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    全網最全總結!裝配式混凝土建筑標準關鍵指標技術探討

    編輯:中陽研砼 瀏覽: 發布時間:2019/11/28 16:31:38

     一、關鍵材料與配件探討

    1、鋼筋連接用灌漿套筒

    1.1 問題與需求小直徑鋼筋用灌漿套筒國外灌漿套筒主要用于梁、柱節點連接,連接鋼筋直徑較大,而我國的裝配式混凝土結構目前以裝配式剪力墻結構為主,剪力墻豎向鋼筋直徑較小,使得我國大量采用小直徑鋼筋連接用灌漿套筒;小直徑套筒中灌漿料總量小,對灌漿質量控制要求高,密實度控制難度大。套筒內徑絕對值較小由于我國的套筒主要用于剪力墻結構中的小直徑鋼筋,且套筒的內徑絕對值都較小,造成現場施工鋼筋對位難度大,灌漿質量不宜控制。套筒灌漿錨固段長度我國的灌漿套筒尺寸雖然在長徑比(L/D不小于8)取值上較大,但由于主要以小直徑套筒為主,因此套筒的灌漿錨固段絕對長度較小?紤]到我國目前在建筑設計2973混凝土結構施工方面的經驗有限,現場施工過程中的尺寸偏差容易對鋼筋在套筒內的錨固長度產生較大影響。

    1.2 國內外標準對比與建議國內外灌漿套筒的尺寸參數對比

    對比了國內外標準中灌漿套筒的尺寸及構造參數,包括:套筒灌漿段最小內徑、套筒壁厚及剪力槽構造要求等。

    適當提高灌漿套筒最小內徑要求對灌漿套筒產品開展研發工作,在滿足錨固性能的基礎上,建議適當提高套筒灌漿段最小內徑要求?刂乒酀{套筒的最小長徑比研發和改進灌漿套筒產品,在確保灌漿密實的前提下,根據我國的實際需求,適當增大套筒的灌漿錨固段長度;在目前階段,套筒灌漿錨固段長度“不應”小于鋼筋直徑的8倍。推廣應用全灌漿套筒全灌漿套筒在連接接頭性能方面可靠性好,建議結合國內加工的實際情況,對產品開展工藝研發,推廣應用全灌漿套筒。

    2、鋼筋連接用套筒灌漿料

    2.1 問題與需求施工過程中用的灌漿料質量參差不齊,易造成質量安全隱患套筒灌漿料產品的生產對原材料、配比、工藝等要求較高,目前市場上的部分產品,存在產品關鍵指標和參數不穩定,灌漿料的性能較差,施工操作不便等問題,需要引起高度重視。產品的部分技術指標還不夠完善套筒灌漿料的相關性能指標將直接影響到鋼筋連接接頭的性能。在實際工程中發現灌漿料在短期強度、長期強度、流動度、初凝時間等方面有待進一步研究。如過短的初凝時間造成現場灌漿施工時,容易出現灌漿操作難度過大等問題(特別是我國目前相關經驗還不是很豐富)。

     

    2.2 國內外標準對比與建議 鋼筋連接用套筒灌漿料性能指標及試驗方法對比

    鋼筋連接用套筒灌漿料性能指標及試驗方法對比(續)

    對鋼筋連接用套筒灌漿料的強度指標開展進一步研究

    從國外相關產品指標和標準內容來看,其在短期強度方面要求相對較低,而在長期強度方面與我國標準接近。過高的短期強度指標容易造成灌漿料生產加工難度大,現場施工難度大,連接接頭質量不容易控制。因此有必要研究我國套筒灌漿料在短期強度方面的實際需求,并有針對性的完善相關產品標準的指標要求。加強套筒灌漿料質量的監管套筒灌漿料產品的質量直接關系到主體結構安全,基于其產品的自身特性和產品復雜性,為控制其產品質量,應嚴格按照相關產品和工程應用標準的要求,開展各項檢驗工作,才能確保不出現質量問題。

    3、漿錨連接用灌漿料

    3.1 問題與需求缺乏針對不同漿錨連接形式的灌漿料性能要求不同形式的約束漿錨、使用在不同部位的漿錨連接接頭,對漿錨連接灌漿料的性能要求有所差異。目前的標準中均采用統一的指標要求,對部分連接接頭偏浪費,不合理;建議編制漿錨連接灌漿料的相關標準時,根據約束漿錨的形式、使用部位等制定相關具體指標要求。各地方標準對于漿錨灌漿料的指標要求不一致各地方標準差異性較大;

    個別地方用套筒灌漿料的要求去要求漿錨灌漿料;

    關于漿錨灌漿料的強度指標要求有待進一步研究。

    3.2 國內外標準對比與建議 各地方標準漿錨灌漿料性能指標對比

    部分地方標準未區分套筒灌漿料和漿錨灌漿料;

    漿錨灌漿料的1d強度指標:漿錨連接接頭在預制構件安裝和接頭灌漿之后,均有臨時支撐,并且漿錨接頭中的灌漿料較多,1d強度可否適當降低,有待進一步研究。目前的1d強度指標要求接近于套筒灌漿料產品。各地方標準漿錨灌漿料性能指標對比

