可周转装配式支撑构配件在装配整体式混凝土结构中的应用
黄俊杰 杨鑫蕊 余涛
中建科技湖南有限公司 湖南长沙 410600
[摘要 ]：传统独立支撑搭设时，三脚架占地面积较大，通行不便，只能作为落地脚手架使用，无法作为悬挑脚手架使用。为此，研发了一种基于牛腿的可周转装配式支撑构配件，具有承载力高、安装方便、可周转和自适应的优点，将其应用于中建低能耗装配式住宅示范楼项目中，对相关施工技术及质量控制方法进行介绍分析，并通过装配式牛腿承载力验算分析，验证其适用性。 [中图分类号 ]TU74 [关键词 ] 装配式牛腿；周转自适应；预埋螺栓；承载力 1 技术背景 由于牛腿的承载力高，竖向力传递可靠，牛腿连接的方式在干式连接中相当普遍，其中应用暗牛腿加预埋件焊接的构造是较为理想的节点型式。目前用于施工电梯、临时支架等设备的承力结构，通常由锚筋、锚板与牛腿焊接而成，其中锚筋、锚板预埋在混凝土中与牛腿组成受力连接件。牛腿应用于承载、连接结构中，预埋件较多，无法周转使用，增加了施工成本；钢筋对焊施工困难，焊接工序复杂，焊接质量难以保证。此外，传统独立支撑搭设时，三脚架占地面积较大，通行不便，只能作为落地脚手架使用，无法作为悬挑脚手架使用。 为此，基于牛腿良好的承载能力，对可周转装配式构配件自适应牛腿进行了研究，使用高性能混凝土装配式节点做现浇连接，选用装配式牛腿代替传统独立支撑进行支撑。该牛腿具有承载力高、安装方便、简化空间、可周转等特点，可作为悬挑脚手架使用，适用于多个承载位置，将其应用于中建低能耗装配式住宅示范楼支撑体系中，验证该装配式牛腿的实用性。 2. 装配式牛腿组成 可周转装配式构配件自适应牛腿，简称“装配式牛腿”，主要由套筒预埋件、焊接钢支架及可调顶托组成，可分为单顶托钢牛腿和双顶托钢牛腿两种（见图 1）。预埋套筒选用 M20螺栓套筒，牛腿通过高强度螺栓与套筒连接固定在构件上，钢支架上部焊接了圆形钢管与顶托组成自适应承载结构，起到调节牛腿高度、平衡支撑重物、承重的作用，主要附着于竖向承载结构中。顶托具体型号、适应顶托的钢管尺寸以现场实际施工为主。 单顶托牛腿 双顶托牛腿 图 1 装配式牛腿 3. 装配式牛腿安装 3.1 施工布置 本工程为中建低能耗装配式住宅示范楼，单层预制装配整体式剪力墙结构，梁、板支撑采用牛腿支撑与独立支撑组合体系，辅助以梁顶托及板托进行支撑，预制墙、柱采用斜支撑进行固定。传承独立支撑搭设时三脚架占地面积较大，通行不便；只能作为落地脚手架使用，不能作为悬挑脚手架使用。 叠合梁支撑，装配式牛腿安装在叠合梁角部，双顶托可自由调整升降高度，分别对现浇节点底板及预制梁端部进行支撑，顶托上放置木方增大接触面积，平衡支撑重物；预制板支撑，预制楼板靠墙及搭梁两端均可布置装配式牛腿，相邻牛腿之间搭接木方或木工字梁，有效连接成一个整体，使受力均匀（见图 2）；对于跨度较大预制构件欲以独立支撑辅助支撑。与传统独立支撑体系先比，占地空间小，不再受场地限制，可作为悬挑结构使用。 图 2 装配式牛腿施工布置 3.2 施工工艺 安装施工流程：构件模板组装放置钢筋预埋件安装浇筑混凝土振捣、养护拆模检验墙、柱吊装牛腿安装梁、板吊装调节顶托紧固，顶紧构造浇筑混凝土。 3.3 主要施工技术 3.3.1预埋件安装 适用于装配式牛腿的预埋套筒主要包括双杆螺栓套筒以及固定磁铁套筒。将预埋套筒与定位板或定位磁铁通过锁紧螺栓固定在一起，组装时应连接可靠，不留缝隙，以免混凝土浆料流入缝隙中，影响锁紧螺栓拆除。 预埋件的测量定位应严格按照图纸要求，在预埋前做好定位标记，便于安装时的测量矫正。对于钢筋较多区域，为防止钢筋与预埋件位置冲突，钢筋绑扎时竖向竖向钢筋应避开预埋套筒位置，或此部分不使用扎丝固定，待预埋件安装固定好后再固定。 混凝土浇筑过程中，不得一次性浇筑大量混凝土，以免冲击力使预埋件偏移，此外混凝土振捣时，振捣棒应注意避开预埋件，若有偏移，应及时矫正预埋位置，在混凝土初凝前取出可周转的定位预埋件。 