装配式基础范文(精选9篇)
装配式基础 第1篇
1 机械装配的应用及发展现状
1.1 机械装配的含义及作用
在科学技术不断发展的今天, 尽管在很多工业产品的设计和生产当中, 液力、电力等相关的新技术已经得到了广泛的运用, 但机械部分仍旧占据着很大的比重。为了满足人们日益增长的审美需求和对工业产品的使用性能的要求, 工业产品的机械部分也变得越来越复杂, 机械加工的环节和要求也越来越多。机械装配作为机械加工生产过程中的一项重要的环节, 目的在于将来零散的零部件按照一定的原则和方法, 使用专业的设备和技术装配成符合设计图的机械产品。对于不同的机械产品, 其所涉及的零件和工艺多种多样, 人们在机械装配过程中所遇到的问题和面临的环境也十分复杂, 因此机械装配时整个生产环节当中比较麻烦的一个生产阶段。
1.2 机械装配的发展现状
尽管我国在机械生产的规模上已经达到了较高的水平, 但由于我国在机械装配方面的起步较晚, 相关的技术和经验比较缺乏, 因此我国机械装配工艺在发展的过程中仍旧存在着很多阻碍。一些机械加工企业所拥有的技术设备跟不上时代的发展, 机械装配过程中所涉及的技术和设备的自动化程度较低。机械装配生产线的布置和设计存在着许多缺陷, 导致了整个机械装配工艺的效率和质量的低下, 同时还浪费了大量的人力、物力和财力, 给企业经济效益的提升和机械装配工艺的发展造成了严重的阻碍。
1.3 机械装配的组织形式
决定机械装配阶段的质量和效率的因素不仅仅是机械装配的工艺, 同时还包含机械装配的组织形式。机械装配的组织形式是指机械产品在装配的过程中, 流程和机械的固定方式等内容的设置。对于不同的机械产品, 应该根据其结构材料和装配工艺合理设计其组织形式, 从而保障机械能够按顺序装配完成, 保证装配过程中所涉及的工艺在运用之后都能收到最佳的效果。机械装配的组织形式可以分为固定式和移动式两大类, 其中固定式又包括集中固定式和分散固定式两种。从名称的叫法上就可以大体得知, 固定式装配生产组织形式是指将机械产品所包含的零部件始终安排在同一地点进行装配工作;移动式装配生产组织形式是指装配过程中所涉及的人员和地点都会发生变化的一种装配形式。固定装配形式主要用于小批量的机械装配生产, 而移动式装配形式因其易于形成装配流水线而广泛用于大批量生产过程中。
2 机械装配的工艺基础
2.1 机械装配工艺概述
机械产品在装配的过程中, 由于产品本身所包含的零件的种类、数量、结构形式和尺寸的多样化, 给机械装配阶段在工艺、设备的选择和人员的分配上带来了困难。同时, 在机械装配阶段所进行的机械加工制造过程也会造成机械装配阶段方案的变动。因此, 在选择机械装配阶段的工艺的过程中, 不仅需要设计人员对不同结构和材料的零件在装配过程中所涉及的工艺类型有所了解, 同时还具备很好地对生产环节过程中出现变动时, 装配工艺随之调整的能力。尽管在大部分机械产品的装配过程中, 很少出现装配工艺的随动调整, 但在资源和环境形势逐渐严峻的今天, 为了推进节能减排事业的发展, 企业在机械生产过程中力求避免产品的重新制造, 尽量减少不必要的资源和经济损失。
2.2 连接工艺
在机械产品在装配的过程中最常见的工艺当属连接工艺。连接工艺可以分为不可拆卸连接和可拆卸连接两大类。不可拆卸连接包括焊接、铆接等连接方式;可拆卸连接包括螺纹连接、键连接、销连接等连接方式。对于不同的组件, 所采取的连接方式也存在着差异, 在运用这些连接方式的过程中, 主要考虑的是该机械组件在使用的过程中所承受的载荷和应力情况, 以及零件与零件之间是否需要发生相对位移等方面的内容。同时, 工艺与工艺之间, 还存在着错综复杂的影响。另外, 就算运用的是同一种连接工艺, 由于连接的部位的结构和受力情况的不同, 连接工艺在具体使用的过程中也存在着很大的差异。总之, 连接工艺的质量对整个机械产品的装配环节有着重要的影响。
2.3 清洁及保养工艺
零件在机械加工的过程中, 由于其所在的环境往往存在大量的水、油和灰尘的污物, 这些污物的存在对机械装配的精度和效率有着较严重的影响。因此在对零件进行装配前, 必须采用相关的机械零件清洁工艺对零部件上所存在的污物进行清理。目前所常用的清洁方式主要包括浸洗、灼烧、超声波清洗, 对于不同的污物及其零件, 所采取的清洁方式也有所不同。另外, 考虑到这些清洁方式的成本问题, 不同厂家在同类问题的清洁方式的选取上也存在着差异。对装配完成的产品或部件, 也要采取相应的保养工艺, 以延长零件使用的寿命、美化产品的外观、提升连接部位的质量。目前所常用的保养工艺有打蜡、喷漆、涂抹等。机械装配过程中的清洁及保养工艺, 虽然看似简单, 却也是整个装配阶段当中不可或缺的部分。
3 机械装配的工艺基础的发展
3.1 提高机械装配工艺的技术水平和工作人员的素质
机械装配过程中所涉及的工艺多种多样, 因此需要相关的工作人员在技术和设备的操纵熟练度上达到一定的水准, 同时也要装配人员拥有良好的职业道德素养、仔细认真的工作态度, 才能有效保障机械装配工作的稳步进行。对机械装配工艺自身存在的缺陷和在运用的过程中所出现的问题, 相关的技术部门应该采取相应的对策进行解决, 同时加强对装配工艺的研究, 提升机械装配的质量和效率。
3.2 加强机械装配过程中对既往工艺的检测工作
机械装配阶段的工作不仅实现了机械零件的组装, 同时在该项工作进行的过程中, 通过对装配过程中所出现的问题的分析, 还能检测出既往制造及加工工艺中所出现的问题。对这些问题的分析和讨论, 有助于整个机械生产计划的调整及完善, 对生产效率和产品质量的提升具有促进作用。因此, 在机械装配的过程中, 应不忘加强对既往工艺的检测工作。
4 结语
机械生产过程中的各个环节都是紧密联系、环环相扣的, 机械装配作为处于整个机械生产过程的最后阶段, 在保障机械零件使用性能、安全性和使用寿命等方面的功能有着重要的作用。为此, 我们需要在不断的实践过程中, 加强机械装配过程中的工艺基础, 完善整个装配的方案, 提升装配的质量和效率。
摘要:机械装配是整个机械加工过程中的最后一个阶段, 该阶段工作完成的效率和质量, 直接影响到整个机械产品的质量和企业生产该种机械产品的成本。同时, 人们在进行机械装配时, 还会对在生产该机械产品时所用到的工艺的质量进行检测, 以纠正和解决机械产品在设计、加工、制造过程中所出现的问题, 提升产品的质量。本文就机械装配的工艺基础进行简要的分析。
关键词:机械装配,工艺基础,问题及对策
参考文献
[1]王昀希.数控机床验收中位置精度评定方法探讨[J].计量技术, 2006 (9) .
[2]机械工业和机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社, 1992.