    編制專項產品標準

    針對鋼筋漿錨連接用灌漿料編制專項的產品標準,在進一步細化完善關鍵技術指標的前提下,重點規范產品檢驗等方面的內容,從源頭控制產品質量,進而確保裝配式建筑工程建設質量。補充關鍵指標鋼筋漿錨連接用灌漿料的長期體積穩定性等將直接影響到鋼筋連接接頭的受力性能和質量,應通過進一步的研究,補充相關技術參數、標準實驗方法等方面的內容,并逐步納入有關產品標準或工程建設標準中。完善關鍵指標鋼筋漿錨連接用灌漿料的短期強度和長期強度既決定了鋼筋連接接頭的性能和質量,同時也對工程造價、質量控制難度等有較大影響。應結合不同類型漿錨連接接頭或不同性能指標要求,通過系統的研究,合理選擇相關指標,并在工程建設標準中細化和完善。

     

    4、保溫拉結件

    4.1 對于不銹鋼保溫拉結件的發展建議完成相關產品標準的編制重點在不銹鋼牌號、片材的最小厚度及棒材的最小直徑、產品的錨固性能等方面給出相關指標要求。

    在相關的工程應用標準編制過程中,應給出不同類型的夾心保溫墻板(組合、非組合、半組合)中,保溫拉結件的具體設計方法。

    在工程應用標準中,應給出不銹鋼保溫拉結件在預制構件制作安裝過程中的工藝要求及質量驗收標準。

    4.2 對于FRP保溫拉結件:目前行業產品標準及工程應用標準均處于在編狀態。美國標準給出的測試方法及性能指標分為材料與構件兩部分。材料:材料的抗拉強度、抗彎性能、抗老化性能的試驗方法和性能指標,纖維含量的性能指標;

    構件:拉結件性能測試試驗方法以及性能指標;拉結件高溫下蠕變性能試驗方法以及性能指標。

    4.3 對于FRP保溫拉結件的發展建議:編制FRP拉結件的工程應用標準。完善夾心保溫墻板中FRP連接件的設計方法,包括內力和承載力計算、變形驗算及其他構造要求。

    重點關注FRP保溫拉結件拉伸、剪切性能的試驗方法以及性能指標。

    5、建筑密封材料

    5.1 問題與需求需適當提高我國裝配式建筑防水密封膠的抗老化性能國內在裝配式建筑外墻接縫密封防水方面所面臨的問題與國外還有所差異,國外建筑外墻防水工程的定期檢修和維護相對較好,我國在此方面還存在一定的差距。影響裝配式建筑外墻防水性能的因素除密封膠產品性能之外,建筑密封膠應用方法也同樣重要目前我國在建筑密封膠應用方法方面的工程應用標準缺乏,對墻板接縫構造、墻板接縫防水施工關鍵工序工藝、質量驗收等方面還不盡完善,有必要編制相關的工程應用標準。

    5.2 國內外標準對比與建議 提高密封膠耐久性能建議結合具體工程的檢修和維護情況確定合理的密封膠耐久性。編制配套的密封膠工程應用標準在裝配式建筑密封防水方面,開展相關系統的研究,規范密封防水材料的應用方法。建議的接縫防水施工方法:

     

    二、裝配式混凝土結構體系與連接

    1、裝配式混凝土結構體系關鍵技術探討

    1.1 鋼筋連接技術

    1.1.1 鋼筋套筒灌漿連接

    1.1.1.1 問題與需求鋼筋套筒灌漿連接接頭未進行性能分級日本JIS標準將套筒灌漿連接接頭進行分級,對不同等級的接頭,在強度、剛度、總伸長率、殘余變形等關鍵指標方面提出不同要求;同時在檢測要求方面也予以區分。針對結構不同受力部位及性能要求,選用不同等級的套筒灌漿連接接頭。此方法和經驗值得我們借鑒和考察。重點部位套筒灌漿連接的應用研究不足適用于我國技術體系的套筒灌漿連接接頭缺乏研發不同于日本和美國,我國的套筒灌漿連接接頭主要運用在剪力墻結構,且以小直徑鋼筋連接為主,鋼筋連接區域接頭數量多且密集;需針對我國的技術體系特點,開發相適應的連接接頭形式,包括套筒產品、灌漿料產品、灌漿施工工藝、連接接頭應用方法等。

    1.1.1.2 國內外標準對比與建議 日本JIS標準鋼筋接頭的性能等級評定及試驗方法日本標準將接頭的性能等級分為SA級、A級、B級和C級;同時,對不同等級下的接頭適用部位進行了相關規定,分別為:

    a) 主梁中心區域的主筋,次梁的主筋以及受拉鋼筋;

    b) 抗震設計中,首層框架柱、剪力墻的塑性鉸出現的部位;

    c) 上述情況以外的主筋;

    d) 其他鋼筋。

    日本JIS標準鋼筋接頭的性能等級評定及試驗方法

    我國行業標準對鋼筋套筒灌漿連接接頭的試驗方法及性能指標

    建議參照日本JIS相關標準的方式,對我國的套筒灌漿連接接頭進行性能分級對性能等級更高的接頭,在強度、剛度、總伸長率、殘余變形等指標上及加載制度上提出更高的要求。套筒灌漿連接接頭在塑性發展部位的應用應有充分的保證措施(產品、設計、加工、施工等各方面)細化不同受力構件和部位采用套筒灌漿連接接頭的適用性、具體性能要求(接頭性能等級)、設計方法等。在高性能、高等級套筒灌漿連接接頭的型式檢驗方面,建議增加在實際受力構件中的受力性能型式檢驗要求針對其在地震作用下塑性發展區域使用時,應通過相關型式檢驗,檢測接頭在實際受力狀態下的連接性能。

