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        仿古建筑中混凝土柱與木梁連接施工技術(shù)

        2020-04-02 08:38:50陳磊
        工程建設(shè)與設(shè)計 2020年5期
        關(guān)鍵詞:木梁榫頭鋼制

        陳磊

        (中國水電建設(shè)集團十五工程局有限公司,西安 710065)

        1 引言

        仿古建筑因具有十分獨特的風格,在現(xiàn)代建筑中占據(jù)著不可替代的地位,且因為仿古建筑可以充分地展現(xiàn)一個城市或者地區(qū)的風貌,所以,國內(nèi)各個地區(qū)對仿古建筑的市場需求也在不斷增加。眾所周知,木結(jié)構(gòu)在使用的過程中很容易發(fā)生火災(zāi),再加上當前國內(nèi)木質(zhì)資源匱乏,研發(fā)新技術(shù)來表現(xiàn)仿古建筑十分有必要。而混凝土在項目建設(shè)過程中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,其穩(wěn)定性較高,使用過程中不易被腐蝕,因此需加強研究,尋求更好的混凝土柱與木梁連接技術(shù),以促進仿古建筑的和諧發(fā)展。

        2 連接木結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)過程中所應(yīng)用的技術(shù)

        在我國,木結(jié)構(gòu)應(yīng)用于項目建設(shè)過程中已經(jīng)有很長的歷史,雖然木結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)點,但因為木結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)腐爛或者開裂的現(xiàn)象,另外,施工過程中由于需要控制木質(zhì)材料的含水量,必須采取相應(yīng)的烘干措施,使得施工成本大大增加,再加上用木材建設(shè)的項目防火性能通常較差,所以,當代仿古結(jié)構(gòu)中幾乎不直接應(yīng)用純木結(jié)構(gòu)。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展,混凝土結(jié)構(gòu)因為具有一定的安全性和施工便捷性,在項目施工過程中的應(yīng)用越來越廣泛。人們通過不斷的探索和研究,將木結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合起來應(yīng)用到仿古項目的建設(shè)過程中,比如,應(yīng)用混凝土框架結(jié)構(gòu)建設(shè)仿古建筑的金柱、梁、屋面等,應(yīng)用木結(jié)構(gòu)建設(shè)仿古建筑的欄桿、斗拱等[1]。在具體建設(shè)的過程中,所選擇木材的質(zhì)量是非常重要的,而且必須對其進行相應(yīng)的防腐和防火處理后方可投入到施工使用的過程中去。將2種結(jié)構(gòu)組合在一起,不僅可以節(jié)省木材,降低施工成本,還可以提高整個仿古建筑的耐火性,不僅如此,仿古建筑的傳統(tǒng)建設(shè)風貌也得到了相應(yīng)的保持和延續(xù)。

        3 傳統(tǒng)混凝土柱與木梁連接技術(shù)

        3.1 整體現(xiàn)澆法

        在所有的混凝土柱和木梁的連接工藝中,混凝土模板整體現(xiàn)澆法是最為常見的一種。應(yīng)用整體現(xiàn)澆法進行施工的過程中,在支模板的過程中就需要將木質(zhì)構(gòu)件的端頭和混凝土柱綁扎在一起,然后直接澆筑成型。應(yīng)用該方法進行連接的過程中,必須提前準備好混凝土柱的模具,然后按以下步驟開展施工:(1)在混凝土柱還沒有達到徹底干燥狀態(tài)的時候,將木質(zhì)結(jié)構(gòu)端頭插入,固定好木質(zhì)結(jié)構(gòu)的端頭,嚴格控制端頭插入的長度必須等于或者超過混凝土柱其半徑的1/2。為了提高木質(zhì)結(jié)構(gòu)插入的精準性,需要在木質(zhì)結(jié)構(gòu)底部對木梁底面進行良好的固定和支撐,然后再利用鐵絲將混凝土柱中的鋼筋和木質(zhì)結(jié)構(gòu)的端頭緊緊地固定起來,最后校準混凝土柱和木質(zhì)結(jié)構(gòu)的連接位置。(2)模板支護,應(yīng)用混凝土模板整體現(xiàn)澆法技術(shù)進行連接的過程中,模板的支護十分關(guān)鍵,為了保證木質(zhì)結(jié)構(gòu)的位置精準無誤,需要做好模板基線的校準和確認工作。(3)連接好混凝土柱與木質(zhì)結(jié)構(gòu)后,需要做好連接位置混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護工作,避免裂縫甚至斷裂情況的發(fā)生。通常來說,應(yīng)用混凝土模板整體現(xiàn)澆法開展施工的過程中,如果施工工期較短,連接情況較為復(fù)雜或者項目施工量較大,那么,該技術(shù)在應(yīng)用過程中通常會受到一定程度的限制,因此,必須全面地分析項目實際施工情況,然后再決定是否應(yīng)用該技術(shù)進行施工。