装配基础知识(工艺概述)教案 第2篇
教学内容
第十二章
装配的基础知识
第一节
装配工艺概述
教学目的1、了解机器的组成
重、难点 教法选择 教
具 教学进程
基本概念
2、掌握装配工艺的四个过程及工作内容
3、掌握装配工作的组织形式
4、掌握装配工艺的制定方法
1、掌握装配工艺的四个过程及工作内容
2、掌握装配工艺的制定方法
用挂图分析讲解
挂图
由旧课引入新课:
上几次课我们学习了第十一章钳工常用设备及工具的有关内容,使我们掌握了钻床的种类及其传动系统和有关的计算,以及钻床附具的种类、结构及使用注意事项等。从这一次课我们将学习第十二章装配的基础知识。
第一节
装配工艺概述
一、装配的定义
按规定的技术要求,将若干零件结合成部件或若干个零件和部件结合成机器的过程称为装配。
二、机器的组成
基本概念
1、零件
基本概念 基本概念 重、难点 构成机器的最小单元,如一根轴、一个螺钉等。
2、部件
(1)、两个或两个以上零件结合形成机器的某部分,如车床主轴箱、进给箱、滚动轴承等都是部件。(2)、部件是通称,其可划分为多层次。
3、装配单元
可以独立进行装配的部件称为装配单元
4、装配基准件
最先进入装配的零件称为装配基准件,它可以是一个零件,也可以是低一级的装配单元。
三、装配工艺过程
1、装配前的准备工作
(1)、熟悉产品装配图、工艺文件和技术要求,了解产品的结构、零件的作用以及相互连接关系。(2)、确定装配方法、顺序和准备所需要的工具。(3)、对装配的零件进行清洗,去掉零件上的毛刺、铁锈、切屑、油污。
(4)、对某些零件还需要进行刮削等修配工作,有些特
殊要求的零件还要进行平衡试验、密封性试验等。
2、装配工作(1)、部件装配
①、指产品在进入总装以前的装配工作。
基本概念
②、凡是将两个以上的零件组合在一起或将零件与几个基本概念 重
点 组件结合在一起,成为一个装配单元的工作,均为部件装配。2)、总装配
指将零件和部件结合成一台完整产品的过程。
3、调整、精度检验和试车
(1)、调整工作是指调节零件或机构的相互位置、配合间隙、结合程度等。
(2)、精度检验包括几何精度检验和工作精度检验等。(3)、试车是试验机构或机器运转的灵活性、振动、工作温升、噪声、转速、功率等性能参数是否符合要求。
4、喷漆、涂油、装箱
四、装配工作的组织形式
1、固定式装配(1)、定义
是将产品或部件的全部装配工作安排在一个固定的工作地点进行。(难
点 示范讲解挂图讲解(2)、特点
装配周期长、占地面积大,并要求工人具有综合的技能(3)、应用
主要应用于单件生产或小批量生产中
2、移动式装配(1)、定义
是指工作对象在装配过程中,有顺序地由一个工人转移到另一个工人。(2)、特点
装配质量好,生产效率高,生产成本降低。
(3)、应用
适用于大量生产。
五、装配工艺的制定
1、产品装配系统图的绘制 1)、定义
表示产品装配单元的划分及其装配顺序的图称为产品装配系统图。
(2)、绘制方法
(3)、作用
能反映装配的基本过程和顺序,以及各部件、组件、分组件和零件的从属关系,从中可看出各工序之间的关系
(课堂小结和采用的装配工艺等。
2、装配工序及装配工步的划分(1)、装配工序
由一个工人或一组工人在不更换设备或地点的情况下完成的装配工作,叫做装配工序(2)、装配工步
用同意工具,不改变工作方法,并在固定的位置上连续完成的装配工作,叫装配工步。(3)、相互关系
一个装配工序中可包括一个或几个装配工步。
一、装配的定义
二、机器的组成
1、零件
2、部件
3、装配单元
4、装配基准件
三、装配工艺过程
1、装配前的准备工作
2、装配工作(1)、部件装配(2)、总装配
布置作业
课后效果 记
分
析
3、调整、精度检验和试车
4、喷漆、涂油、装箱
四、装配工作的组织形式
1、固定式装配
2、移动式装配
五、装配工艺的制定
1、产品装配系统图的绘制
2、装配工序及装配工步的划分
P1333、4、5 此讲基本概念较多,要求同学们在理解基础上,必须进行
装配式建筑工程计价模式设计 第3篇
关键词 装配式建筑 工程计价模式 工程量清单设计
一、概述
由于装配式建筑的特殊性,现行《建设工程工程量清单计价规范》(GB50500-2013)和《计价定额》中针对装配式建筑工程的分部分项工程项目划分、特征描述和工程量计算规则的规定适用性不强,导致在具体项目上招标人编制清单难度较大。本文正是针对以上问题,从研究适合装配式建筑的清单项目入手,解决如何编制装配式建筑适用的清单项目的问题。
二、装配式建筑的施工顺序
装配式建筑是将各类通用预制构件(Precast Concrete,简称PC构件)经专有连接技术提升为工厂化生产,现场机械化装配为主的专用建筑技术体系,其构件的生产、物流和现场作业充分体现出现代建筑产业化特征。
装配式建筑具体施工顺序如图1所示。该施工顺序适用于一般装配式建筑施工安排,由于结构、现场条件、施工环境的不同可能会对施工过程和顺序产生不同的影响,因此根据施工特点和具体情况的不同,具体施工顺序可能略有不同。
三、装配式建筑与现浇建筑在清单项目的差异分析
装配式建筑工程与现浇式建筑工程在“混凝土及钢筋混凝土工程”清单项目上的主要差异如表1所示。
四、装配式建筑分部分项工程量清单的设计
根据2013版《建设工程工程量清单计价规范》12位编码原则,在装配式建筑工程特有清单项目前加大写字母“Z”,“Z”代表装配式建筑工程,用于区分装配式建筑工程与现浇式建筑工程工程量清单项目。
为最大限度地体现与现行工程量清单计价规范的一致性,补充工程量清单的工程分类顺序码、专业工程顺序码以及分部工程顺序码都采用原有对应工程量清单项目编号,在相应的补充工程量清单项目中对项目名称、项目特征、计量单位、工程量计算规则以及工程内容针对装配式建筑工程进行补充。本文以后浇带及封堵工程、预制混凝土柱为例设计了其工程量清单项目,如表2所示。
五、总结
论文解释了装配式建筑与现浇式建筑在构件生产、构件安装以及施工方法和工艺方面存在的差异,针对装配式建筑的生产方式和建造特点,设计了适用于装配式建筑的分部分项工程量清单条目,该研究将对完善装配式建筑的招标起到较大的促进作用。
沈阳市软科学基金项目(F14-230-5-18)
参考文献:
[1]张荫,王波,张建.基于层次分析法的生土建筑综合效益评价[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2011,03:330-334.
