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    預製裝配式建築的技術關鍵在於連接


    引言



    裝配式建築在實際過程中不僅麵臨不同種類的構件之間的連接,還麵臨不同材性構件部品之間的連接,也存在主體和裝修之間的接口連接,還有設備專業在裝配式建築下麵臨的新挑戰。


    本篇作為序列一,主要介紹混凝土構件之間的連接。


    歐洲的預製混凝土結構連接件生產商在這方麵已經有成熟的產品和體係,下麵就帶大家了解一下。




    哈芬集團(HALFEN)



    德國哈芬公司於1929年創建於杜塞爾多夫,經過近一個世紀的不斷發展,哈芬可為客戶提供諸多產品係列如:混凝土錨固係統、幕牆支撐係統、鋼筋增強及連接係統、混凝土預製構件、框架裝配件係統和吊裝係統。


    作為老牌的德國預製混凝土結構連接件生產商,哈芬在住宅工業化、產業化的領域,有很多值得推廣和借鑒的產品。



     哈芬槽



    作為哈芬的核心產品之一,哈芬槽甚至經常會被用來稱呼所有的槽式預埋件。


    • 產品特點


    哈芬槽式埋件體積小、重量輕、承載能力高,它最大特點就是可調節性,這也是預製裝配構件在安裝使用中非常重要的一點。



    • 應用及安裝方式


    在德國,哈芬槽式預埋件的連接應用被納入圖集,成為設計師的信手拈來的應用方式。其應用方式有很多種,典型應用有:


     預製的牆體與板或梁的連接




    ▲ 預製牆體間的連接



    哈芬槽式埋件安裝時使用 T 形螺栓即可滿足固定要求,且上下左右均可調節,免去現場焊接,與原板式預埋件相比縮短了安裝工期,用在幕牆上的哈芬埋件一般是HTA、HZA係列。


    哈芬槽式埋件采用一條 C 形槽鋼以及兩個以上布置在槽鋼背麵的錨固釘或栓固釘組成,製作成品(圖1)。


    ▲ 圖1    哈芬槽式埋件成品


    C 形槽鋼內使用泡沫填充物或條形填充材料,能夠防止混凝土或雜物進入槽鋼內,在澆築混凝土前放入設計部位,將槽鋼背麵的錨固釘與梁鋼筋綁紮,外沿混凝土表麵齊平,再澆築混凝土,完成後效果如圖2所示。待主體結構施工完畢、安裝幕牆時,將 C 形槽鋼內泡沫填充物取出,放入專用T 形螺栓(圖 3)。使用相配的螺母、墊圈固定角鋼,安裝幕牆龍骨(圖4)。


    ▲ 圖2    澆築混凝土後的槽鋼


    ▲ 圖3    取出泡沫填充物後外觀效果


    ▲ 圖4    安裝效果



    • 應用案例


    總高度為492米的上海環球金融中心目前是上海第二高、世界第七高的建築(2013年)。這棟建築於2008年8月28日開業。在上海的美國建築公司科恩佩德森福克斯(Kohn Pedersen Fox)和華東建築設計研究所有限公司接受委托設計這個工程。哈芬為這個項目供應了HTA型槽鋼。



    上海環球金融中心的外牆、結構和靜態係統都設計成模塊化係統。模塊化係統每13層重複一次。這種方法使得哈芬HTA型槽鋼能夠完全發揮效用。除了極佳的可調整性,哈芬槽鋼還節省了相當多的施工時間。造就了極高的施工速度以及隨之而來的成本降低。



     哈芬 FPA牆板錨固件



    • 產品特點


    哈芬牆板錨固件可以快速方便地將混凝土外牆板安裝至混凝土結構或鋼結構框架上。其應用於混凝土板的外掛,可以通過預埋槽或者錨栓跟主體結構進行連接。所有的預安裝都可以在地麵進行,隻通過簡單的吊裝和很少的人力就可完成完美的安裝。



    • 應用案例


    法國馬賽La Marseillaise辦公大樓使用的此產品。La Marseillaise大樓高135米,樓麵淨麵積為39560平方米。立麵由3850個獨立的UHPFRC(超高性能纖維增強混凝土)遮陽結構組成,共使用了16000平方米的玻璃板。該項目大量使用了HALFEN FPA係統為安裝提供便利,所有遮陽板安裝完成僅花了不到8個月時間。





    佩克集團(Peikko)



    佩克(Peikko)公司成立於1965年,是一家從事製造混凝土連接件的芬蘭外企,致力於混凝土結構的連接和加固技術以及薄樓板複合梁結構的技術。產品包括柱腳連接座、Delta組合梁、加固預埋板等20餘種。

     佩克柱腳連接座



    佩克HPKM、 PPKM和PEC柱腳連接座是緊固件產品,可容許預製柱間或預製柱與基礎間的彎矩剛性延伸和連接。.