    1.1.2 漿錨搭接連接

    1.1.2.1 問題與需求對于漿錨搭接連接技術應用的基本前提存在不同的理解差異受力構件漿錨搭接連接接頭應用的前提為接頭范圍內具有有效的橫向約束。但在部分工程應用中,僅設置用于成孔的金屬波紋管,未對其橫向約束提出相關要求。在此情況下僅限制建筑最大適用高度。從已有的研究來看,可靠的橫向約束是鋼筋搭接連接接頭可靠傳力的前提。國內標準對于約束漿錨搭接連接接頭中的相關技術指標差異較大各地方標準對鋼筋搭接長度、橫向約束鋼筋如螺旋箍筋直徑、間距和環徑等參數的規定相差較大;除北京市地方標準外,其他地方標準未給出連接接頭中預留孔道及灌漿孔等構造要求。

    1.1.2.2 國內外標準對比與建議 

    國外相關標準對漿錨搭接連接接頭的構造要求國外標準中給出了某些漿錨連接形式,波紋管厚度、鋼筋離波紋管距離等構造要求;或者形成了較為完整的計算體系;又或者針對某一形式,給出了規定的構造要求。

    國外標準在孔道構造、灌漿方式及密實度保證措施方面的規定

    國內標準漿錨搭接連接構造要求對比

    國內標準漿錨搭接連接構造要求對比(續)

    對漿錨連接的約束形式進一步研究

    針對不同約束形式不同約束指標的漿錨搭接連接,對其接頭性能開展相關試驗和理論研究工作。對不同形式的漿錨搭接連接接頭在主要豎向構件中應用時,其在地震作用下的接頭和構件性能開展進一步深入的研究工作。編制專項的漿錨搭接連接技術工程應用標準在漿錨搭接連接技術應用方面,編制專項工程應用標準,重點在連接接頭橫向約束指標及約束構造、搭接長度、灌漿料性能、成孔工藝、連接接頭構造等方面給出詳細的規定。在連接接頭型式檢驗(特別是針對不同的約束形式、成孔工藝等)、構件加工和現場施工質量控制等方面給出相關要求。

    1.2 裝配式框架結構

    1.2.1 樓蓋

    1.2.1.1 問題與需求預制樓板的問題:疊合樓板厚度及構造需更加合理化出于造價角度考慮,現階段疊合樓板的疊合層厚度偏薄,為提高疊合樓板的整體性,板端支座需要采用側面帶外伸鋼筋的預制底板,造成加工和施工過程中難度較大、標準化程度低等問題大跨度預應力樓板的研究和應用較少從國外運用預制樓板的經驗來看,采用大跨度預應力樓蓋體系是裝配式混凝土建筑的主要發展趨勢,能真正實現節省造價、人工,簡化現場施工工序及勞動力需求等,特別是在公共建筑中具有較好的效果。

    1.2.1.2 國內外標準對比與建議 預制樓板的建議:引導實施大空間布局及大跨度樓板采用大跨度預制樓板,在滿足建筑室內空間靈活可變,提高建筑長壽命的同時,能更好的提高構件加工和現場施工效率。適當增加預制樓板板厚建筑疊合樓蓋厚度選取方面適當增加板厚,既能提高疊合樓蓋的整體性,又能解決預制底板側向出筋、標準化、加工和施工等方面的問題,還能解決隔聲、防水等系列問題。增加預應力疊合樓板、空心樓板、雙T型樓板的研究新型預制樓板在高層建筑中地震作用下的整體性、安全性和抗倒塌性能研究充分的情況下,編制并完善新型預制樓板相關標準。開展預制樓蓋相關連接節點的研究如預制梁挑耳、預應力空心板支座節點等。

    1.2.2 梁與柱

    1.2.2.1 問題與需求預制梁構件的問題:梁截面過小,鋼筋排布過密,造成預制梁安裝過程中,梁柱節點核心區縱筋沖突嚴重,構件安裝質量不可控。

    預制梁采用整體封閉箍筋時,梁縱筋安裝難度大。

    預制柱構件的問題:柱截面過小,縱筋排布過密,造成預制梁柱安裝過程中,梁柱節點核心區縱筋沖突。

    預制柱截面種類多、縱筋配筋不統一,造成加工模具多、加工成本高、施工操作復雜、工人很難熟練。

    1.2.2.2 國內外標準對比與建議 梁、柱構件的建議:建議適當提高預制梁、柱構件的截面最小尺寸,提高預制構件的標準化程度建議進一步開展預制梁、柱構件大間距配筋,以及組合封閉箍筋的研究繼續開展預制梁采用組合封閉箍筋的性能研究,通過其在不同受力狀態下的性能研究,特別是地震作用下的受力性能,明確其適用范圍和適用條件;同時,繼續開展梁柱大間距配筋的試驗研究,包括預制框架柱縱筋集中配置;在現有標準的基礎上,進一步完善預制梁柱大間距配筋適用范圍及構造措施。