装配式基础 第4篇
随着我国经济和道路条件的改善, 我国重卡正朝着大吨位、大马力, 重型化及专业化方向发展。运输行业要求更大的装运体积, 更高的运营效率和更快的行车速度, 导致发动机功率急剧提高。然而车辆制动系统的功率却由于多重因素的限制不能同步提高, 致使每年因刹车失灵导致的交通事故率不断增多。为了弥补行车制动器在特定工况下存在的隐患, 一种新型辅助制动器缓速器应运而生, 在欧洲98%以上的商用车和乘用车均装配了液力缓速器。本文就重型卡车液力缓速器基础知识及装配要点进行简介。
1、液力缓速器基础知识
1.1 液力缓速器的组成及功能
液力缓速器是一个集机、电、液、气、比例控制为一体的辅助制动装置系统, 分为并联和串联两种形式, 与整车匹配安装连接完成后, 一般有以下4个功能:
(1) 减少行车制动操作, 从而减少机械磨损, 减少制动鼓、制动片的磨损, 最终实现延长主制动的使用寿命。
(2) 保护传动系统。
(3) 减少换档次数, 有效的实现在较高车速行驶。
(4) 行车制动平时是冷的, 应急情况下可充分使用行车制动器。
1.2 液力缓速器的组成及工作原理
1.2.1 液力缓速器系统的组成
液力缓速器系统主要有以下几部分组成:操作手柄缓速器控制器控制线束缓速器机械总成。
1.2.2 液力缓速器系统的工作原理
操作手柄供司机操纵使用, 控制缓速器工作的档位手柄装置。
缓速器制动力矩的大小取决于工作腔内油液的量以及转子 (传动轴) 的转速。
液力缓速器由定子、转子、快速充放油机构、热交换器等组成。转子受到输出轴的驱动, 使工作腔内的油转动, 而定子则使油减速, 其又反作用到转子, 这样转子与车辆速度就会慢下来。缓速所产生的热量会同构车辆的冷却系统发散出去。
2、液力缓速器的装配要点
2.1 控制系统装配要点
(1) 注意气路布置顺序:辅助气路-顺序阀-空气滤清器-独立储气罐-截止阀-缓速器进气口。
(2) 国产ABS不能实现与缓速器通信, 不能装配国产ABS。
(3) 缓速器要求匹配一个单独的储气筒, 且不小于30L。
(4) 安装及安装过程中要保持供气管路、连接件及比例阀干净, 保证整车提供的气源洁净、干燥。
2.2 冷却系统装配要点
(1) 热水回路冷却水流向:水箱à发动机à缓速器à水箱。
(2) 油温传感器一般安装在热交换器上, 水温传感器一般安装在热交换器出水口两个传感器是一样的, 如果插反, ECU得到的水温信号实际是油温信号, 而油温相比水温在缓速器工作时温度高且上升速度快, 造成缓速力矩受限, 水温报警。
(3) 管路排气的原则是在高于发动机和冷却水箱的管路的最高点加排气管。加装缓速器后若水路高于发动机出气口, 应在水路最高处加旁通除气口。
(4) 勿漏装止回流板。
(5) 缓速器进出水口安装原则:一般情况下都是上进下出;缓速器出水口都有水温传感器。
(6) 缓速器水管路的固定尽可能的在发动机、变速箱、缓速器上, 不宜在车架上固定。
(7) 硅胶管和钢管连接处牢固可靠。连接处钢管深入硅胶管≥50mm;胶管不能扭曲弯折;管路布置和走向不能挡到缓速器的加油口;管路布置应离开热源 (>100mm) 或加装隔热材料;两片组合式操作平台为避让下部冷却水管固定支架, 可以分开安装, 两片之间可以有间隙以避让下部支架, 平台下面与冷却水管上方之间留不小于20mm的间隙即可。
2.2 油液加注要点
(1) 油品不正确会导致油早其碳化, 缓速器早其磨损;油量过多会导至缓速器漏油, 过少则缓速力矩不够。
(2) 选择液力缓速器用油的原则是:从地理和气候因素来考虑, 热带地区选用高粘度油液, 亚热及温带地区选择中等粘度油液, 寒冷地区选择低粘度油液。
(3) 润滑油的黏度多使用SAE等级别标识, “W”表示winter (冬季) , 其前面的数字越小说明机油的低温流动性越好, 代表可供使用的环境温度越低, 在冷启动时对发动机的保护能力越好;“W”后面 (一横后面) 的数字则是机油耐高温性的指标, 数值越大说明机油在高温下的保护性能越好。API等级代表发动机油质量的等级。它采用简单的代码来描述发动机机油的工作能力。API发动机油分为两类:"S"开头系列代表汽油发动机用油, "C"开头系列代表柴油发动机用油, 规格有:API CA, CB, CC, CD, CE, CF, CF-2, CF-4, CG-4, CH-4, CI-4。在S或C后面的字母表示的意义是;从“SA”一直到“SL”, 每递增一个字母, 机油的性能都会优于前一种, 机油中会有更多用来保护发动机的添加剂。
3、结论
重型卡车安全的重要性已经成为不争的事实。有效的辅助行车制动, 能大大提高车辆的运营效率, 使行驶更安全。装配液力缓速器必然使重型卡车更加安全可靠。
参考文献
[1]吴修义.商用汽车液力缓速器.重型汽车.2002.4
[2]马建, 陈荫三, 余强, 等.缓行器对汽车制动稳定性的影响评价.交通运输工程学报, 2003 (1) :105—108.
[3]汽车工程手册设计篇.汽车工程手册编委会编.人民交通出版社.2001.5
[4]闻邦椿, 机械设计手册, 机械工业出版社.2012.3
[5]赵鹏.汽车液力缓速器开发技术研究[D].西安:长安大学, 2008.
装配式板桥体外预应力施加方法 第5篇
【摘要】本文介绍了通过三指标控制法对装配式板桥体施加体外预应力施加的装置和方法,该方法简单、明了、直观、方便验证,工艺、材料和施工机具简单,技术成熟度高,容易掌握,方便推广应用,承载力的提高安全可靠,并且能够有效保护桥梁结构,延长使用寿命。
【关键词】装配式板桥;体外预应力;施加方法
Prestressed External Prestressing Method of Fabricated Slab Bridge
Li Yong-hui1,Wang Hai-you2
(1. Henan Pingdingshan Zhongya Road and Bridge Construction Engineering Co., LtdPingdingshanHenan467000;
2. Pingdingshan Highway Administration BureauPingdingshanHenan467000)
【Abstract】This paper introduces the device and method of externally prestressing exerted by the three-index control method to the assembled plate bridge body. The method is simple, clear, intuitionistic, convenient for verification, simple in technology, material and construction equipment, high in technical maturity and easy to master. , To facilitate the promotion and application of capacity to improve the safety and reliability, and can effectively protect the bridge structure and extend the service life.
