(yù)制鋼筋混凝土柱地基基礎(chǔ)、預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)鋼柱基礎(chǔ)、路燈廣告牌柱鋼筋混凝土基礎(chǔ)、預(yù)制樓板。不同于傳統(tǒng)的混凝土需要在工地現(xiàn)場(chǎng)制模、澆筑、養(yǎng)護(hù),在工廠中通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化方式加工生產(chǎn)的PC構(gòu)件更加高效節(jié)能,同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。PC預(yù)制構(gòu)件的發(fā)展歷史混凝土預(yù)制件最早起源于德國(guó),與鋼筋混凝土幾乎同時(shí)起步,但現(xiàn)代意義上的工業(yè)化混凝土預(yù)制件制造在半個(gè)世紀(jì)前的歐洲才真正得到發(fā)展。
疊合樓板是預(yù)制和現(xiàn)澆混凝土相結(jié)合的一種較好結(jié)構(gòu)形式。預(yù)制預(yù)應(yīng)力薄板(厚50~80mm,跨度一般為4~6m,最大跨度可達(dá)9m)與上部現(xiàn)澆混凝土層結(jié)合成為一個(gè)整體,共同工作。薄板的預(yù)應(yīng)力主筋即是疊合樓板的主筋,上部混凝土現(xiàn)澆層僅配置負(fù)彎矩鋼筋和構(gòu)造鋼筋。預(yù)應(yīng)力薄板用作現(xiàn)澆混凝土層的底模,不必為現(xiàn)澆層支撐模板。薄板底面光滑平整,板縫經(jīng)處理后,頂棚可以不再抹灰。這種疊合樓板具有現(xiàn)澆樓板的整體性、剛度大、抗裂性好、不增加鋼筋消耗、節(jié)約模板等優(yōu)點(diǎn)。由于現(xiàn)澆樓板不需支模,還有大塊預(yù)制混凝土隔墻板可在結(jié)構(gòu)施工階段同時(shí)吊裝,從而可提前插入裝修工程,縮短整個(gè)工程的工期。
目前我國(guó)的裝配式建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能基本等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的抗震性能,甚至某些性能超過(guò)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能,可以滿足北京抗震八級(jí)的設(shè)防要求。裝配式節(jié)點(diǎn)的連接技術(shù)是能避震的關(guān)鍵之一,套筒被預(yù)制在構(gòu)件內(nèi),另一端鋼筋在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)高強(qiáng)的灌漿料灌漿進(jìn)行連接,這一技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn),而且經(jīng)過(guò)了強(qiáng)震的考驗(yàn)。另外,裝配式建筑還可以通過(guò)引入隔震措施,加強(qiáng)抗震性能。
漿錨搭接連技術(shù)的關(guān)鍵在于孔洞的成型技術(shù)、灌漿料的質(zhì)量以及對(duì)被搭接鋼筋形成約束的方法等各個(gè)方面。目前我國(guó)的孔洞成型技術(shù)種類較多,尚無(wú)統(tǒng)一的論證,因此《規(guī)程》要求縱向鋼筋采用漿錨搭接連接時(shí),對(duì)預(yù)留孔成孔工藝、孔道形狀和長(zhǎng)度、構(gòu)造要求、灌漿料和被連接鋼筋,應(yīng)進(jìn)行力學(xué)性能以及適用性的試驗(yàn)驗(yàn)證??v向鋼筋采用漿錨搭接時(shí),對(duì)預(yù)留成孔工藝、孔道形狀和長(zhǎng)度、構(gòu)造要求、灌漿料和被連接鋼筋應(yīng)進(jìn)行力學(xué)性能以及實(shí)用性試驗(yàn)驗(yàn)證。直徑大于20mm的鋼筋不宜采用漿錨搭接連接。直接承受動(dòng)力載荷構(gòu)件的縱向鋼筋不應(yīng)采用漿錨搭接連接。房屋高度大于12m或超過(guò)三層時(shí),不宜使用漿錨搭接連接。
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