◇內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 毛朝勛 姚錫偉 劉世雄 康恩銓 鄧金燕

本文介紹了在建筑工程裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中，運(yùn)用梁柱連接處的減震加固施工技術(shù)。該技術(shù)通過設(shè)置于柱體和梁架之間的連接基體、限位腔體與連動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠在保證梁柱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，使梁架與柱體之間的連接處留有間隙，在梁柱外部發(fā)生震動(dòng)時(shí)，能夠提高梁柱整體的抗震能力，降低連接處應(yīng)力開裂的可能性，提高了裝配式鋼結(jié)構(gòu)的抗震安全性。對(duì)于同類型工程具有廣泛的借鑒和指導(dǎo)意義。

1 前言

在建筑工程裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中，由于各種施工原因，經(jīng)常需要對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，其中梁柱節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的重要組成部分，包括梁柱相交的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)以及與之相連的梁端和柱端[1]。對(duì)其進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的原則是強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)可以保持鋼結(jié)構(gòu)框架的整體性，使內(nèi)力在梁、柱構(gòu)件中分配傳遞，協(xié)調(diào)各桿件共同抵抗外力[2]?？紤]到由于梁柱節(jié)點(diǎn)相交梁的存在，空間梁柱節(jié)點(diǎn)無法像平面鋼結(jié)構(gòu)框架樣直接加固；因此目前梁柱的加固方案多采用通過加固梁柱節(jié)點(diǎn)外側(cè)梁、柱端的方法來提高空間框架中梁柱節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力[3]。由于梁柱均采用鋼骨架作為支撐單元，因此梁柱的連接節(jié)點(diǎn)缺少抗震能力，在受到震動(dòng)時(shí)連接處容易應(yīng)力集中而斷開。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，在某建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，我們采用了一種建筑梁柱連接處的減震加固方案，以解決上述背景技術(shù)中的問題。

2 工藝介紹

本工藝在既有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)鋼構(gòu)梁柱連接處的減震加固方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。施工時(shí)裝置包括柱體、梁架、連接基體、限位腔體以及連動(dòng)機(jī)構(gòu)。連接基體是一端固定裝配于柱體的外壁面上，另一端朝向梁架設(shè)置，用于裝配連接梁架；限位腔體是布設(shè)于連接基體朝向梁架一側(cè)，與梁架間隙配合設(shè)置，用于限位梁架在連接處的運(yùn)動(dòng)范圍；連動(dòng)機(jī)構(gòu)是布設(shè)于限位腔體和梁架之間，一端與連接基體平行裝配相連，且該端面滑動(dòng)布設(shè)于限位腔體中，另一端固定連接梁架，用于活動(dòng)連接梁架和柱體。通過設(shè)置于柱體和梁架之間的限位腔體與連動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠在保證梁柱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，使梁架與柱體之間的連接處留有間隙，在梁柱外部發(fā)生震動(dòng)時(shí)，能夠提高梁柱整體的抗震能力，降低連接處應(yīng)力開裂的可能性。

3 施工流程

如圖1～圖7所示，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中，梁柱連接處的減震加固是將連接基體一端固定裝配于柱體的外壁面上，另一端朝向梁架設(shè)置，用于裝配連接梁架；同時(shí)限位腔體布設(shè)于連接基體朝向梁架一側(cè)，與梁架間隙配合設(shè)置，用于限位梁架在連接處的運(yùn)動(dòng)范圍；以及連動(dòng)機(jī)構(gòu)布設(shè)于限位腔體和梁架之間，一端與連接基體平行裝配相連，且該端面滑動(dòng)布設(shè)于限位腔體中，另一端固定連接梁架，用于活動(dòng)連接梁架和柱體。安裝的工藝流程為：柱體→安裝連接基體→安裝限位腔體→安裝連動(dòng)機(jī)構(gòu)→固定連接梁架。

圖1 裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 連接基體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 固定架結(jié)構(gòu)示意圖

4 施工操作要點(diǎn)

（1）梁架通過連動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)裝配于連接基體上，且由于連接基體一端固定安裝于柱體上，另一端通過限位腔體與連動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)裝配相連，使得梁架與柱體之間的接縫處間隙配合，當(dāng)梁柱在發(fā)生震動(dòng)時(shí)，限位腔體能夠使得梁架在水平與豎直方向上存在余量間隙，在限位裝配于柱體上的同時(shí)，具有良好的抗震功能，同時(shí)兼具加固強(qiáng)化的優(yōu)點(diǎn)，有效防止因震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)斷裂。柱體和連接基體均采用的鋼骨架結(jié)構(gòu)，鋼骨架結(jié)構(gòu)通過螺釘柳接。

（2）如圖1和圖4所示，連接基體包括L型板和定位件。L型板布設(shè)于連接基體和柱體之間，用于固定連接柱體和連接基體；定位件與柱體上的定位槽匹配設(shè)置，用于定位安裝連接基體。連接基體在裝配于柱體上時(shí)，通過定位件定位裝配于定位槽中，使得連接基體在水平與豎直方向上不會(huì)發(fā)生偏移，便于對(duì)接梁架。

圖4 柱體半剖示意圖

（3）定位件和定位槽不僅限于定位作用，在柱體進(jìn)行混凝土灌裝后起到輔助支撐的目的，分擔(dān)L型板上所受的剪切應(yīng)力，增加整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（4）如圖1和圖2所示，限位腔體包括腔底和腔底：腔底呈V型布設(shè)于連接基體表面，且腔體的V形尖端部分指向重力方向一端，用于限位連動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)；腔頂位于V型腔體的頂部，用于限位連動(dòng)機(jī)構(gòu)在豎直方向上的位移。