    1.2.3 技術與體系

    1.2.3.1 問題與需求裝配式框架結構體系的問題:我國標準僅限于等同現澆的裝配整體式框架結構,未體現非等同現澆的裝配式框架結構等同現澆構造現場施工難度相對較大,干式連接等構造在構件加工和現場施工等方面具有顯著優勢,國內在此方面的研究有限,還沒有提出系統的設計方法。裝配整體式框架連接節點連接形式有待進一步豐富美國ACI和日本標準中等同現澆的連接構造較多,隨著我國加工施工水平、鋼筋連接分類技術的提升,等同現澆的連接節點種類需要進一步豐富發展。裝配式框架-預制剪力墻研究不夠深入目前應用框架-剪力墻體系主要是“裝配式框架-現澆剪力墻結構體系” ,裝配式框架-預制剪力墻研究偏少。

    1.2.3.2 國內外標準對比與建議 總結國外標準中的框架節點連接形式

    裝配式框架結構體系的建議:編制非等同現澆結構體系的專項結構設計標準

    針對現有的規范要求,參考國外對裝配整體式框架結構設計的相關內容,選取合適的裝配式框架結構體系;確定合理的性能目標和適用范圍,給出完善的結構設計方法和構造措施要求。結合國外等同現澆的連接節點,豐富我國等同現澆的連接節點構造

     

    1.3 裝配式剪力墻結構

    1.3.1 剪力墻構件

    1.3.1.1 問題與需求預制剪力墻邊緣構件及配筋構造較為復雜剪力墻墻板厚度整體較小窗下墻構造有待進一步研究帶洞口墻板窗下墻的構造主要有3種:1)與下部連梁形成整體受力連梁;2)與下部連梁分離,作為雙連梁之一;3)作為輕質填充墻板。目前這3種構造方式在構件加工或實際受力或建筑使用方面,均存在一定的技術難題。

    夾心保溫剪力墻墻板在水平接縫、豎向接縫、門窗洞口周邊構造方面有待進一步研究和完善

    1.3.1.2 國內外標準對比與建議 國內外標準關于剪力墻構造要求、施工工藝配套構造措施總結

    國內外關于漿錨搭接連接剪力墻構造要求總結

    建議完善不同類型預制剪力墻墻板的最小厚度建議值

    建議增加灌漿套筒剪力墻墻板在施工中的灌漿構造措施

    例如,觀察孔、補漿孔的設置,注漿孔與出漿孔的構造措施等,保證剪力墻墻板的灌漿施工質量。

    建議對夾心保溫剪力墻墻板自身的構造及接縫構造開展防水、防火等方面的研究

    對墻板自身及接縫提出合理化的構造,并解決防水和防火等關鍵技術問題。

    1.3.2 技術體系

    1.3.2.1 問題與需求預制剪力墻結構豎向鋼筋單排連接有待進一步研究單排筋連接的研究尚不夠深入;GB/T 51231-2016中增加了單排筋連接的做法,但由于目前研究不夠成熟,其做法偏于保守。預制剪力墻結構中,墻肢配筋構造有待進一步簡化和改進采用集束配筋、大間距大直徑配筋等形式的預制剪力墻結構在構件加工和現場施工方面具有較大優勢,能較好的解決加工和施工難題。此類技術體系還有待進一步研究。側向無外伸鋼筋的預制剪力墻結構體系有待進一步研究此類技術體系具有構件加工效率高,現場施工難度低,質量易控等優點。多層剪力墻結構體系需要進一步研究多層剪力墻連接構造可以考慮實現非等同現澆的思路,確定其性能目標,給出其合適的設計方法并提出合理的構造做法。

    1.3.2.2 國內外標準對比與建議 研究豎向分布筋采用單排筋、大直徑鋼筋套筒的抗震性能對雙面疊合剪力墻等側面無外伸鋼筋的預制剪力墻結構體系開展研究鼓勵骨干企業針對裝配整體式剪力墻結構不同系統進行細化研究,如雙面疊合剪力墻等結構體系,對墻肢構件的性能、計算方法、構造措施、加工施工技術的相關研究。對簡化和改進配筋構造的預制剪力墻結構體系開展研究開展多層剪力墻結構體系的研究和推廣