3.3.2装配式牛腿安装 完成墙、柱吊装后，可开始装配式牛腿的安装。装配式牛腿可分为两种，一种是单顶托钢牛腿，另一种是双顶托钢牛腿。牛腿安装前应检查构件垂直度，确保牛腿侧面钢板与构件能紧密贴合，然后拧紧链接螺栓固定牛腿，安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，不得在雨中作业。高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧，初拧扭矩应为施工扭矩的 50%左右。 装配式牛腿安装完后，可对叠合梁、预制楼板进行吊装，按照图纸要求调整水平距离及相对位置，长度超过 1800mm的梁及预制楼板需以独立支撑进行辅助支撑。单顶托牛腿主要应用于预制楼板中，叠合梁角部支撑主要使用双顶托牛腿，分别紧固顶紧现浇节点底板及预制梁端部。顶托上放置木工字梁，增大接触面积，平衡支撑重物，支撑搭设完毕后应用靠尺进行调平，确保木工字梁表面与内墙板顶面处于同一平面。 3.3.3构配件拆卸 构配件拆卸时应注意以下事项： （ 1）装配式牛腿支撑的拆除时间，应根据结构的类型、特点、气温变化等情况以及混凝土所达到的强度等级来确定。 （ 2）装配式牛腿拆卸时，先解除顶托支撑，然后再对 2个螺栓依次拆除，连接螺栓拆除后应对其表观进行全面检查，如螺纹发生破坏，严禁周转使用。 （ 3）拆除后的构配件应分类存放，并注意保护，方便周转使用。 4. 装配式牛腿承载力计算 由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取决于螺栓抗剪和孔壁承压两种情况，故单螺栓抗剪承载力由以下两式确定： 抗剪承载力： 承压承载力： 单栓抗剪承载力： ——剪切面数目； d——螺纹杆直径； 、——螺栓抗剪和承压强度设计值； ——连接接头一侧承压构件总厚度较小值 装配式牛腿抗剪承载力： ==43982 装配式牛腿承压承载力： ==30500 单栓抗剪承载力： =30.5 装配式牛腿承载力 =61 示范楼最大叠合梁自重 ==19.8,最大预制板自重 ==39.4,装配式牛腿承载力远大于构件自重，可适用于预制构件支撑。 5. 结论 本文对可周转装配式支撑构配件的构造组成、安装流程、施工技术及承载力进行分析，得到结论如下： （ 1）与传统预埋件相比，预埋件的安装定位在构件生产时进行，可更好的保证其自身的平整度和垂直度；此外，牛腿顶托可自由调整垂直方向的距离，可适应于绝大部分施工误差。 （ 2）与传统焊接钢牛腿相比，可周转装配式支撑构配件可周转使用，安装方便，降低劳动投入，大大节约成本。 （ 3）与传统独立支撑相比，可周转装配式支撑构配件占地空间小，不再受场地限制，可作为悬挑结构使用。 参考文献： [1]王开强 ,刘威 ,伍勇军 ,杨辉 ,王建春 ,崔健 ,武雄飞 .可周转装配式自适应混凝土结构附着件安装关键技术 [J].施工技术 ,2017,46(13):36-38+94. [2]费永攀 .装配式牛腿支架在高铁连续梁 0~#块中的应用研究 [J].公路与汽运 ,2019(03):135-137+143. [3]林智鑫 ,司翔 ,马贵红 ,谢伟 ,陈文堤 .封闭式悬挑脚手架体系施工技术 [J].施工技术 ,2018,47(02):69-72. [4]苗冬梅 ,马昕煦 ,牛辉 ,周光毅 .装配式混凝土干式连接结构安装关键技术 [J].施工技术 ,2018,47(04):35-40. [5]范玉 ,黄新 ,黄继战 .新型装配式建筑 PC构件模板设计及施工技术 [J].施工技术 ,2018,47(04):44-46. [6]董伟 .装配式混凝土建筑结构施工技术要点与研究 [J].建筑技术开发 ,2019,46(15):40-41. [7]杨未蓬 ,李成君 ,宋小明 ,周志祥 .装配式栓钉剪力连接件抗剪承载力试验研究 [J].铁道建筑 ,2019,59(06):38-42.
