同濟(jì)大學(xué)、北科天院教師團(tuán)隊(duì)多項(xiàng)技術(shù)助力建筑綠色低碳發(fā)展

　　我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展越來(lái)越受到重視。碳達(dá)峰、碳中和是國(guó)家的一個(gè)戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃和要求，也推動(dòng)了建筑行業(yè)綠色建造的發(fā)展。預(yù)制裝配式建筑符合綠色建造的要求，因此住房城建部和各級(jí)政府的大力推動(dòng)預(yù)制裝配式建筑發(fā)展。裝配式建筑作為一種高效、環(huán)保的建筑方式，正逐漸成為行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，裝配式建筑領(lǐng)域也迎來(lái)了技術(shù)創(chuàng)新。

　　傳統(tǒng)預(yù)制構(gòu)件的豎向向連接接頭形式

　　預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件的豎向連接接頭是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前應(yīng)用最廣泛的是套筒灌漿(對(duì)接)接頭，為對(duì)接傳力機(jī)理，其薄弱環(huán)節(jié)為套筒中部，為形成強(qiáng)約束，套筒最小內(nèi)徑與連接鋼筋直徑差約為10mm-15mm，施工誤差為毫米級(jí)，施工不便，套筒口徑小，灌漿不易密實(shí)，如圖1所示，灌漿料強(qiáng)度要高(C80)，最大骨料粒徑需小于2.36mm，套筒內(nèi)需刻痕處理，接頭造價(jià)高，且預(yù)制剪力墻一般暗柱為現(xiàn)澆，墻身為預(yù)制，裝配率低。

　　圖1 傳統(tǒng)灌漿套筒存在的缺陷

　　新型APC接頭應(yīng)運(yùn)而生

　　針對(duì)傳統(tǒng)套筒灌漿(對(duì)接)接頭技術(shù)缺陷，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院余瓊教授開發(fā)了新型APC接頭，APC (All vertical members precasted in concrete structures)接頭為套筒灌漿搭接接頭。新型接頭兩搭接鋼筋對(duì)套筒作用力相反，具有互鎖效應(yīng)，如圖2所示。套筒即為普通鋼管，內(nèi)壁無(wú)需刻痕處理，孔徑大，施工方便，灌漿易密實(shí)，灌漿料的最大粒徑可控制在4.75mm內(nèi)，強(qiáng)度可采用C60，成本低，由于套筒口徑大，豎向構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)全預(yù)制，預(yù)制率高。I型和II型APC接頭具有自鎖效應(yīng)，套筒中兩搭接鋼筋受力方向相反，對(duì)套筒及灌漿料產(chǎn)生的力相互抵消，套筒及灌漿料所受的力小，套筒中部縱向受壓。

　　圖2 APC接頭傳力路徑示意圖

　　新型APC接頭優(yōu)勢(shì)與工程應(yīng)用

　　同濟(jì)大學(xué)余瓊教授研發(fā)的新型接頭具有施工方便、成本低、預(yù)制率高、灌漿易密實(shí)等優(yōu)勢(shì)，APC接頭連接技術(shù)緩解了傳統(tǒng)套筒灌漿建筑施工造價(jià)成本高昂的壓力，解決了當(dāng)前社會(huì)勞動(dòng)力短缺難題，可有效縮短施工工期、降低建造成本，有效提高了裝配式框架、剪力墻結(jié)構(gòu)施工效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)綠色施工及減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)的工序，保證主體施工質(zhì)量，滿足國(guó)家現(xiàn)行建筑行業(yè)裝配式建筑快速發(fā)展的要求。

　　目前APC接頭已經(jīng)在上海嘉北郊野公園項(xiàng)目和上海恒大項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，采用APC接頭的預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝，減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，施工現(xiàn)場(chǎng)噪音小，廢物及廢水排放少，施工環(huán)境好，減少建筑垃圾的產(chǎn)生，符合綠色環(huán)保的城市發(fā)展理念。

　　未來(lái)展望

　　未來(lái)余瓊教授團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入開發(fā)裝配式建筑構(gòu)件連接技術(shù)，并加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流合作。其中與北京科技大學(xué)天津?qū)W院城市建設(shè)學(xué)院孫佳秋老師聯(lián)合開發(fā)了基于 MATLAB 平臺(tái)的裝配式部件設(shè)計(jì)施工一體化 BIM 建模分析方法，解決了采用傳統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)裝配式構(gòu)建套筒存在的精度差、裝配位置不精確、無(wú)法進(jìn)行沖突檢測(cè)等導(dǎo)致的效率低的問題;與郭佳老師合作開發(fā)的預(yù)應(yīng)力鋼筋套筒灌漿搭接接頭，解決了大尺寸套筒約束能力弱的問題;與李敏老師，王邵臻老師合作的開發(fā)的智能套筒技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)智能和全周期的套筒內(nèi)灌漿料質(zhì)量檢測(cè)。

（責(zé)任編輯：華康）