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裝配式混凝土結構構件的連接方法
裝配式混凝土結構構件的連接方法
更新时间:2024-12-26 04:24:49

裝配式鋼筋混凝土框架結構構件一般在固定的工廠預制,然後運到現場進行安裝。

裝配式框架結構安裝的特點:

①房屋高度大而占地面積較小

②構件類型多

③數量大

④接頭複雜、技術要求高等。

因此,在考慮結構安裝方案時,應着重解決起重機械的選擇和布置、預制構件的供應、現場構件的布置、吊裝順序和吊裝方法等問題。

1.起重機械的選擇

目前,裝配式框架結構安裝常用的起重機械有三類:自行式起重機、軌道式塔式起重機和自升式塔式起重機。

(1)5層以下的民用建築和高度在18m以下的多層工業廠房及外形不規則的房屋,多采用自行式起重機。

(2)10層以下或高度在25m以下,寬度在15m以内,構件重量在2~3t以内,一般可采用QT1-6型塔式起重機或具有相同性能的其他輕型塔式起重機。

(3)10層以上的高層裝配式結構,一般采用自升式塔式起重機。

選擇塔式起重機型号時,主要根據工程結構特點、平面尺寸、高度、構件重量和大小及現場實際條件、現有的技術力量和機械設備等選擇。

塔式起重機工作參數計算見圖

2.起重機械的布置

塔式起重機的布置由建築物的平面形狀、構件重量、起重機工作性能及施工現場環境條件等因素确定。其布置方式有單側布置、雙側布置、跨内單側布置、跨内環形布置,見圖所示。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)1

塔式起重機布置方案

(a)、(b)單側布置;(c)雙側布置;(d)跨内單側布置

(1)單側布置

單側布置是最常用的布置方案。該布置方案具有軌道長度較短,構件的堆放場地較寬等特點。當建築物寬度小于15m、構件的重要小于3t時,采用單側布置較合适。此時,塔式起重機的起重半徑應滿足下式條件:

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)2

式中

R—塔式起重機安裝最遠構件時起重半徑(m);

a—建築物外側至塔軌中心線的距離(a=3~5m);

b—建築物寬度(m)。

(2)雙側布置(或環形布置)

當單側安裝不能滿足最遠構件的安裝要求,建築物寬度大于17m或構件重量大于3t時,此時采用雙側布置。其起重半徑應滿足下式條件:

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)3

式中 R、a、b含義同上。

(3)跨内環形布置

當房屋較寬、構件較重、起重機跨内單行布置不能起吊全部構件,而受場地限制又不可能跨外環形布置時,則宜采用跨内環形布置。

(4)跨内單側布置

這種方案往往是因場地狹窄,在房屋外側不可能布置起重機,或由于房屋寬度較大、構件較重時才采用。其優點是可減少軌道長度,并節約施工用地。缺點是隻能采用豎向綜合安裝,結構穩定件差;構件多布置在起重半徑之外,需增加二次搬運;對房屋外側圍護結構吊裝也較困難。

3.預制構件現場布置

構件的現場布置是否合理,對提高吊裝效率、保證吊裝質量及減少二次搬運都有密切關系。因此,構件的布置也是多層框架吊裝的重要環節之一。其原則是:

①盡可能布置在起重半徑的範圍内,以免二次搬運;

②重型構件靠近起重機布置,中小型則布置在重型構件外側;

③構件布置地點應與吊裝就位的布置相配合,盡量減少吊裝時起重機的移動和變幅;

④構件叠層預制時,應滿足安裝順序要求,先吊裝的底層構件在上,後吊裝的上層構件在下。

裝配式鋼筋混凝土框架結構柱一般需在現場就地預制外,其他構件一般都在工廠集中預制後運往施工現場安裝,布置時應先予考慮柱。其布置方式,有與塔式起重機軌道相平行、傾斜及垂直三種方案(如圖)。

平行布置的優點是可以将幾層柱通長預制,能減少柱接頭的偏差。傾斜布置可用旋轉法起吊,适用于較長的柱。當起重機在跨内開行時,為了使柱的吊點在起重半徑範圍内,柱宜與房屋垂直布置。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)4

使用塔式起重機吊裝柱的布置方案

(a)平行布置;(b)傾斜布置;(c)垂直布置

4.結構安裝方案

裝配式框架結構安裝方法:分件安裝法;綜合安裝法

(1)分件安裝法是起重機每開行一次吊裝一種構件,如先吊裝柱,再吊裝梁,最後吊裝闆。分件安裝法又分為分層分段流水作業及分層大流水兩種。

(2)采用綜合安裝法吊裝構件時,一般以一個節間或幾個節間為一個施工段,以房屋的全高為一個施工層來組織各工序的施工,起重機把一個施工段的所有構件按設計要求安裝至房屋的全高後,再轉入下一個施工段施工。

5.結構構件安裝

(1)柱子的安裝與校正

框架結構柱截面一般為方形或矩形,為了預制和安裝的方便,各層柱截面應盡量保持不變。柱長度一般1~2層樓高為一節,也可3~4層為一節,視起重性能而定。當采用塔身起重機進行吊裝時,以1~2層樓高為宜;對4~5層框架結構,采用履帶式起重機進行吊裝時,柱長可采用一節到頂的方案。

1)柱的綁紮

多層框架柱,由于長細比較大,吊裝時必須合理選擇吊點位置和吊裝方法。一般情況下,當柱長在12m以内時可采用一點綁紮,旋轉法起吊。對14~20m的長柱則應采用兩點綁紮起吊。

應盡量避免采用多點綁紮,以防止在吊裝過程中構件受力不均而産生裂縫或斷裂。圖為一點綁紮和兩點綁紮的示意圖。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)5