    三、外圍護系統

    1、外圍護系統關鍵技術探討--外掛墻板

    1.1 問題與需求我國標準缺乏對不同類型夾心保溫墻板的設計方法(組合、非組合、部分組合)我國現有標準中外掛墻板連接節點的地震作用動力放大系數的具體取值不高我國標準對于外掛墻板間接縫的寬度計算缺乏標準JGJ1-2014GB/T51231-2016中給出了外掛墻板板間接縫的限值要求,但并未給出板縫相關的計算方法。外掛墻板的接縫對外掛墻板非常關鍵,決定了外掛墻板的性能目標能否實現。GB/T 51231中對于外掛墻板接縫寬度的下限值的要求偏低缺乏外掛墻板的防排水、防火構造做法缺乏對外掛墻板加工模具、預制構件、施工安裝等尺寸允許偏差的專項規定

    1.2 國內外標準對比與建議

     外掛墻板節點計算時地震力建議提高

     

    外掛墻板節點計算時地震力建議提高

    點支承外掛墻板建議:墻板小震彈性,節點大震不屈服。

    線支承外掛墻板建議:墻板小震彈性,節點抗彎中震彈性,節點抗剪大震不屈服。

    考慮國內在外掛墻板的設計、加工和施工方面經驗相對缺乏,質量控制壓力較大,建議在目前階段為確保點支承外掛墻板的安全性,節點設計建議滿足罕遇地震作用下不屈服的目標。計算墻板構件時地震作用不變。

    線支承外掛墻板與點支承外掛墻板類似,但考慮其受彎承載力要求可略有降低,因此建議設防地震作用下連接的受彎承載力彈性;罕遇地震作用下連接的受剪承載力不屈服。

    參考GB 50011對非結構構件的規定,在計算地震作用標準值過程時,非結構構件功能系數γ丙類建筑可取1.0,乙類建筑可取1.4;非結構構件類別系數η可取1.0;狀態系數與位置系數不變。因此罕遇地震作用下外掛墻板連接節點承載力驗算時,建議丙類建筑地震作用動力放大系數βE4.0,乙類建筑地震作用動力放大系數βE5.6。外掛墻板防水性能指標建議分地區,分高度提高一道材料防水: 優點:施工較方便且造價較低。

    缺點:密封膠易老化,外掛墻板容易漏水、維護成本較高。

    兩道材料防水

    優點:防水性能可靠性高于1道材料防水;內側防水材料不受天氣和光線影響,耐久性較好。

    缺點:內側材料防水較難施工,帶來了工期、成本的上升。外掛墻板板縫采用≥一道材料防水和構造防水相結合的防水構造;受熱帶風暴和臺風襲擊地區:外掛墻板板縫建議采用不少于兩道材料防水和構造防水相結合的防水構造;其他地區的高層建筑:采用不少于兩道材料防水和構造防水相結合的防水構造。外掛墻板防水構造措施建議提高水平縫和豎直縫均建議帶空腔;水平縫建議企口,豎直縫建議分地區選擇槽口或平口。

    水平縫應采用帶空腔的防水構造;宜采用內高外低的企口構造形式;

    豎直縫應采用帶空腔的防水構造;受熱帶風暴和臺風襲擊地區的外掛墻板垂直縫應采用槽口構造形式;其他地區的外掛墻板垂直縫宜采用槽口構造形式,多層建筑外掛墻板的垂直縫也可采用平口構造形式。

    外掛墻板排水構造措施建議提高

    外掛墻板接縫處如果不采取排水措施,就會在接縫內產生積水,加速密封劑材料的劣化,也會加速密封材料與基材粘合的劣化,更容易造成漏水。因此,建議建筑從頂到底設置排水措施:

    a 建筑首層底部建議設置排水孔等排水措施b 設置導水管

    受熱帶風暴和臺風襲擊地區的建筑以及其他地區的高層建筑建議在十字交叉縫上部的垂直縫中設置導水管等排水措施,且導水管豎向間距建議不超過3層。

    當垂直縫下方因門窗等開口部位被隔斷時,建議在開口部位上部垂直縫處設置導水管等排水措施。

    c其他

    僅設置1道材料防水且板縫設置排水措施時,板縫內側建議設置氣密條作為輔助

    排水措施,此時氣密條的耐久性要求可降低。

     

    國外接縫寬度及密封膠厚度規定

    建議板縫寬度不應小于15mm,且不宜大于35mm;建議密封膠厚度不宜小于8mm,且不宜小于縫寬的一半。建議在標準中增加外掛墻板與主體連接部位防火的規定a 外掛墻板與主體結構之間的接縫應采用防火封堵材料進行封堵(圖1、2),防火封堵材料的耐火極限不應低于現行國家標準《建筑設計防火規范GB 50016中樓板的耐火極限要求。

    b 外掛墻板之間的接縫應在室內側采用A級不燃材料進行封堵。

    c 外掛墻板節點連接處的防火封堵措施(圖2)不應降低節點連接件的承載力、耐久性,且不應影響節點的變形能力。

    d 外掛墻板與主體結構之間的接縫防火封堵材料應滿足建筑隔聲設計要求。

    e 夾心保溫墻板外門窗洞口周邊應采取防火構造措施。

     