【Key words】Prefabricated slab bridge;Externally prestressed;Application method
1. 前言
(1)改革开放以来,我国公路交通事业得到了迅猛的发展,截至2014年底全国公路总里程达446.39万公里,其中高速公路里程11.19万公里。桥梁是公路的重要组成部分,随着公路建设的迅猛发展,桥梁数量也在迅速增加,据不完全统计,目前我国现有各类桥梁约50万座,每年开工建筑的桥梁约为1万余座,我国正由世界"桥梁大国"向"桥梁强国"迈进。
(2)装配式板桥是公路桥梁中量大、面广的常用桥型。它结构简单、受力明确,可以采用钢筋混凝土或预应力混凝土结构,能做成实心或空心,能够进行工厂化生产,因此,各类各级公路和城市道路桥梁广泛采用。
(3)装配式板桥容易出现以下问题:一是横向连接较弱;二是由于使用过程中预应力损失等因素导致承载能力下降;三是同一孔桥板的承载能力差别较大。再加上严重的超载超限和大交通量,导致桥梁承载能力相对不足,结果经常造成桥面铺装过早破坏,形成单板受力。不但影响桥梁使用品质和通行能力,存在安全隐患,甚至造成安全事故。另外,有些桥梁原设计标准低,在升级改造时需要提高承载能力。
(4)JTG/T J22-2008《公路桥梁加固设计规范》指出,体外索可根据原结构的构造及断面形式布置在梁体的外侧或内侧,并给出了简支梁桥常用的体外索布索形式。对于装配式板桥来讲,板间设计距离只有1cm,实际距离往往不足1cm,而预应力束以及其它装置的几何尺寸远大于1cm,因此把体外索布置在桥板外侧是不可取的;再者,对于实心桥板,体外索不可能布置在内部,对于空心桥板,空心部分的几何尺寸往往只有几十公分,人进不去,安装体外索以及其它装置十分困难,即使能够安装,维修保养也十分麻烦和困难,因此把体外索布置在桥板内侧也是不可取的。
2. 一种装配式板桥体外预应力施加装置结构
图1是一种装配式板桥体外预应力施加方法,通过对装配式板桥施加体外预应力,提高装配式板桥的承载能力,延长板桥的使用寿命。
3. 预应力施加方法
预应力施加方法包括以下步骤:
3.1第一步,确定体外索使用根数和各桥板的预拱度目标值;
3.2第二步,把转向器分别与端部钢板和中部钢托梁连接备用;
转向器安装在体外索每个转向处,即每根体外索有三个转向处,当需要多根体外索时,转向器平行于桥板横轴线布置,张拉后端部转向器与锚具之间的体外索平行于桥板底面;端部钢板由两个竖板和一个水平板焊接而成,端部钢板横向的长度等于桥板宽度,其纵向的长度应方便施工时千斤顶的安放与移去,端部钢板的水平板以上竖板部分的高度为桥板厚度的1/3~1/2,端部钢板的竖板靠桥中心一侧与水平板下方之间形成的夹角焊接三角钢板加固;中部钢托梁和中部钢垫板的长度不小于桥板宽度或者在需要施加体外预应力的桥板宽度和基础上再加上100mm,中部钢托梁采用刚接或者铰接,中部钢垫板采用刚接。
3.3第三步,在端部钢板的水平板上垫薄层环氧树脂水泥砂浆备用;
3.4第四步,抬起桥板,安放端部钢板,并且使端部钢板的竖板顶紧桥板端部;
3.5第五步,修整中部螺杆螺母连接处桥板侧面;
3.6第六步,安装桥板就位;
3.7第七步,端部钢板的竖板与桥板端部之间的间隙用环氧树脂水泥砂浆填满;
3.8第八步,在桥板中部及其两端分别固定安装桥板中部螺栓连接装置及桥板端部螺栓连接装置,桥板端部螺栓连接装置对称布置,桥板中部螺栓连接装置及桥板端部螺栓连接装置与桥板之间垫环氧树脂水泥砂浆;
桥板中部螺栓连接装置包括中部螺杆、中部螺母、中部钢垫板,桥板与中部钢托梁通过中部螺杆与中部螺母螺纹连接,中部钢垫板与桥板之间垫环氧树脂水泥砂浆;桥板端部螺栓连接装置包括端部螺杆、端部螺母、端部上钢垫板、端部下钢垫板,端部螺杆下端穿设桥板、水平板及端部下钢垫板,其上端穿设端部上钢垫板与端部螺母螺纹连接,端部上钢垫板与桥板之间也垫环氧树脂水泥砂浆。
3.9第九步,安装体外索;
3.10第十步,体外索张拉;
(1)体外索张拉采用三指标控制法,以桥板预拱度为主、以张拉力和体外索伸长量为辅,其中针对某一块桥板以张拉力为主要控制指标,体外索伸长量是辅助控制指标,张拉的最终结果是一块桥板使用的所有体外索拉力相同;就整孔桥来讲以桥板预拱度为主要控制指标,张拉力是辅助控制指标,张拉的终极结果是整孔桥所有桥板预拱度都达到目标值,当体外索应力最大部位的张拉应力达到其标准强度的80%时,桥板的实测拱度值还没有达到预拱度目标值,则应考虑增加体外索的使用数量;
(2)体外索张拉分为预张拉和张拉两个阶段,整孔桥或者一块桥板的所有体外索同时张拉,或者分级一根一根地张拉,对于某一块桥板应尽量对称张拉,当体外索数量为奇数时,体外索张拉顺序为"……⑤③①②④……",当体外索数量为偶数时,体外索张拉顺序为"……③①②④……"。
3.11第十一步,紧固中部螺母,切掉多余的体外索,但锚具外保留体外索的长度应满足再次张拉的需要,对体外索进行防腐处理。
4. 实施例
4.1一座9m宽预应力混凝土空心板桥,桥面净宽8m,纵向水平,横坡度1.5%,上部结构套用标准图进行设计,设计桥板8尺寸为:长×宽×厚=1996cm×99cm×85cm、荷载为公路-II级、混凝土标号为C50、200mm的橡胶支座9高度为35mm、垫块10高度为11cm、预拱度为40mm、支座9中心线与桥板8端最短水平距离为21cm、支座9中心线与盖梁11边沿最短水平距离为80cm,桥下净空没有要求,环氧树脂水泥砂浆10h抗压强度达到40MPa;
4.2参见图1,面向道路前进方向自左向右给桥板8编号,那么九块桥板8分别被称为1#板、2#板、3#板、4#板、5#板、6#板、7#板、8#板、9#板,它们的实测拱度分别为37mm、25mm、23mm、25mm、26mm、25mm、24mm、26mm、38mm;
4.3原桥面铺装在桥板8缝处切开,铰接缝混凝土已凿除,桥板8之间的连接已断开,中部钢垫板5和端部上钢垫板16处的桥面铺装也已凿除;
4.4要求使用原桥板8,采用体外预应力进行加固,恢复原设计承载能力。
4.5该预应力施加方法包括以下步骤:
4.5.1第一步,确定体外索1使用根数和各桥板8的预拱度目标值
根据试验结合经验决定,两侧桥板8不必施加体外预应力,每块中间桥板8各使用四根体外索1;1#板和9#板的预拱度目标值为实测值即37mm和38mm,2#板~8#板的预拱度目标值均为40mm;
4.5.2第二步,把转向器2分别与端部钢板4和中部钢托梁6连接备用。
(1)端部钢板4用30mm厚的钢板焊接而成,水平板规格宽990mm×长2300mm矩形,最端部竖板高度100mm+30mm+425mm;
锚具3的竖板高度150mm,两竖板之间的水平净距1800mm;锚具3的竖板上关于桥板8纵中轴线对称均匀布置九个20mm穿索孔,穿索孔中心到锚具3的竖板下端面的距离为30mm,相邻穿索孔间距100mm,自左向右给穿索孔编号,那么9个穿索孔分别被称为1#孔~9#孔,对应穿索孔的水平板上布置9×4个螺栓孔,用于安装固定转向器2;
(2)对称均匀布置的两竖板靠桥板8中心一侧与水平板下方之间形成的夹角用10块100mm×100mm或者10块150mm×150mm的等腰直角三角形钢板焊接加固;
(3)1#板和9#板不施加体外预应力,它们不需要端部钢板4,橡胶支座9与桥板8之间垫30mm×200mm×200mm的钢板,调整桥板8的高程,此钢板共需2×4块。
(4)转向器2由支座、转向轴和转向套组成,转向套上带有15.24mm的半圆形凹槽,转向器2共需7×4×3个;
(5)中部钢托梁6用20mm厚的钢板焊接而成,横截面为宽300mm×长500mm矩形,中间1010mm段水平,向两端各3050mm段有1.5%的橫坡度,对应桥板8缝处留8个螺栓孔,对应端部转向器2布置9×4个螺栓孔;
