装配式混凝土结构构件的连接方法（装配式框架混凝土结构安装）

装配式钢筋混凝土框架结构构件一般在固定的工厂预制，然后运到现场进行安装。

装配式框架结构安装的特点：

①房屋高度大而占地面积较小

②构件类型多

③数量大

④接头复杂、技术要求高等。

因此，在考虑结构安装方案时，应着重解决起重机械的选择和布置、预制构件的供应、现场构件的布置、吊装顺序和吊装方法等问题。

1.起重机械的选择

目前，装配式框架结构安装常用的起重机械有三类：自行式起重机、轨道式塔式起重机和自升式塔式起重机。

（1）5层以下的民用建筑和高度在18m以下的多层工业厂房及外形不规则的房屋，多采用自行式起重机。

（2）10层以下或高度在25m以下，宽度在15m以内，构件重量在2～3t以内，一般可采用QT1-6型塔式起重机或具有相同性能的其他轻型塔式起重机。

（3）10层以上的高层装配式结构，一般采用自升式塔式起重机。

选择塔式起重机型号时，主要根据工程结构特点、平面尺寸、高度、构件重量和大小及现场实际条件、现有的技术力量和机械设备等选择。

塔式起重机工作参数计算见图

2.起重机械的布置

塔式起重机的布置由建筑物的平面形状、构件重量、起重机工作性能及施工现场环境条件等因素确定。其布置方式有单侧布置、双侧布置、跨内单侧布置、跨内环形布置，见图所示。

塔式起重机布置方案

(a)、(b)单侧布置；(c)双侧布置；(d)跨内单侧布置

（1）单侧布置

单侧布置是最常用的布置方案。该布置方案具有轨道长度较短，构件的堆放场地较宽等特点。当建筑物宽度小于15m、构件的重要小于3t时，采用单侧布置较合适。此时，塔式起重机的起重半径应满足下式条件：

式中

R—塔式起重机安装最远构件时起重半径（m）；

a—建筑物外侧至塔轨中心线的距离（a=3～5m）；

b—建筑物宽度（m）。

（2）双侧布置（或环形布置）

当单侧安装不能满足最远构件的安装要求，建筑物宽度大于17m或构件重量大于3t时，此时采用双侧布置。其起重半径应满足下式条件：

式中 R、a、b含义同上。

（3）跨内环形布置

当房屋较宽、构件较重、起重机跨内单行布置不能起吊全部构件，而受场地限制又不可能跨外环形布置时，则宜采用跨内环形布置。

（4）跨内单侧布置

这种方案往往是因场地狭窄，在房屋外侧不可能布置起重机，或由于房屋宽度较大、构件较重时才采用。其优点是可减少轨道长度，并节约施工用地。缺点是只能采用竖向综合安装，结构稳定件差；构件多布置在起重半径之外，需增加二次搬运；对房屋外侧围护结构吊装也较困难。

3.预制构件现场布置

构件的现场布置是否合理，对提高吊装效率、保证吊装质量及减少二次搬运都有密切关系。因此，构件的布置也是多层框架吊装的重要环节之一。其原则是：

①尽可能布置在起重半径的范围内，以免二次搬运；

②重型构件靠近起重机布置，中小型则布置在重型构件外侧；

③构件布置地点应与吊装就位的布置相配合，尽量减少吊装时起重机的移动和变幅；

④构件迭层预制时，应满足安装顺序要求，先吊装的底层构件在上，后吊装的上层构件在下。

装配式钢筋混凝土框架结构柱一般需在现场就地预制外，其他构件一般都在工厂集中预制后运往施工现场安装，布置时应先予考虑柱。其布置方式，有与塔式起重机轨道相平行、倾斜及垂直三种方案（如图）。

平行布置的优点是可以将几层柱通长预制，能减少柱接头的偏差。倾斜布置可用旋转法起吊，适用于较长的柱。当起重机在跨内开行时，为了使柱的吊点在起重半径范围内，柱宜与房屋垂直布置。

使用塔式起重机吊装柱的布置方案

(a)平行布置；(b)倾斜布置；(c)垂直布置

4.结构安装方案

装配式框架结构安装方法：分件安装法；综合安装法

(1)分件安装法是起重机每开行一次吊装一种构件，如先吊装柱，再吊装梁，最后吊装板。分件安装法又分为分层分段流水作业及分层大流水两种。

(2)采用综合安装法吊装构件时，一般以一个节间或几个节间为一个施工段，以房屋的全高为一个施工层来组织各工序的施工，起重机把一个施工段的所有构件按设计要求安装至房屋的全高后，再转入下一个施工段施工。

5.结构构件安装

（1）柱子的安装与校正

框架结构柱截面一般为方形或矩形，为了预制和安装的方便，各层柱截面应尽量保持不变。柱长度一般1～2层楼高为一节，也可3～4层为一节，视起重性能而定。当采用塔身起重机进行吊装时，以1～2层楼高为宜；对4～5层框架结构，采用履带式起重机进行吊装时，柱长可采用一节到顶的方案。

1）柱的绑扎

多层框架柱，由于长细比较大，吊装时必须合理选择吊点位置和吊装方法。一般情况下，当柱长在12m以内时可采用一点绑扎，旋转法起吊。对14～20m的长柱则应采用两点绑扎起吊。