    建議在標準中補充對外掛墻板施工安裝等尺寸允許偏差的規定

    四、預制混凝土構件加工

    1、裝配式混凝土構件加工關鍵技術探討1.1 加工的共性問題1.1.1 問題及需求目前我國針對預制混凝土構件產品標準相對較少,還不健全我國裝配式混凝土建筑的發展在1980年代至2010年之間基本中斷了20多年,使得我國在預制混凝土構件加工方面的技術、人才等相對匱乏。目前發展的等同現澆裝配式混凝土結構由于在抗震性能方面明顯優于傳統的預制混凝土結構,因此其構件形式更復雜,加工難度更大。a 國內部分加工企業對加工工藝、相關技術、質量控制要求及控制方法不熟悉,不了解;

    b 為控制預制混凝土構件的質量,以及實際施工的需求,相關工程建設標準的技術指標已經比較高,且部分指標明顯高于國外標準;

    c 在實際實施過程中,部分加工企業并不能很好的執行這些標準要求,相關產品不能達到對應的指標要求;

    d 對預制構件的質量監管手段不完善,目前僅依賴于構件出廠檢驗和進場驗收這一個途徑。

    加工過程中出現的系統性問題,缺乏指導和監管。而出廠檢驗和進場驗收等環節目前存在走過場,執行不嚴等情況,且即使執行到位,也很難去修補或整改。

     

    1.1.2 國內外標準對比與建議 歐洲標準概述歐洲混凝土結構施工規范Execution of concrete structuresEN 136709章“預制混凝土構件施工”的主要內容包括:9.11一般規定,9.2 構件工廠生產,9.3 構件現場制作,9.4 運輸與存放,9.5 安裝就位與調整,9.6 節點連接施工。相關章節的內容相對精煉,針對構件加工的內容僅為2小節。

    歐洲標準中關于預制混凝土構件加工及產品的相關內容,除上述工程建設標準外,還有大量產品標準;相關產品標準中不僅包括對原材料、尺寸及尺寸偏差、耐久性能、力學性能等給出了詳細的規定外,還對生產設備、質量控制措施、檢測方法等給出詳細的規定和建議。美國標準概述美國由于預制混凝土結構加工制作方面的規定主要依據PCI協會的相關標準和手冊。PCI手冊及相關文件中均有相關規定,如PCI手冊(7th Edition)8章、13章、14章,PCI-MNL-117 非承重預制混凝土構件加工質量控制手冊,PCI-MNL-135 預制和預應力混凝土構件施工誤差等。此類技術手冊對預制構件的加工要求及尺寸誤差規定非常詳細,且具有很好的可操作性,能很好的指導企業開展構件加工和現場施工工作。日本標準概述日本關于預制混凝土構件加工和結構施工的標準主要是日本建筑學會標準《預制混凝土結構工事》JASS10-2013,此標準對構件加工的技術要求及尺寸誤差給出了相關的規定,其標準的規定相對簡潔,但在標準的同解說(類似于條文說明)中,給出了詳細的介紹和具體的規定,可很好的用于技術指導和質量管控。

    日本企業在預制混凝土結構設計、加工、施工等方面與其他國家不同之處還表現在,主要的建筑企業有其自身的技術研發團隊、制造工廠、施工隊伍、企業標準和手冊等。在其企業的相關標準和手冊中,針對不同類型的預制混凝土結構或構件,從技術研發、設計方法、加工和施工工藝及質量要求等,均給出了詳細的規定。而且相關內容與企業自身的技術特點和能力相協調和匹配。

    以上相關技術標準及技術資料使得日本的預制構件加工具有充分可靠的標準依據和技術指導,同時也造就了日本高質量預制構件產品。國家和行業工程建設標準建議“抓關鍵環節”針對構件和結構中非關鍵環節和部位,適當放寬相關要求。

    針對關鍵環節和部位,建議在標準條文的基礎上,進一步豐富相關條文說明及技術和管理背景資料的補充,使得相關標準在理解和運用方面更加高效。

    國家和行業工程建設標準中繼續完善主要關鍵技術要點及不同預制構件的加工和施工尺寸允許偏差。加快產品標準的編制針對不同類型的預制構件產品,編制相關的產品標準。在產品標準編制過程中,應盡量細化相關技術要求,特別是在材料、尺寸允許偏差、關鍵連接節點及配件等方面。鼓勵協會和企業編制相關工藝和質量控制標準鼓勵有技術實力的協會和企業,結合自身的實際需求及技術特點,編制相關的加工施工工藝和質量控制標準。

    協會和企業標準編制過程中,應突出特色,提高相關技術和質量要求,盡可能具體和細化的編制相關條文及內容。積極編制配套技術和管理手冊從國外的實踐經驗來看,內容翔實且具有可操作性的技術和管理手冊,對預制混凝土構件加工和現場施工具有非常強的指導性。特別是在我國目前處于發展初期,相關技術和管理人才匱乏的情況下,顯得尤其重要。我國規范控制的指標較多,部分非關鍵指標控制偏于嚴格尺寸允許偏差將直接影響到預制構件的加工精度及質量。不同類型的預制構件,其精度要求差異較大;如果對其模具采用同樣的精度標準,則勢必對構件加工質量和生產成本均產生較大的影響。部分指標未根據構件類型、用途進行區分不同類型、不同用途的預制構件應根據其實際需求,合理選擇和細化尺寸允許偏差;改變以往對構件不同部位統一要求的現狀。國內外樓板類預制構件尺寸偏差對比國內外墻板類預制構件尺寸偏差對比