(6)中部钢垫板5用30mm厚的钢板焊接而成,长7980mm×宽300mm矩形,对应桥板8缝处留8个螺栓孔;
(7)端部上钢垫板16、端部下钢垫板17分别用30mm厚的钢板制成,长500mm×宽300mm矩形和长50mm×宽50mm矩形,它们的中心处分别留1个螺栓孔;
(8)根据体外索1的布置情况,相应的把转向器2分别与端部钢板4和中部钢托梁6连接备用,端部转向器共2×7×4个,中部转向器共7×4个;
4.5.3第三步,在端部钢板4的水平板和30mm×200mm×200mm钢板的上垫薄层环氧树脂水泥砂浆7备用,环氧树脂水泥砂浆7的强度10h达到40MPa;
4.5.4第四步,抬起桥板8,安放端部钢板4和30mm×200mm×200mm钢板,并且使端部钢板4的竖板顶紧桥板8端部;
4.5.5第五步,修整中部螺杆12与中部螺母13螺旋连接桥板8侧面;
4.5.6第六步,安装桥板8就位;
4.5.7第七步,端部钢板4的最端部竖板与桥板8端部之间的间隙用环氧树脂水泥砂浆7填满;
4.5.8第八步,安装固定中部钢垫板5和中部钢托梁6以及端部上钢垫板16、端部下钢垫板17和中部螺杆12、中部螺母13、端部螺杆14、端部螺母15,中部钢垫板5、端部上钢垫板16和中部钢托梁6与桥板8之间、端部下钢垫板17和端部钢板4之间垫环氧树脂水泥砂浆7,中部钢垫板5和中部钢托梁6通过中部螺杆12、中部螺母13在桥板8间隙处连接,端部上钢垫板16、端部下钢垫板17通过端部螺杆14、端部螺母15在桥板8间隙处连接;
4.5.9第九步,安装体外索1。
体外索1采用标准强度为 1860MPa的15.24mm 的钢铰线, 2#板~8#板所用的体外索1都穿于2#孔、4#孔、6#孔和8#孔内;
4.5.10第十步,体外索1张拉。
(1)将第七步中环氧树脂水泥砂浆7填满10h以后张拉体外索1,张拉体外索1的方法是:张拉体外索1分为预张拉和张拉两个阶段,预张拉为了使体外索1张紧并且使所有体外索1拉应力达到相同,预张拉应力为200MPa,然后进入张拉阶段,每一块桥板8所用的四根体外索1分别用四个穿心千斤顶同时张拉;在张拉阶段,每块桥板8每次张拉应力增加200MPa,并测量该桥板8的拱度,然后换另一块桥板8张拉,……;每次张拉都要测量四根体外索1的伸长量,伸长量差别不大则可继续张拉,差别大则应查明原因并在问题解决后继续张拉;当拱度接近40mm时,每次张拉应力增加量应区别对待,在张拉过程中随时测量桥板8的拱度,当拱度等于40mm时张拉暂停,之后进行最后一次张拉,使张拉应力增加50MPa,持荷不少于两分钟,作为超张拉应力;
(2)每一根体外索1安装后便可进行预张拉,使其应力达到200MPa,所有体外索1预张拉完毕后即可进行张拉,本例从实测拱度最小的3#板开始张拉,张拉顺序为:3#板→7#板→6#板→4#板→2#板→8#板→5#板,之后进行下一个循环,第一个循环张拉的结果是:张拉应力都达到400MPa,钢绞线伸长量基本相同,按顺序各板实测拱度分别为26mm、26mm、27mm、27mm、28mm、28mm、28mm;第二个循环张拉的结果是:张拉应力都达到600MPa,钢绞线伸长量基本相同,按顺序各板实测拱度分别为29mm、29mm、30mm、30mm、31mm、31mm、31mm;第三个循环张拉的结果是:张拉应力都达到800MPa,钢绞线伸长量基本相同,按顺序各板实测拱度分别为32mm、32mm、33mm、33mm、34mm、34mm、34mm;第四个循环张拉的结果是:张拉应力达到1000MPa,钢绞线伸长量基本相同,按顺序各板实测拱度分别为36mm、35mm、37mm、36mm、37mm、37mm、38mm;第五个循环张拉的结果是:各板实测拱度都达到40mm,按顺序各板张拉应力分别为1260MPa、1350MPa、1200MPa、1250MPa、1200MPa、1200MPa、1100MPa;最后一个循环张拉的结果是:在第五个循环张拉的基础上,使每根钢绞线的张拉应力均增加50MPa并持荷3分钟,即按顺序各板张拉应力分别为1310MPa、1400MPa、1250MPa、1300MPa、1250MPa、1250MPa、1150MPa;
4.5.11第十一步,上紧中部螺母13;检查中部钢垫板5和中部钢托梁6与桥板8之间是否填满环氧树脂水泥砂浆7,否则应补充填满;切掉多余的钢绞线,但是两锚具3以外端部钢绞线保留的长度各为100mm~120mm;按相关规范要求,对所用所有钢材进行防腐处理。
5. 结语
该预应力施加方法的有益效果为:(1)提高了桥梁的承载能力;(2)与更换承载力不足的桥板相比,节约了投资,缩短了工期,减少了交通影响;(3)增加了桥梁安全系数;(4)加强了横向连接,荷载横向分布能力增强;(5)维修加固方便,预应力损失时可以随时张拉补充,需要更换体外索时只需限制交通,而不必中断交通;(6)体外预应力应用灵活,可以应用于部分桥板甚至是一块桥板,也可以应用于整孔桥梁;可以作为桥梁通过超重车辆的临时加固手段,又可作为永久提高桥梁荷载等级的措施;既可用于预应力混凝土板桥,也可用于钢筋混凝土板桥;(7)进行预防性的养护加固,当部分桥板出现承载能力不足或者预应力损失时,针对性地施加预应力,防止了桥梁坏后再修;(8)用预拱度作为施加预应力的终极控制指标,简单、明了、直观、方便验证;(9)工艺、材料和施工机具简单,技术成熟度高,容易掌握,方便推广应用;(10)用途广泛,可用于新建桥梁、已建桥梁的升级改造、旧桥的加固等,也可用于其它桥型。
参考文献
[1]JTG/T J22-2008 公路桥梁加固设计规范.
[2]JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范.
装配式建筑综述 第6篇
1 分类
装配式建筑按结构形式和施工方法一般分为五种。
1.1 砌块建筑
用预制的块状材料砌成墙体的装配式建筑, 适于建造3~5层建筑。砌块建筑适应性强, 生产工艺简单, 施工简便, 造价较低, 还可利用地方材料和工业废料。建筑砌块有小型、中型、大型之分。小型砌块适于人工搬运和砌筑, 工业化程度较低, 灵活方便, 使用较广;中型砌块可用小型机械吊装, 可节省砌筑劳动力;大型砌块现已被预制大型板材所代替。
砌块有实心和空心两类, 实心的较多采用轻质材料制成。砌块的接缝是保证砌体强度的重要环节, 一般采用水泥砂浆砌筑, 小型砌块还可用套接而不用砂浆的干砌法, 可减少施工中的湿作业。
1.2 板材建筑
由预制的大型内外墙板、楼板和屋面板等板材装配而成, 又称大板建筑。它是工业化体系建筑中全装配式建筑的主要类型。板材建筑可以减轻结构重量, 提高劳动生产率, 扩大建筑的使用面积和防震能力。板材建筑的内墙板多为钢筋混凝土的实心板或空心板;外墙板多为带有保温层的钢筋混凝土复合板, 也可用轻骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成带有外饰面的墙板。建筑内的设备常采用集中的室内管道配件或盒式卫生间等, 以提高装配化的程度。大板建筑的关键问题是节点设计。在结构上应保证构件连接的整体性。在防水构造上要妥善解决外墙板接缝的防水以及楼缝、角部的热工处理等问题。大板建筑的主要缺点是对建筑物造型和布局有较大的制约性;小开间横向承重的大板建筑内部分隔缺少灵活性。
1.3 盒式建筑
从板材建筑的基础上发展起来的一种装配式建筑。这种建筑工厂化的程度很高, 现场安装快。一般不但在工厂完成盒子的结构部分, 而且内部装修和设备也都安装好, 甚至可连家具、地毯等一概安装齐全。盒子吊装完成、接好管线后即可使用。盒式建筑的装配形式有:
(1) 全盒式, 完全由承重盒子重叠组成建筑。
(2) 板材盒式, 将小开间的厨房、卫生间或楼梯间等做成承重盒子, 再与墙板和楼板等组成建筑。