        3.2 榫頭預(yù)埋法

        在過去,人們往往應(yīng)用傳統(tǒng)榫卯連接方式(見圖1)對混凝土柱和木梁進行連接,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,將傳統(tǒng)的榫卯連接方式和混凝土模板整體現(xiàn)澆法相互融合,衍生了一種新的連接方式,即榫頭預(yù)埋法。應(yīng)用該方法進行連接的過程中,需要做好以下工作:(1)將木質(zhì)榫頭預(yù)埋在混凝土柱中;(2)固定外漏榫頭,在這個過程中往往需要應(yīng)用到手腳架以及鋼管[2];(3)混凝土的澆筑和養(yǎng)護,預(yù)埋、綁扎、固定和支撐好榫頭后,再開展混凝土澆筑施工作業(yè),并且嚴格按混凝土養(yǎng)護要求對連接部位的混凝土進行養(yǎng)護,避免出現(xiàn)裂縫或者開裂的現(xiàn)象,等待混凝土自然風干后,榫頭和混凝土柱就連接成為了一個整體。應(yīng)用該方法進行連接的過程中需要控制好榫口和卯口的尺寸,并且嚴格按相應(yīng)的質(zhì)量檢驗標準進行校核。為了保證連接質(zhì)量,要求施工人員必須具備足夠高的專業(yè)技能水平。

        圖1 傳統(tǒng)榫卯連接方式

        3.3 鋼鐵靴預(yù)埋法

        在連接混凝土柱和木梁的過程中,鋼靴預(yù)埋法也十分常用,應(yīng)用該方法進行連接需要按以下步驟進行操作:(1)應(yīng)用厚度為4~5mm的鋼板制作鋼靴;(2)在木梁上合理地設(shè)置對角鋼,應(yīng)用焊接固定的方式將木榫頭和鋼靴固定起來,然后再與帶有卯口的木梁進行連接。因為鋼靴結(jié)構(gòu)是空腔結(jié)構(gòu),應(yīng)用該方法進行連接的過程中,混凝土容易流入到空腔內(nèi)部,導(dǎo)致堵塞,最終影響木梁端頭的包裹效果。為了避免這類情況的發(fā)生,一般需要應(yīng)用毛氈或者泡沫等物體對空腔進行填充,避免混凝土流入空腔內(nèi)部。在開展混凝土澆筑施工之前,需要將鋼靴埋在混凝土柱中,控制混凝土柱與鋼靴口的高度和木梁的高度一致,然后校驗標高和軸線,只有校驗結(jié)果合格,才能保證鋼靴和柱內(nèi)的鋼筋已經(jīng)焊接為一個整體。完成鋼靴預(yù)埋操作后,需要刷防銹涂料對鋼靴等其他金屬連接構(gòu)件進行除銹,避免金屬材料在應(yīng)用的過程中發(fā)生銹蝕,進一步延長構(gòu)件的使用壽命。

        3.4 鋼制材料連接件

        隨著仿古建筑施工技術(shù)的飛速發(fā)展,混凝土柱和木梁的組合結(jié)構(gòu)在仿古建筑中得到了極為廣泛的使用,混凝土柱和木梁的連接技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。比如,在原有的連接技術(shù)的基礎(chǔ)上,新衍生出了一種更加新型的連接技術(shù)——鋼制材料連接件。和其他連接技術(shù)相比,這種技術(shù)更具優(yōu)勢:(1)應(yīng)用鋼制材料作為連接構(gòu)件,使得連接的力學(xué)強度得到明顯提高,繼而使仿古建筑的穩(wěn)固性也得到提升;(2)鋼制材料具有更好的可加工性能和焊接性能,不僅如此,鋼制材料連接件生產(chǎn)時間較短,生產(chǎn)成本相對較低;(3)鋼制材料連接件雖然結(jié)構(gòu)尺寸較小,但力學(xué)強度卻較強,應(yīng)用起來十分便捷[3]??偠灾?,鋼制材料連接件在仿古建筑中的使用不僅可以有效提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性,還可以提高仿古建筑物的觀賞效果。

        4 展望

        在國內(nèi)當前的仿古建筑施工過程中,混凝土柱和木梁的連接技術(shù)大多采用傳統(tǒng)的連接技術(shù),隨著長時間的使用,傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的缺陷逐漸顯露出來。為了提高仿古建筑的穩(wěn)定性,研發(fā)一些結(jié)構(gòu)相對簡單、便于施工和維護的連接方式是非常有必要的。在所有連接技術(shù)中,鋼制構(gòu)件連接方式就是連接效果非常不錯的一種連接技術(shù),但在設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用鋼制構(gòu)件的過程中,需要注意以下內(nèi)容:(1)在設(shè)計鋼制構(gòu)件結(jié)構(gòu)的過程中,盡量保證其結(jié)構(gòu)簡單,易于加工和安裝,保證這些鋼制構(gòu)建具有足夠的力學(xué)性能。(2)使用的隱蔽性,仿古建筑最為明顯的特點就是延續(xù)傳統(tǒng)古代建筑的風格,所以在應(yīng)用這些鋼構(gòu)件的過程中必須做好隱蔽,避免影響整個仿古建筑的外觀效果。

        5 結(jié)語

        在仿古建筑中,混凝土結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)具有足夠的安全性、便捷性和耐久性,應(yīng)用范圍越來越廣泛。但是,混凝土柱和木構(gòu)件的連接節(jié)點仍然是這類組合結(jié)構(gòu)的薄弱位置,在施工和使用的過程中很容易出現(xiàn)問題,急需一種新型的連接方式。因此,以鋼制構(gòu)件連接方式為代表的新型連接方式應(yīng)運而生,其具有傳統(tǒng)連接方式所不具有的優(yōu)勢,值得進一步推廣和應(yīng)用。

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