    1.2 模具及預制構件精度控制

    1.2.1 國內外標準對比與建議 預制剪力墻內墻板與套筒連接的外伸鋼筋定位、灌漿套筒定位、墻板的平整度等的精度要求建議根據實際情況來選;

    其他部位的尺寸允許偏差值,如墻板的長、寬尺寸,墻板左右側面的彎曲值等,對結構施工及建筑完成后尺寸影響較;這些非重點部位的尺寸允許偏差值建議進一步放開;預制剪力墻夾心保溫外墻板在尺寸允許偏差方面,應對灌漿套筒定位、豎向外伸鋼筋定位、外葉墻板尺寸等嚴格要求;

    建議對內葉墻板的尺寸允許偏差適當放寬,同時放寬對內葉墻板兩側外伸水平分布鋼筋的定位精度要求;有必要對內葉墻板豎向外伸鋼筋及套筒定位與外葉墻板尺寸偏差之間的關系開展研究。外掛墻板外掛墻板作為建筑圍護結構,同時兼作外裝飾構件,因其對裝飾效果要求高,因此在構件的加工精度方面要比普通預制墻板高。

    目前關于外掛墻板的尺寸精度要求主要參考日本的幕墻標準(JASS14)和美國的PCI手冊等資料。正在編制中的行業標準《預制混凝土外掛墻板應用技術標準》JGJxxx-201x對外掛墻板加工模具及墻板構件尺寸允許偏差均提出了更為具體的要求。

    疊合樓板(預制底板)、預制樓梯等構件帶外伸鋼筋側面由于在現場施工過程中需要與現澆混凝土后澆帶或梁、墻支座連接,因此其側面的尺寸精度要求相對不高。

    無外伸鋼筋一側,當其在施工過程中與其他疊合樓板采用“密拼式”接縫形式時,其對構件的尺寸精度要求較高。

    預制樓梯由于構件標準化程度高,預制構件表面即為施工完成面,因此對構件的加工精度要求較高;現有標準中對預制樓梯的精度要求能滿足工程需求,且實施過程中也相對容易達到,建議維持現有主要指標。預制墻板澆筑成型方式(正打成型、反打成型)夾心保溫墻板加工過程中,部分企業為獲得更高的加工效率及自動化程度,采用正打工藝生產夾心保溫墻板。

    正打加工工藝帶來的主要問題如下:

    外表面為人工抹平表面,其平整度、光潔度相對較差,且在養護、存儲階段容易產生裂縫。

    鋼筋連接用的灌漿孔與排漿孔均需要臨時固定在底模面,且依靠磁鐵固定;基于我國預制構件現有的管理水平和工人素質,操作過程中易對灌漿孔和出漿孔形成擾動,造成鋼筋連接接頭被混凝土堵塞的情況。夾心保溫墻板中保溫板的切割敷設與拉結件安裝要求目前國外相對可靠的方式是采用自動化機器切割,能確保切割精度,拉結件穿過保溫板的孔洞也是采用高壓氣鉆孔。

    工藝不規范,且相關企業對工藝研究和理解不深,缺乏相關設備,很難達到較為理想的質量要求。部分標準條文執行不夠嚴格在預制構件粗糙面、構件脫模起吊過程中的成品保護等方面,部分企業執行標準不夠嚴格,存在各類質量問題:

    如現行國家標準《裝配式混凝土建筑技術標準》GB/T 51231-2016中對預制構件粗糙面加工有明確規定,除疊合面粗糙面可采用拉毛處理外,其他粗糙面可采用緩凝劑與高壓水沖洗相結合的方式進行處理。但目前仍然有部分企業采用花紋鋼板作為模具,此做法很難達到實際的粗糙面效果,影響結構受力和結構安全。針對一些關鍵工藝和工序,在能確保質量的前提下,有所取舍,在標準中應建議或要求使用質量更易控制的加工工藝通過條文說明、產品標準、技術手冊等內容,對相關環節和技術問題進行更深入的介紹和規定。對部分關鍵環節的工藝和工序,給出更加詳細的規定和操作要求鼓勵扶持相關產品標準、協會標準和企業標準的編制五、裝配式混凝土結構施工與驗收

    1 關鍵工序的施工要求

    1.1 問題及需求

    我國裝配式混凝土結構施工過程中的關鍵環節及容易出現質量問題的工序梳理如下:豎向鋼筋連接外伸鋼筋深入套筒內長度問題:在標準中雖然規定了外伸長度不能出現正公差,不能出現負公差,但實際施工過程中往往是出現負公差為主(受制于疊合樓板后澆層厚度偏薄,控制難度較大的因素),從而造成安全隱患。

    灌漿施工過程中漏漿與觀察及補漿措施:用的預制剪力墻在鋼筋連接接頭灌漿施工過程中內外側封漿措施相對復雜,容易出現漏漿等質量問題,在現階段有必要對灌漿連接接頭采用觀察和補漿措施。墻板后澆混凝土施工目前常見的后澆混凝土施工包括:預制剪力墻水平連接后澆帶、雙面疊合剪力墻和圓孔板剪力墻空腔混凝土澆筑等。