(3) 核心体盒式, 以承重的卫生间盒子作为核心体, 四周再用楼板、墙板或骨架组成建筑。
(4) 骨架盒式, 用轻质材料制成的许多住宅单元或单间式盒子, 支承在承重骨架上形成建筑。也有用轻质材料制成包括设备和管道的卫生间盒子, 安置在用其他结构形式的建筑内。
盒子建筑工业化程度较高, 但投资大, 运输不便, 且需用重型吊装设备, 因此, 发展受到限制。
1.4 骨架板材建筑
由预制的骨架和板材组成。其承重结构一般有两种形式:一种是由柱、梁组成承重框架, 再搁置楼板和非承重的内外墙板的框架结构体系;另一种是柱子和楼板组成承重的板柱结构体系, 内外墙板是非承重的。承重骨架一般多为重型的钢筋混凝土结构, 也有采用钢和木作成骨架和板材组合, 常用于轻型装配式建筑中。骨架板材建筑结构合理, 可以减轻建筑物的自重, 内部分隔灵活, 适用于多层和高层的建筑。
钢筋混凝土框架结构体系的骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。保证这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键是构件连接。柱与基础、柱与梁、梁与梁、梁与板等的节点连接, 应根据结构的需要和施工条件, 通过计算进行设计和选择。
1.5 升板和升层建筑
板柱结构体系的一种, 但施工方法则有所不同。这种建筑是在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板, 竖立预制钢筋混凝土柱子, 以柱为导杆, 用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度, 加以固定。外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等;也可以在提升楼板时提升滑动模板、浇筑外墙。升板建筑施工时大量操作在地面进行, 减少高空作业和垂直运输, 节约模板和脚手架, 并可减少施工现场面积。升板建筑多采用无梁楼板或双向密肋楼板, 楼板同柱子连接节点常采用后浇柱帽或采用承重销、剪力块等无柱帽节点。升板建筑一般柱距较大, 楼板承载力也较强, 多用作商场、仓库、工场和多层车库等。升层建筑可以加快施工速度, 比较适用于场地受限制的地方。
2 特点
装配式建筑有以下特点:
2.1 设计多样化
装配式住宅, 采用大开间灵活分割的方式, 根据住户的需要, 可分割成大厅小居室或小厅大居室。住宅采用灵活大开间, 其核心问题之一就是要具备配套的轻质隔墙, 而轻钢龙骨配以石膏板或其它轻板恰恰是隔墙和吊顶的最好材料。
2.2 功能科技化
外墙有保温层, 最大限度地冬季采暖和夏季空调的能耗;提高墙体和门窗的密封功能, 保温材料具有吸声功能, 避免外来噪音的干扰;使用不燃或难燃材料, 防止火灾的蔓延或波及;大量使用轻质材料, 降低建筑物重量, 增加装配式的柔性连接;外观不奢, 但立面清晰而有特色, 长期使用不开裂、不变形、不褪色;为厨房、厕所配备务种卫生设施提供有利条件;为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性。
2.3 生产工厂化
装配式建筑外墙板通过模具, 机械化喷涂、烘烤工艺就可以轻易做到这点;散装保温材料完全被板、毡状材料所替代;屋架、轻钢龙骨、各种金属吊挂及连接件, 尺寸精确, 都可机械化生产;楼板屋面板为便于施工亦应工厂预制;室内材料如石膏板、铺地材料、天花吊板、涂料、壁纸等等都要经过复杂的生产流水线才能制造出来。况且, 工厂在生产过程中, 材料的性能诸如耐火性、抗冻融性、防火防潮、隔声保温等性能指标, 都可随时进行控制。
2.4 施工装配化
装配化施工具有下列优点:进度快, 可在短期内交使用;劳动力减少, 交叉作业方便有序;每道工序都可以像设备安装那样检查精度, 保证质量;施工现场噪音小, 散装物料减少, 废物及废水排放很少, 有利于环境保护;施工成本降低。
总结
装配式建筑工地现场的建筑材料完全是由工厂运来的半成品, 施工单位在现场对地势做一定处理后, 将半成品进行房屋的组装这种装配化制造房屋已经避免了传统建房的缺点, 施工速度非常快, 可在短期内竣工。工人劳动强度大幅度减少, 交叉作业方便有序;房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度, 以确保房屋制造的质量;施工时的噪音降低, 物料堆放场地减少, 有利于环境的保护;由于工厂化的生产和现场的标准装配, 使房屋制造成本降低, 并容易满足室内设备安装和装饰装修的要求。因此, 装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的。
摘要:目前我国建筑行业普遍采用现场制造的方法, 存在着费时、费力、效率不高、功能单一、布局不合理等缺点。而装配式建筑能够较好的克服这些缺点, 实现建筑工业化, 将来必将引导建筑行业的发展趋势。对装配式建筑做了简要介绍, 并对其分类和功能做了总结。
关键词:装配式建筑,预制,施工
参考文献
木质装配式建筑应用 第7篇
关键词:木质,工程,材料,装配化,建筑
1 木材的分类以及优点
木材易于加工, 强重比高, 这些特性决定了木材适用于快速装配式建筑。常见的快速装配式建筑类型有一般性临时性建筑, 如工业厂房, 展厅以及住宅等小空间形式, 以及室内外的建筑小品中。常用的木质工程材料有胶合木、结构胶合板、单板层积材、单板条层积材、定向刨花板、木质工字梁、木桁架等, 这些材料剔除原有的缺陷, 力学强度高, 将成为木质建筑用材的发展重点。
木结构建筑材料的优点: (1) 木结构房屋的原材料是可再生的资源; (2) 结构的稳定性, 木结构可以有效的抵抗瞬间冲击和周期性疲劳, 从而减小对结构的破坏; (3) 节能保温, 生产过程能耗小, 具有良好的隔热保温性能。研究表明, 达到同样保温效果, 木材需要的厚度是混凝土的1/15, 是钢材的1/100; (4) 施工周期短, 维修方便。
2 装配式建筑与木质工程材料
装配式建筑一般是指将部件预制化之后通过机械吊装等手段将各个部件连接起来。这种方法的特点是施工速度快, 劳动强度低, 耗工少[1]。装配式建筑类型日益增多, 其中具有多层工业厂房, 大型砌块、大型壁板、框架轻板、单层工业厂房。
装配式建筑的特点: (1) 装配式建筑以国家规范为设计依据。将建筑的跨度、层高、进深以及各个细部构将进行模数化设计, 从而使得建筑及其构件都满足标准化, 继而可以在工厂进行构件预制, 有利于机械生产; (2) 装配式建筑前期构件为预制处理, 现在工厂加工制作后再运往建设地点; (3) 具有自己的施工特点及生产规律, 一般以部件的机械吊装为中心, 通过部件组装来完成建设; (4) 现场施工, 机械安装; (5) 充分利用工业材料, 变废为宝。
3 木质装配化建筑
根据装配式建筑的常见类型与木质工程材料的特点, 选取以下几种形式作为木质装配化建筑的尝试。
3.1装配式建筑—大板建筑
(1) 大板式建筑也叫做装配式壁板建筑, 是全装配式建筑模式, 一般外墙即为维护结构也为承重结构, 外墙板占一个开间和层高[2]。这种建筑除基础外, 其内, 外墙板、楼板、楼梯及其他结构组成部分均为预制件 (见图1) 。
(2) 大板建筑设计注意事项: (1) 大板建筑体型要求简单, 避免平面形状凹凸变化 (见图2) ; (2) 大板建筑整体性要得到充分的保证。设计平面时, 应尽量做到纵横墙对直通拉, 使垂直荷载和水平荷载能直接传递。尽量使建筑物的刚度分布均匀, 使平面的几何形心和刚度中心接近, 以利于抗震; (3) 大板建筑的维护结构要努力做到轻而薄; (4) 结构类型尽量减少; (5) 合理设置变形缝。