（5）限位腔體整體呈V型設(shè)置，也可采用其余結(jié)構(gòu)設(shè)置，但考慮到V型結(jié)構(gòu)在限位連動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在重力作用的自然狀態(tài)下驅(qū)使連動(dòng)機(jī)構(gòu)朝向V型尖端一側(cè)運(yùn)動(dòng)，使得梁架在自然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且在發(fā)生橫向震動(dòng)時(shí)，V型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)傾斜壁面，能夠在連動(dòng)機(jī)構(gòu)克服重力作用沿傾斜壁面滑動(dòng)時(shí)，給以連動(dòng)結(jié)構(gòu)一個(gè)傾斜方向上的導(dǎo)向作用，使其在水平上方上留有活動(dòng)間隙，并且在震動(dòng)后能夠重新復(fù)位至腔底底部，因此此處優(yōu)選采用V型結(jié)構(gòu)施工。

（6）V型結(jié)構(gòu)的腔底與腔頂之間的間隙值大于連動(dòng)機(jī)構(gòu)與限位腔體的重合部分，以使連動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠在限位腔體中活動(dòng)，且余量間隙根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際需求進(jìn)行施工。

（7）如圖5、圖6和圖7所示，連動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定架、連接架、第一限位槽、第一活動(dòng)架和第二活動(dòng)架。固定架布設(shè)于連接基體朝向外部一側(cè)，且通過連接架與連接基體固定連接；第一活動(dòng)架通過第一限位槽滑動(dòng)限位裝配于固定架內(nèi)側(cè)；第二活動(dòng)架滑動(dòng)限位裝配于第一活動(dòng)架內(nèi)側(cè)，朝向外部一側(cè)用于連接梁架。

圖5 連動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 連動(dòng)機(jī)構(gòu)側(cè)視圖

圖7 第二活動(dòng)架結(jié)構(gòu)示意圖

（8）固定架通過連接架固定安裝于連接基體外表面上，且第一活動(dòng)架滑動(dòng)限位安裝于固定架內(nèi)側(cè)，第二活動(dòng)架滑動(dòng)限位裝配于第一活動(dòng)架內(nèi)側(cè)，使得第二活動(dòng)架在發(fā)生水平和豎直方向上的移動(dòng)時(shí)，能夠限位在固定架中。

（9）如圖5、圖6和圖7所示，第二活動(dòng)架包括滑動(dòng)部、第二限位槽和外殼體?；瑒?dòng)部與限位腔體匹配設(shè)置，且與限位腔體的腔體內(nèi)壁滑動(dòng)配合；第二限位槽設(shè)于第二活動(dòng)架上，與第一活動(dòng)架滑動(dòng)配合，用于限位第二活動(dòng)架的運(yùn)動(dòng)；外殼體設(shè)置于第二活動(dòng)架外側(cè)，覆蓋于固定架表面，用于連接梁架。

（10）外殼體包覆在固定架外部，對(duì)第一活動(dòng)架和第二活動(dòng)架起到保護(hù)作用，防止水汽和灰塵進(jìn)入第一限位槽和第二限位槽,造成連接處的銹蝕。

（11）如圖1和圖7所示，外殼體外部設(shè)有連接件,連接件用于匹配連接不同型號(hào)的梁架。連接件根據(jù)梁架的類型匹配設(shè)置，具有可更換適配的功能，提高裝置整體的靈活匹配性。

（12）如圖1所示，限位腔體和連動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用金屬材質(zhì)。限位腔體和連動(dòng)機(jī)構(gòu)均以柱體 和梁架的鋼骨架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行拼接，因此優(yōu)選采用金屬材質(zhì)，確保與所述鋼骨架結(jié)構(gòu)具有相似的熱縮漲率，同時(shí)確保了梁柱本體的穩(wěn)定性。

5 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）剛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）、《焊縫質(zhì)量管理規(guī)程》（JB3223-83）。

（2）型材、錨固件等材料必須有廠家的試驗(yàn)報(bào)告和出廠合格質(zhì)量證明，使用前先按要求進(jìn)行分批檢驗(yàn)，每批進(jìn)場(chǎng)材料均由試驗(yàn)室檢驗(yàn)合格后方可使用。

（3）嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50205-2020）的規(guī)定進(jìn)行施工作業(yè)。

（4）材料堆放應(yīng)做到下墊上蓋，使用前應(yīng)將表面的油膩、漆皮、鐵銹清除干凈，以免機(jī)械損傷或受潮銹蝕破壞。

（5）在施工中，建立操作人員自檢、班組互檢、工序交接檢查和工前檢查、工中檢查和工后檢查以及分項(xiàng)分部檢查、定期檢查和隨機(jī)抽查的內(nèi)部檢查制度。

（6）安全措施和環(huán)保措施按照實(shí)際情況及時(shí)交底，加強(qiáng)管理，現(xiàn)場(chǎng)層層落實(shí)。

6 結(jié)束語

西南某建筑工程裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工中，項(xiàng)目地處地震帶，采用運(yùn)用梁柱連接處的減震加固施工技術(shù)，保質(zhì)保量完成了裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程的施工，取得了很好的效果，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，獲得授權(quán)國家發(fā)明專利。采用本施工技術(shù)使結(jié)構(gòu)的減震抗震效果也得到了實(shí)踐的檢驗(yàn)，其優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了充分的體現(xiàn)。