(a)一點綁紮;(b)兩點綁紮

1-吊索;2-活絡卡環;3-柱;4-棕繩;5-鉛絲;6-滑車

2)柱的吊升

柱子的吊升方法,根據柱子的重量、現場預制構件情況和起重機性能而定,按起重機的數量可分為單機起吊和雙機擡吊;按吊裝方法分為旋轉法和滑行法。

采用單機吊裝時一般采用旋轉法和滑行法。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)6

預制框架柱的吊升

①旋轉法(見圖5.1.25)起重機邊起鈎、邊旋轉,使柱身繞柱腳旋轉而逐漸吊起的方法稱為旋轉法。其要點是保持柱腳位置不動,并使柱的吊點、柱腳中心和杯中心三點共圓。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)7

旋轉法吊柱示意圖

(a)旋轉過程;(b)平面布置

1-柱子平卧時;2-起吊中途;3-直立

②滑行法。起吊時起重機不旋轉,隻起升吊鈎,使柱腳在吊鈎上升過程中沿着地面逐漸向前滑行,直至柱身直立的方法稱為滑行法。其要點是柱的吊點要布置在杯旁,并與杯口中心兩點共圓弧(見圖)。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)8

滑行法吊柱示意圖

(a)旋轉過程;(b)平面布置

1-柱子平卧時;2-起吊中途;3-直立

3)柱的臨時固定與校正

柱子安裝就位後需立即進行臨時固定,目前工程上大多采用環式固定器或管式支撐進行臨時固定。

柱的校正一般需要3次,第1次在脫鈎後電焊前進行初校;第2次在接頭電焊後進行校正,并觀測由于鋼筋電焊受熱收縮不均勻而引起的偏差;第3次在梁和樓闆安裝後校正,以消除梁柱接頭因電焊産生的偏差。

柱的校正包括垂直度校正和水平度校正。其垂直度的校正一般采用經緯儀、線墜進行。見圖所示。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)9

柱子的垂直度校正

(2)梁、闆安裝

框架結構的梁有普通梁和疊合梁兩種。框架結構的樓闆一般根據跨度和樓面荷載選擇,可分為預應力空心闆、預應力密肋樓闆等。闆一般都擱在梁上,用細石混凝土澆灌接縫以增強期結構的整體性。梁的安裝過程一般有梁的綁紮、起吊、就位、校正和最後固定。闆的安裝過程與柱和梁的安裝過程基本相同。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)10

将預制的預應力混凝土薄闆吊裝到預制梁之間

(3)牆闆結構構件吊裝

牆闆安裝前應複核牆闆軸線、水平控制線,正确定出各樓層标高、軸線、牆闆兩側邊線、牆闆節點線、門窗洞口位置線、牆闆編号及預埋件位置。

牆闆安裝順序一般采用逐間封閉法。當房屋較長時,牆闆安裝宜由房屋中間開始,先安裝兩間,構成中間框架,稱标準間,然後再分别向房屋兩端安裝。當房屋長度較少時,可由房屋一端的第二開間開始安裝,并使其閉合後形成一個穩定結構,作為其他開間安裝時的依靠。

牆闆安裝時,應先安内牆,後安外牆,逐間封閉,随即焊接。這樣可減少誤差累計,施工結構整體性好,臨時固定簡單方便。

牆闆安裝的臨時固定設備有操作平台、工具式斜撐、水平拉杆、轉角固定器等。在安裝标準間時,用操作平台或工具式斜撐固定牆闆和調整牆的垂直度。其他開間則可用水平拉杆和轉角器進行臨時固定,用木靠尺檢查牆闆垂直度和相鄰兩塊牆闆闆面的接線。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)11

牆闆的工具式斜撐

(4)構件接頭

在裝配式框架結構中,構件接頭形式和施工質量直接影響整個結構的穩定性和剛度。因此,要選好柱與柱、柱與梁的接頭形式。在柱頭施工時,應保證鋼筋焊接和二次灌漿的質量。

柱接頭的形式有榫式接頭、插入式接頭和漿錨式接頭三種。

①榫式接頭是上柱和下柱外露的受力鋼筋用剖口焊焊接,配置一定數量的箍筋,最後澆灌接頭混凝土以形成整體。見圖5.1.28所示。

②插入式接頭是将上柱做成榫頭,下柱頂部做成杯口,上柱插入杯口後用水泥砂漿灌築填實。見圖5.1.29所示。

③漿錨式接頭是将上柱伸出的鋼筋插入下柱的預留孔中,然後用澆築柱子混凝土所用的水泥配制1:1水泥砂漿,或用52.5MPa水泥配制不低于M30的水泥砂漿灌縫錨固上柱鋼筋形成整體。見圖5.1.30所示。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)12

圖5.1.28 榫式接頭

1-上柱;2-上柱榫頭;3-下柱; 4-剖口焊;5-下柱外伸鋼筋;6-砂漿; 7-上柱外伸鋼筋;8-後澆接頭混凝土

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圖5.1.29 插入式接頭

1-榫頭縱向鋼筋;2-下柱杯口

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圖5.1.30 漿錨式接頭

1-上柱;2-上柱外伸錨固鋼筋;3-漿錨孔;4-下柱

2)梁柱的接頭

裝配式框架結構中,柱與梁的接頭可做成剛接,也可做成鉸接。接頭做法很多,常用的有明牛腿式剛性接頭、齒槽式梁柱接頭、澆築整體式梁柱接頭、鋼筋混凝土暗牛腿梁柱接頭、型鋼暗牛腿梁柱接頭等。最常用的接頭形式為澆築整體式。整體式接頭将梁與柱、柱與柱節點整體澆築在一起。

裝配式混凝土結構構件的連接方法(裝配式框架混凝土結構安裝)15

預制框架柱和預制框架梁的現澆節點鋼筋構造

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