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2019年08月28日  星期三

“直锚短搭接” 预制装配实现5天一层!

时间:2019年08月06日        来源:建筑新网         作者:徐世荫 鲁琳

装配式建筑是我国建筑业发展的必然趋势。装配式结构安全性的关键在于预制构件间的有效连接,然而从现有实践看都存在一定的缺陷。现有规范连接构造复杂、节点施工质量难以保证、套筒灌浆管理难度高等,一定程度上制约了装配式结构的发展。在预制装配式建筑领域,实现新的技术突破,让构件节点高效安全是工程建设迫切需求。

自2006年以来,上海建工二建集团在结合自身设计施工总承包优势,不断加大装配式建筑产业化的投入,在装配技术研发和工程实践走在行业前列。通过大量工程实践与研究,上海建工二建集团研发了预制装配式混凝土结构体系等关键技术。该集团于2007年建设上海首个工业化装配住宅—上海万科新里程项目,2014年建设上海建工集团全产业链装配示范项目—周康航保障房项目,研发建工装配PCTF新型体系。

上海建工二建集团参加了20个国家级、上海级装配式课题,参编了《装配整体式住宅混凝土构件制作、施工及质量验收规程》《装配整体式混凝土结构施工及质量验收规范》等标准,编制了《装配式混凝土建筑结构设计》《装配式混凝土建筑结构施工》《装配式混凝土建筑结构安装作业》等教材。

至2018年,该集团建设装配式建筑接近300百万平方米,其中1个项目为国家级装配示范工程、5个项目为上海市级装配示范工程,已形成了装配咨询、设计、施工等一体的工程总承包模式。

日前,上海建工二建集团联合上海理工大学、河南工业大学等产学研合作攻关,将超高性能混凝土具有的直锚、短连接的优良性能应用于预制构件的连接,研发了国内首创基于超高性能混凝土连接的装配式结构新型体系PCUS,丰富发展了装配式结构体系设计理论和施工关键技术。该技术也推进超高性能混凝土在预制装配式结构中的应用和上海市住宅产业化的发展。

超高性能混凝土是一种高强度,高韧性,孔隙率低的超高强水泥基材料。它的基本配制原理是:通过提高组织成分的细度与活性,不使用粗骨料,使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少,以获得超高强度与高耐久性。课题组以超高性能混凝土与钢筋的连接技术为研究重点,针对钢筋与超高性能混凝土粘结性能、梁受弯性能等进行了大量试验,为体系研发奠定核心技术基础。由此课题组也首次提出了基于超高性能混凝土连接的PCUS技术方案。课题组对二跨、二层一榀整浇框架和四榀预制装配式混凝土框架进行低周反复试验。结果表明:力学性能指标达到或优于现浇结构,超高性能混凝土与预制构件界面处均未出现裂缝,实现了“强柱弱梁,强节点弱构件”的设计目标。

为了验证PCUS体系的整体性能、验证结构整体刚度和强度,课题组还在金山海玥瀜庭项目和上海白龙港污水处理厂改造项目分别对PCUS结构体系进行了为期两天的1:1模型载荷试验。金山海玥瀜庭项目试验现场,9级加载和3级卸载试验检验了预制现浇整体梁、板构件的竖向变形和受力性能,验证设计方案的合理性。试验过程中观测项目主要包括主、次梁和板变形,梁跨中及支座处的混凝土裂缝等内容。经试验证明,新型预制装配式节点以及框架体系具有形式灵活、施工高效、结构可靠、质量可控的特点。试验模型未出现挠度超限、裂缝宽度超限、受压区混凝土开裂、界面处裂缝等现象,结构性能满足设计要求。PCUS体系安全可靠,具有进一步研究和推广的价值。

目前,PCUS体系已授权核心发明专利3项,实用新型专利10项,发表学术论文8篇,专利包括基于高性能材料的新型预制装配式框架高效连接结构体系,“梁柱构件预制+节点后浇UHPC材料” 、“梁柱构件预制+节点预制+后浇UHPC材料连接”等。

目前,PCUS体系已成功应用于海玥瀜庭商品房项目和上海白龙港污水处理厂改造项目等工程实践。实践表明,PCUS体系实现了装配框架结构5天一层的极高效率,设计施工难度大幅下降、节点连接质量易于检测等优势,还免除套筒灌浆、节约人力材料,可实现无排架施工,综合建造成本低等,将推动了装配式建筑走向高质量、高效率发展。


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