应尽量避免采用多点绑扎，以防止在吊装过程中构件受力不均而产生裂缝或断裂。图为一点绑扎和两点绑扎的示意图。

（a）一点绑扎；（b）两点绑扎

1-吊索；2-活络卡环；3-柱；4-棕绳；5-铅丝；6-滑车

2）柱的吊升

柱子的吊升方法，根据柱子的重量、现场预制构件情况和起重机性能而定，按起重机的数量可分为单机起吊和双机抬吊；按吊装方法分为旋转法和滑行法。

采用单机吊装时一般采用旋转法和滑行法。

预制框架柱的吊升

①旋转法（见图5.1.25）起重机边起钩、边旋转，使柱身绕柱脚旋转而逐渐吊起的方法称为旋转法。其要点是保持柱脚位置不动，并使柱的吊点、柱脚中心和杯中心三点共圆。

旋转法吊柱示意图

（a）旋转过程；（b）平面布置

1-柱子平卧时；2－起吊中途；3－直立

②滑行法。起吊时起重机不旋转，只起升吊钩，使柱脚在吊钩上升过程中沿着地面逐渐向前滑行，直至柱身直立的方法称为滑行法。其要点是柱的吊点要布置在杯旁，并与杯口中心两点共圆弧（见图）。

滑行法吊柱示意图

（a）旋转过程；（b）平面布置

1-柱子平卧时；2－起吊中途；3－直立

3）柱的临时固定与校正

柱子安装就位后需立即进行临时固定，目前工程上大多采用环式固定器或管式支撑进行临时固定。

柱的校正一般需要3次，第1次在脱钩后电焊前进行初校；第2次在接头电焊后进行校正，并观测由于钢筋电焊受热收缩不均匀而引起的偏差；第3次在梁和楼板安装后校正，以消除梁柱接头因电焊产生的偏差。

柱的校正包括垂直度校正和水平度校正。其垂直度的校正一般采用经纬仪、线坠进行。见图所示。

柱子的垂直度校正

（2）梁、板安装

框架结构的梁有普通梁和叠合梁两种。框架结构的楼板一般根据跨度和楼面荷载选择，可分为预应力空心板、预应力密肋楼板等。板一般都搁在梁上，用细石混凝土浇灌接缝以增强期结构的整体性。梁的安装过程一般有梁的绑扎、起吊、就位、校正和最后固定。板的安装过程与柱和梁的安装过程基本相同。

将预制的预应力混凝土薄板吊装到预制梁之间

（3）墙板结构构件吊装

墙板安装前应复核墙板轴线、水平控制线，正确定出各楼层标高、轴线、墙板两侧边线、墙板节点线、门窗洞口位置线、墙板编号及预埋件位置。

墙板安装顺序一般采用逐间封闭法。当房屋较长时，墙板安装宜由房屋中间开始，先安装两间，构成中间框架，称标准间，然后再分别向房屋两端安装。当房屋长度较少时，可由房屋一端的第二开间开始安装，并使其闭合后形成一个稳定结构，作为其他开间安装时的依靠。

墙板安装时，应先安内墙，后安外墙，逐间封闭，随即焊接。这样可减少误差累计，施工结构整体性好，临时固定简单方便。

墙板安装的临时固定设备有操作平台、工具式斜撑、水平拉杆、转角固定器等。在安装标准间时，用操作平台或工具式斜撑固定墙板和调整墙的垂直度。其他开间则可用水平拉杆和转角器进行临时固定，用木靠尺检查墙板垂直度和相邻两块墙板板面的接线。

墙板的工具式斜撑

（4）构件接头

在装配式框架结构中，构件接头形式和施工质量直接影响整个结构的稳定性和刚度。因此，要选好柱与柱、柱与梁的接头形式。在柱头施工时，应保证钢筋焊接和二次灌浆的质量。

柱接头的形式有榫式接头、插入式接头和浆锚式接头三种。

①榫式接头是上柱和下柱外露的受力钢筋用剖口焊焊接，配置一定数量的箍筋，最后浇灌接头混凝土以形成整体。见图5.1.28所示。

②插入式接头是将上柱做成榫头，下柱顶部做成杯口，上柱插入杯口后用水泥砂浆灌筑填实。见图5.1.29所示。

③浆锚式接头是将上柱伸出的钢筋插入下柱的预留孔中，然后用浇筑柱子混凝土所用的水泥配制1:1水泥砂浆，或用52.5MPa水泥配制不低于M30的水泥砂浆灌缝锚固上柱钢筋形成整体。见图5.1.30所示。

图5.1.28 榫式接头

1-上柱；2-上柱榫头；3-下柱； 4-剖口焊；5-下柱外伸钢筋；6-砂浆； 7-上柱外伸钢筋；8-后浇接头混凝土

图5.1.29 插入式接头

1-榫头纵向钢筋；2-下柱杯口

图5.1.30 浆锚式接头

1-上柱；2-上柱外伸锚固钢筋；3-浆锚孔；4-下柱

2）梁柱的接头

装配式框架结构中，柱与梁的接头可做成刚接，也可做成铰接。接头做法很多，常用的有明牛腿式刚性接头、齿槽式梁柱接头、浇筑整体式梁柱接头、钢筋混凝土暗牛腿梁柱接头、型钢暗牛腿梁柱接头等。最常用的接头形式为浇筑整体式。整体式接头将梁与柱、柱与柱节点整体浇筑在一起。

预制框架柱和预制框架梁的现浇节点钢筋构造

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