    這些部位的混凝土澆筑容易出現的質量問題包括漏漿、模板脹模等。特別是夾心保溫剪力墻墻板水平連接后澆帶外側外葉墻板直接接縫封堵材料及工藝要求,在現有的工程中經常出現漏漿等問題,建議對此處的接縫封堵材料及工藝進行調整,對相關接縫處的防火性能等開展研究,并完善標準相關內容。預制外墻板接縫防水施工預制外墻板接縫防水是目前施工的難度,也是容易出現質量問題的部位,包括接縫寬度不滿足要求、接縫空腔堵塞、防水密封膠施工不規范、排水措施不到位等,F有標準中關于接縫防水施工的內容過于簡潔,雖然對關鍵技術要點提出了要求,但不夠詳細,缺乏足夠的指導性。1.2 國內外標準對比與建議 豎向鋼筋連接施工適當增加連接外伸鋼筋的長度以及灌漿錨固段長度,增加的長度應根據實際施工過程中的精度誤差值進行分析后確定。

    針對剪力墻結構等小直徑鋼筋灌漿套筒連接接頭部位,在標準中宜要求設置灌漿觀察和補漿措施,并在條文說明中給出建議性的工藝方案。

    對預制剪力墻內外側封漿工藝及材料提出要求,解決目前部分施工方案中存在的封漿工藝和材料不合規的問題。墻板后澆混凝土施工針對預制剪力墻,特別是夾心保溫剪力墻結構,對水平連接后澆帶外側外葉墻板接縫處的后澆混凝土封堵材料進行細化。

    針對雙面疊合剪力墻等帶空腔墻板,對其后澆混凝土的自密實性、骨料粒徑、坍落度等提出具體的要求;對1次混凝土澆筑高度除要求進行脹模力驗算外,還應同時針對常見的墻板構造,給出一次澆筑高度限值。預制墻板接縫防水施工建議在tag_1章節增加接縫空腔排水構造措施,并在施工章節給出其施工技術要求。

    進一步細化接縫防水施工的工序及技術要求。

    對接縫防水施工前準備、施工要點、施工完后的外觀檢查等提出技術要求。

    2 預制構件的精度控制

    2.1 問題及需求

    裝配式建筑的施工精度控制主要包括構件尺寸的要求,構件安裝時的偏差要求,吊裝誤差等,在預制構件施工精度方面,我國主要存在如下問題:

    不同構件及應用部位的精度不夠細化,對外觀質量要求高的關鍵部位與不影響結構受力及建筑外觀質量的次要部位,對其精度要求沒有區分。

    對作為建筑圍護和裝飾功能的預制外墻板(包括預制外掛墻板、預制剪力墻外墻板或其外葉墻板等)精度要求不夠全面、系統。

     

    2.2 國內外標準對比與建議 國內外施工安裝誤差精度要求對比

    不同類型、不同用途的預制構件應根據其實際需求,合理選擇和細化施工精度允許偏差積極鼓勵編制相關企業標準從國外的成功經驗來看,針對重點環節和過程的過程控制,宜由企業編制相關的企業標準。各企業可以根據自己的技術特長、產品特點、管理特色等內容,制定詳細的,復核自身實際需求的技術標準,同時可以得到有效的執行。

    對直接作為建筑圍護和裝飾功能的預制外墻板(包括預制外掛墻板、預制剪力墻外墻板或其外葉墻板等)精度要求,建議分類型系統整理精度控制要求

    預制構件在工廠和現場雙重驗收

    預制構件在工廠出廠時需要進行出廠驗收,運到現場后需要進行進場驗收,兩者造成檢驗重復以及雙方均不作為。加強控制預制構件豎向鋼筋連接等關鍵環節的質量問題套筒灌漿技術在國內外應用均比較廣泛,國外灌漿人員主要為產業工人,而國內灌漿人員以農民工為主,容易造成國內套筒灌漿的施工質量參差不齊。套筒灌漿的質量難以后期檢測且檢測成本較高,應采取有效的工藝措施和管理措施,加強此類關鍵環節的質量管控。部分檢驗項目的重要性不高、意義不大,但付出的成本較高;如部分簡支類預制構件的結構性能檢驗等。建議預制構件的檢驗和驗收盡量在工廠完成,同時在工廠出廠檢驗環節由建設方、加工方、施工方等共同檢驗。進入施工現場后,只對容易損壞的外觀質量、及關鍵部位進行復驗;比如尺寸偏差、外觀質量(包括套筒通暢性)等內容。針對關鍵施工環節的驗收,建議標準中增加可追溯且從管理上能有效控制質量的措施,避免后期檢驗。如鋼筋套筒灌漿連接等關鍵施工工序,應采取可靠的質量管理措施,使得施工過程中的質量從管理上可監督、可管控、可追溯。建議適當調整一些檢驗項目,比如結構性能檢驗;建議調整適用范圍,如僅針對大跨度受彎構件等。

     

     

     

    來源:土木在線

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