大板建筑的建筑材料可以选用木质工程板材作为承重的维护结构, 由于建筑在空间设计方面其高度、进深、面宽均有一定模数规律。尤其是单种建筑类型, 如住宅, 其维护板材的尺寸可以经行批量化生产, 现场装配施工, 迅速且有保障的完成施工质量。研究表明此类建筑对结构抗震效果不明显。推测在板材之间的增加抗震缓冲装置, 可以大大提高结构的抗倾侧力, 并且板与板的连接在工程预制时便开榫, 有利于整体的稳定和拼接 (见图3、图4) 。
3.2装配式建筑—盒子建筑
盒子建筑是现阶段装配式建筑的新型发展方向, 构造类型为盒子结构。它是装配化程度最高的一种建筑形式, 是装配化技术的新发展。目前, 世界上最高的钢筋混凝土盒子建筑为22层。木盒子建筑施工迅速, 设计周期短, 但是由于其抗侧倾力差, 一般用于低层建筑见图5) 。主要形式: (1) 全盒子式建筑; (2) 板材盒子式建筑; (3) 骨架盒子式建筑。
盒子建筑以单元空间为单位, 盒子建筑是大板建筑的深化, 使得每个盒子单元作为一个整体刚度。各个单元的自由组合完成建筑空间的变换, 这种组合的形式是多变的、丰富的。盒子建筑经常自发的进行内部空间设计 (见图6) 。
用盒子构件组装的建筑大致有以下几种方式: (1) 上下盒子重叠组装。用这种方式可以建12层以下的房屋, 因构造简单得到广泛应用; (2) 盒子构件相互交错、叠置。这种组合的优点是可避免盒子相邻侧面的重复, 比较经济; (3) 盒子构件与预制板材进行组装。这种方式的优点是节省材料, 布置设计比较灵活, 设备管线多和装修工作量大的房子采用盒子构件可减少现场工作量。
3.3装配式框架建筑
装配式框架建筑属于现阶段最为灵活的装配式建筑, 其柱子、梁、楼板、楼梯等部件均为工厂内预制构件, 但是基础为非预制化, 现场施工具有较高适应性。装配式建筑的维护结构为非主体构造部分, 为非承重结构, 因此可以单独设计不影响承重结构。现阶段装配式构架建筑一般类型为钢狂街、木框架以及钢筋混凝土框架等[3]。由于其一般将柱作为承重构件, 因此经常被用作大跨度建筑, 是公共建筑的首选类型。主要设计类型为:横向框架;纵向框架;双向框架 (见图7) 。
4案例分析
德国汉诺威博览会瑞士展厅 (见图8) , 迷宫般的展厅完全是木材堆积而成, 木材通过拉紧不锈钢锚杆连在一起, 屋面铺设镀锌沟槽板。整个展厅在博览会结束后可以拆卸, 而且可以重新利用。展厅通过木材巧妙地堆积而成, 这些木材正好在博览会期间风干除湿, 在博览会结束后, 就可以拆下来运用到那些需要的工程中。
5结束语
随着木质工程材料的发展, 其在建筑方面的应用也越发的广泛, 研究木质工程材料的装配化建筑设计, 有利于发挥木材本身的特点, 更加物有其用。发展装配式木结构是我国建筑工业化、行业现代化的重要内容。我国木结构建筑的工业化发展离不开四个方面:设计标准化、生产工厂化、施工机械化、组织管理科学化。
参考文献
[1]卢斯斯拉维德.木建筑[M].北京:中国电力出版社, 2008.
[2]北京建筑工程学院建筑技术教研组.装配式建筑设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1983.
装配式建筑施工实践 第8篇
装配式建筑在顶层设计的政策引导下已经驶入发展的“快车道”,传统的建筑施工模式正在被逐渐淘汰,装配式建筑的应用是潮流所向,大势所趋。在行业变革的激流中,应顺应产业发展趋势,对装配式建筑进行多方面、多渠道的技术准备和研究探索,并结合工程实践总结装配式建筑施工经验。
1 项目概况
某项目位于河南省许昌市,建筑样式为中式四合院,建筑面积553m2,占地面积1100m2,单层钢结构,“人”字形双坡斜屋面,建筑高度7.25m (见图1)。屋面和内隔墙均采用成品ALC板,外墙采用自保温加气混凝土砌块,门窗为6.0系列双玻断桥铝。屋脊、檐线、装饰柱等所有造型零星构件,金属屋面瓦、屋面板、内墙板和钢结构等均为工厂化生产加工成型,现场拼装组合,基本实现施工装配化。
2施工难点
该项目屋面造型复杂且受限于H型钢的截面特征,人字形双坡斜屋面错综复杂,屋脊高度4.80~7.25m,屋面坡角不等。主要技术难点如下。
1)屋面金属瓦安装坡度质量要求高,等高屋面(含不同高度)坡面相交处节点处理复杂(见图2a,2b)。
2)钢梁和钢柱三维交接处节点处理困难;为满足屋面结构构造设计要求,需进行非标钢梁加工(见图2c,2d)。
3)同一双坡屋面不同高度、不同部位钢梁上翼板的朝向倾角精度控制难度大。
4)钢结构构件的加工质量,特别是钢梁钢柱的成品尺寸(长度、截面尺寸)难以保证精度。
5)檐口和屋脊造型复杂,需完成多样性构件的预制及安装。
3创建三维模型
为解决项目技术难点,实现加工厂制作的精度要求,并减少构件的尺寸偏差,在项目施工图设计和钢结构详图深化设计时采用BIM技术,对复杂的构件关系进行建筑模型试验。解决钢结构技术难题是整个项目实现高质量制作安装的关键,通过采用Tekla Structures软件进行实体建模,并实现在模型中的预拼装。
通过Tekla Structures软件建立三维实体模型,从模型中自动生成钢结构详图及各种报表,可在模型中检查各构件间的关系及碰撞校核结果,同时也可查询构件的截面尺寸、材质、重量、节点类型、安装进度管理等信息(见图3)。同时该软件建立的模型可方便地转换为其他软件格式,如DWG、DXF等,便于其他用户读取。
通过模型的建立,结合建筑的功能需要,进行修改优化,实现梁-梁节点及梁-柱节点等复杂构件的预装配(见图4),优化了设计,解决了碰撞、漏缺,避免了复杂节点放样错误,实现下料加工的精确预控,从源头上减少构件的出错率,提高了现场安装的效率和质量。
4 实际施工效果
经现场安装情况的实际检验,图纸正确率达100%,构件加工正确率98%,现场安装工作较为顺利,656颗螺栓95%可不经调整顺利安装。传统施工模式下的现场切割、焊接、烧断改造和再加工等现象得到根本改变。钢结构屋面整体效果非常好,确保了主体施工目标的顺利完成(见图5)。
5 存在的不足
1)对ALC板安装工艺掌控不够,技术准备不够充分。双坡屋面ALC板在檐口处的安装有技术遗漏。第1块板材悬挑尺寸和与钢结构衔接固定的技术处理与设计出现盲区。经方案比选和深化设计,屋檐处悬挑板的安装需角钢固定,且增加ALC板与结构的双重固定。由于设计没有考虑,施工处理没有相应作法,虽然后期根据设计要求在现场进行了固定角钢的技术处理,但对建筑外立面的观感效果影响较大(见图6)。
2)装配式施工未实现钢结构与ALC板的衔接安装节点处理。在Tekla Structures建模时,末考虑钢结构梁柱节点和ALC板安装误差,导致现场钢结构安装完成后,钢柱柱头和焊缝略高于斜屋面,不能实现ALC板子母槽的拼接式安装,且严重影响屋面平整度。屋面板安装前不得不重新对该部位进行修整,以满足工序要求。
3)在Tekla Structures建模时,应系统考虑相关构件的整体装配。在实现钢结构无缝拼接后,未把ALC板的安装反映在模型中,致使屋脊和坡面交汇处等板材安装时需要大量现场放样切割,不仅浪费较大、影响加工质量,而且难以保证切板精度及施工进度,同时影响观感。板材安装也需要反映到模型中实现预拼装,在模型中自动对板材编号和出图,在加工厂按照图纸完成板材加工,形成钢结构和板材在工厂的完全预制,以提高现场的施工精度及效率。
4)小型构件的质量达不到装配式的要求。由于屋脊檐线等混凝土造型构件的工厂化生产,鉴于其复杂性的模具要求和生产工艺的缺陷,加上预制混凝土构件重量较大,致使构件使用率降低,损耗率增加,给整体工程造价控制带来难度。
参考文献
[1]卢俊凡,王佳,李玮蒙,等.装配式铜结构住宅体系的发展与应用[J].城市住宅,2014(8):26-29.