    使用柱腳連接座和連接螺栓,可把柱子上所有的力傳遞到承載結構上。預製柱被固定到預埋在底部結構中的錨固連接螺栓上;連接固定是通過錨固螺栓上的螺母和墊片來實現。也可以把柱子安裝在正確高度水平和豎向鉛垂位置。在安裝後柱底和下部結構之間的接縫,要盡可能快的灌漿。之後,連接部件和灌漿層將象鋼筋混凝土結構一樣共同工作。


    ▲ 柱子連接中的柱腳連接座和連接錨固螺栓


    柱腳連接座數量的多少依賴於柱子的尺寸、柱子的受力、混凝土等級和使用的柱腳連接座的類型。通常4個柱腳連接座就可足夠產生彎矩剛性連接。



    ▲ 預製過程柱腳連接座的安裝



    現場預製柱的安裝:


    - 安裝水平:螺母頂麵,或者在柱底放置鋼板來實現;

    - 梅花扳手擰緊螺栓後,吊機可從柱子上脫鉤;

    - 安裝必須要根據安裝計劃進行。

    - 接縫灌漿:無收縮類型;灌漿強度必須至少是柱子所需混凝土等級的70%。



    ▲ 現場預製柱的安裝




    ▲ 應用實例圖




     佩克Delta組合鋼梁



    Delta組合鋼梁是一種中空鋼-混凝土組合梁,是由鋼板焊接而成,在梁的腹板兩邊留有圓孔。在現場安裝後,要由混凝土完全填滿澆注。


    Delta 組合鋼梁起到組合梁的作用:或者通過與空心樓板的組合;或者通過與薄殼型疊合樓板組合,再用現澆的方法。


    Delta 組合鋼梁能夠具有達到 R120 的防火等級而不需要額外的防火措施。


    ▲ 組合鋼梁


    • 應用方式


    用 Delta 鋼製組合梁同預製樓板結合在一起,可達到最好的效果,它能允許框架柱網的空間達到12 m x 12m 和 8 m x 16 m。Delta 鋼製組合梁可方便快捷地和其它構件安裝在一起,構成輕型結構;每層高度可節約高達500 mm,使用 Delta 鋼製組合梁能夠減少無效建築空間,從而實現節能效應。Delta 鋼製組合梁,最理想是應用於辦公樓、學校、醫院、行政大樓和停車場等。


    ▲ Delta 組合鋼梁同薄殼型疊合板和空心樓板


    Delta 鋼製組合梁也能和現澆混凝土樓板一起使用,在此情況下應該使用直梁,而不是起拱梁;樓板底模應該和組合梁底板下麵齊平。在長跨情況下,Delta 鋼製組合梁也能選擇安放在混凝土樓板的下表麵。


    Delta 鋼製組合梁也可在現澆建築施工中,使建造薄樓層係統變得可能。


    ▲ Delta 梁同輕質混凝土預製構件及現澆樓板




    德國喬達(JORDAHL)



    JORDAHL公司於1907 年在德國柏林創立,業務範圍涵蓋了混凝土、鋼筋、重型加固件及更多。JORDAHL® 產品(如錨固鋼槽)已成為結構工程發展的裏程碑。公司的產品組合包括大約 18,000 種產品,可為建築施工、隧道、土木工程項目、體育場館及基礎設施項目和框架係統等應用提供合適的解決方案。大多數產品都擁有歐洲技術認可 (ETA) 或一般的建築認證。



     JORDAHL®JVB-V連接件



    • 產品特點


    JORDAHL®JVB-V連接件是連接預製混凝土構件(如柱和牆)的理想選擇。 結合JORDAHL®錨固通道和螺釘,它們形成了理想的緊固解決方案。它安裝快速簡便,在施工條件下無需現場焊接,不需要固定混凝土零件,無需灌漿砂漿即可使用。通過自由可調節性靈活地對準預製混凝土部件,通過可調節刀片補償建築公差。



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    ▲ JORDAHL®JVB-V連接件應用




    學習國外經驗,融入本國特色



    預製混凝土構件連接件種類繁多,應用數量大,應用範圍廣。目前國內並沒有形成相關標準,因此工程應用設計參數不統一,設計選用不確定性大,且缺乏統一的檢驗標準,導致預製構件連接件在使用過程中存在著較多問題。國家和相關企業目前已經著手研究相關課題,編製相關標準。


    AG8亚游的行業和企業在充分實驗研究後,應該多編製一些歐洲的預製混凝土結構連接件生產商這樣的產品手冊和軟件工具方便設計者選用。


    ▲ 哈芬集團產品手冊及應用手冊


    ▲ 哈芬軟件,可以幫助客戶獲得精確的尺寸和選擇正確的產品組合。


    ▲ 佩克集團產品手冊及應用手冊


    ▲ 佩克集團應用軟件


    ▲ 德國喬達產品手冊


    喬達提供免費設計輔助軟件,提供包括對規劃過程至關重要的所有信息。


    通過總結現有工程應用經驗,對照參考國外相關標準,AG8亚游一定也製定出適合我國國情的預製構件連接件的產品標準與工程標準。