第1章 绪论
1.1 引言
随着我国“建筑工业化、住宅工业化”进程的加快,“人口红利”的不断减少,以及建筑行业用工荒的出现,住宅工业产业化的趋势日渐明显[1],装配式混凝土结构的应用重新成为当前的研究热点,全国各地不断涌现出住宅建筑装配式混凝土结构的新技术、新形式[2-4]。
装配式混凝土结构以工厂化所生产的混凝土预制构件为核心,采用现场装配方法建造混凝土结构建筑。钢筋的连接可用灌浆的套筒连接,或者采用焊接和机械连接以及预留孔洞等连接方法[5]。20世纪80年代,在我国流行的装配式预制大板住宅,由于结构整体性差、渗漏、楼板裂缝等原因存在许多影响结构安全及正常使用的隐患和缺陷,逐渐被现浇混凝土结构所取代[6]。但随着新兴的装配式混凝土结构的应用,先后引进了许多国外先进技术,我国装配式混凝土结构建造新技术正逐步形成。
现浇混凝土结构体系施工,从搭脚手架、支模、绑扎钢筋到混凝土的浇筑,多数工作由手工完成。现浇混凝土结构现场施工存在着噪声扰民、粉尘污染、模板周转材料消耗大、施工人员多、手工劳动量大、劳动强度大、施工速度慢、建设周期长、受自然条件影响大、熟练程度要求较高、混凝土外观及内在质量控制难、建筑材料浪费严重等缺陷。装配式混凝土结构技术与传统现浇混凝土结构体系相比,具有以下优点[7,8]:
1)可以用各种轻质隔墙分割室内平面,房间布置可以灵活多变。
2)施工方便,模板和现浇混凝土作业很少,预制楼板无须支撑,叠合楼板模板很少。采用预制及半预制形式,现场湿作业大大减少,有利于环境保护和减少施工扰民,更可以减少材料和能源浪费。
3)建筑速度快,对周边工作生活影响小。
4)建筑的尺寸符合模数,建筑构件较标准,具有较大的适应性。预制构件表面平整、外观好、尺寸准确,并且能将保温、隔热、水电管线布置等多方面功能要求结合起来,有良好的技术经济效益。这种特点可适用于制作外墙模板,也适用于制作便于安装的结构构件。
5)预制结构工期短,投资回收快。由于减少了现浇结构支模、拆模和混凝土养护时间,施工速度大大加快,从而缩短了贷款建设的还贷时间,缩短了投资回收周期,减少了整体成本投入,具有明显的经济效益。
6)装配式建筑在设计和生产时还可以充分利用建筑废料,变废为宝,从而节约良田和其他材料。
7)在预制装配式建筑建造的过程中,可以实现全自动化生产和现代化控制,这在一定程度上可以促进建筑工业的工业化大生产。工业化劳动生产效率高、生产环境稳定,构件的定型和标准化有利于机械化生产,而且按标准严格检验出厂产品,因而质量保证率高。
近年来装配式混凝土结构日益发展,在工程中的应用也日趋广泛,但装配式混凝土柱与梁的连接节点也逐渐成为其制约这种结构形式继续发展与推广的关键所在。梁柱节点作为混凝土框架结构中最为关键的结构部分,它在框架结构中可以实现分配内力、传递弯矩和保证整个结构良好整体性能的作用,如果节点的设计不合理,这将影响到整个混凝土结构的正常使用性能和安全性能等[9]。所以,简洁且合理的节点设计方法和更好的传力机制才是让这种新型结构形式更加有效被推动发展的关键。