装配式建筑的梁板柱设计分析 第9篇
关键词:装配式;梁板柱;设计;稳定性
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)29-0164-03
1 引 言
装配式建筑物就是绝大部分构件都是工厂预先生产,然后运输至建设场地装配而成的建筑物[1]。上世纪六十年代我国开始设计建造装配式建筑,由于当时的起重技术的限制及计算机在工程领域应用较少,装配式建筑物发展缓慢[2-3]。
钢筋混凝土结构及钢结构建筑物因其具有较好的承重特点适于建造高层建筑,在城市开发建设中发展迅速。
钢筋混凝土结构都是采用现浇构件,混凝土浇筑完后需养护28天方可进入下一施工阶段,因此,该类结构施工周期较长。钢结构建筑物一般适用于建造超高层建筑物,且墙体通常是玻璃幕墙,造价成本偏高。随着我国城镇化速度的加快,城市人口增多,住房需求量持续上升。
为保障城市中低收入群体的住房需求,政府部门准备建设一批装配式房屋,配给低收入者居住。
另外,城市不断扩大环境问题越来越多,除了受汽车尾气排放及工业化生产的影响外,城市中各类建筑物的建设对环境也造成一定的影响[4]。
装配式建筑物因其造价低廉,对环境友好,建设周期短,适于城市发展的建筑物结构类型。装配式建筑建设过程中不产生扬沉,噪音小,施工场无须地堆放各类建筑耗材,是一种对生态环境破坏性汪的施工方式[5-6]。
目前,我国城市中装配建筑物占有率不高,大部分还是钢筋混凝土结构和钢结构建筑。装配式建筑物中构件均为拼接成一个整体,板层间的防水效果不理想,各结点连接性能不及现浇混凝土结构。针对装配式建筑所存在的不足,本文提出了一种新的装配式建筑物梁板柱设计方法,并与传统的设计方法进行比较。
2 装配式建筑板的连接
新设计的装配式建筑楼层中板的搭接,如图1所示,传统装配式板的拼接,如图2所示,两相比较,图1的防水效果明显。传统装配式建筑物板与板之间是拼接在一起,存在许多拼接缝隙,且在缝隙中填充防水材料时易渗漏无法填充均匀。新设计的装配式建筑物板与板之间是采用凹凸缺口搭接,板与板之间相互咬合无通缝口,在缝隙处填充防水材料不易发生渗漏,使缝口填充均匀。新设计的装配式建筑物楼板相对传统的装配式建筑物楼板,其构造较复杂模制需要造用多块模板组合。由于是采用工厂化批量生产,模板可以重复利用,采用新设计的装配式楼板对建筑造价影响较小。
3 装配式建筑结点的连接
装配式建筑物中梁和柱的连接对整个建筑物的稳定起着非常重要的作用,影响到结构的安全性能,因此须保证梁和柱牢固连接。传统装配式建筑梁和柱的连接方法很多,分为湿法和干法连接。
湿法连接,是将梁柱结点处安装模板进行浇筑混凝土,待混凝土硬化后构成一个整体使梁和柱稳固连接。干法连接,是将梁搭接在柱的牛腿或柱帽上,用螺栓连接成稳定的整体。新设计的装配式建筑梁柱干法连接,如图3所示。
传统装配式建筑梁柱湿法连接,如图4所示。
传统装配式建筑预制梁和预制柱接触面积小,柱支撑梁的荷载受力主要靠现浇结点承重。现浇节点混凝土与梁开槽混凝土连接力弱,易造成梁在弯矩作用下节点处受弯破坏。新设计的梁柱结点是在柱上面开槽形缺口,将柱子安放进去。新设计装配式建筑梁柱结点不需要再制作模板浇筑混凝土,比传统的梁柱结点省工省时,且结点牢固稳定。
新装配式建筑需要在柱的上端开槽,因此新装配式建筑柱的横截面大小要比传统装配式建筑大,适应于发展高层装配式建筑。
装配式建筑柱与柱之间采用一节一节搭接方式连接,上层柱与下层柱之间须安放钢筋才能稳固连接。
传统装配式建筑是在柱的一端留孔,另一端留挑出钢筋,当每一个节点混凝土浇筑养护完成后将上层柱有预留孔一端与下层柱的钢筋对接。
传统装配式建筑因柱端有钢筋吊装时易碰撞变形,使上下层柱难吻合连接。新设计装配式建筑。梁和柱均采用预留带螺纹的孔径,钢筋选用一端带螺纹一端带肋。梁和柱按设计尺寸搭接好后,梁和柱的预留孔应重合在一条线上,将螺纹钢筋旋入梁和柱预留孔中。因使用的是螺纹钢筋,保证了钢筋和柱平面垂直,便于安放上层柱。
新装配式建筑梁柱结点,梁和柱搭接处接触面积大,混凝土所受应力小不易压碎破坏。上层柱传下来的荷载,通过螺纹钢筋传递至与层柱,分担了结点处所受的压力荷载。
传统装配式建筑梁柱结点,因采用现浇混凝土,结点与上下层柱及梁是一个整体,结点承受弯力、剪力、拉力、压力等各种荷载作用,结点受破坏因素较多,安全性能降低。新装配建筑结点缝隙小,可有效防止室外雨水渗入结位处墙梁柱构件部分所造成的一种雨水侵蚀破坏。
4 结 语
本文对装配式建筑的梁板柱进行了改进设计。通过对板采用凹凸缺口咬合设计,发现其有利于增强楼板的防水作用。传统装配式建筑板层间的采用涂防水材料进行防水,当缝隙形成通缝时,防水材料难以涂布均匀,积水处会沿着通缝线向下渗。
对其进行室内装修时,通缝处易开裂。咬合板的搭接,使装配式建筑楼板层不形成通缝,且缝隙紧密防水性能较好。对于厨房、卫生间防水要求高的板层,可采用加铺防水卷材进行多重防水。
新设计装配式建筑的咬合板防水是基础防水,在此基础上布设防水层可提高装配式建筑楼板层的防水性能。
装配式建筑的梁柱连接是整个建筑安全的制约因素,传统的湿法连接方式构造复杂,梁一端挖空形成凹槽,降低了梁端部的受力性能。结点整体浇筑,要进行制模及混凝土的养护增加了工作量和施工周期。改进后新设计的装配式梁柱结点是在柱上端开槽,梁与柱的接触面积增加,同时槽口阻碍梁的位移增强梁柱结点的稳定性。
另外,在梁柱上布置预留螺纹孔,易于装配式建筑的梁柱搭接施工,螺纹钢筋的传力性能,分担了节点承受的竖直压力和水平剪力,提高了节点抵抗外力破坏作用。
改进后的装配式建筑提高板层防水效果和节点连接牢固稳定,对发展装配式建筑具有较好的指导作用。
参考文献:
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