山西建筑工程集團有限公司、同濟大學、山西二建集團有限公司、北京科技大學天津學院聯合開展的新型APC接頭力學性能理論研究及應用,榮獲山西省住房和城鄉建設廳建設科技成果登記理論研究優秀成果(二等),主要完成人為翟桂慶、余瓊、郭霖、張志、鄭芳俊、陳振海、馬永宣、孫佳秋。
預制裝配式結構中,構件的豎向連接接頭是關鍵環節,目前應用最廣泛的是套筒灌漿(對接)接頭,為對接傳力機理,其薄弱環節為套筒中部,為形成強約束,套筒最小內徑與連接鋼筋直徑差僅為10mm-15mm,施工誤差為毫米級,施工不便,套筒口徑小,灌漿不易密實,套筒內需刻痕處理,接頭造價高,且預制剪力墻一般暗柱為現澆,墻身為預制,裝配率低。
針對傳統套筒灌漿(對接)接頭技術缺陷,同濟大學土木工程學院余瓊教授開發了新型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套筒作用力相反,具有互鎖效應。套筒即為普通鋼管,內壁無需刻痕處理,孔徑大,施工方便,灌漿易密實,灌漿料的最大粒徑可控制在4.75mm內,強度可采用C60,成本低,由于套筒口徑大,豎向構件可實現全預制,預制率高。I型和II型APC接頭具有自鎖效應,套筒中兩搭接鋼筋受力方向相反,對套筒及灌漿料產生的力相互抵消,套筒及灌漿料所受的力小,套筒中部縱向受壓。
同濟大學余瓊教授研發的新型APC接頭
同濟大學余瓊教授研發的新型接頭具有施工方便、成本低、預制率高、灌漿易密實等優勢,APC接頭連接技術緩解了傳統套筒灌漿建筑施工造價成本高昂的壓力,解決了當前社會勞動力短缺難題,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、剪力墻結構施工效率,同時實現綠色施工及減少現場濕作業的工序,保證主體施工質量,滿足國家現行建筑行業裝配式建筑快速發展的要求。
目前余瓊教授研發的APC接頭已經在上海、天津等多地區多項目中得到了推廣應用,采用APC接頭的預制構件在施工現場拼裝,減少現場濕作業,施工現場噪音小,廢物及廢水排放少,施工環境好,減少建筑垃圾的產生,符合綠色環保的城市發展理念。APC接頭以其優異的力學性能、獨特的施工便利性和成本效益,推動了建筑行業的可持續發展,充分體現了綠色建筑和智能建筑的理念,在推動建筑業轉型升級、助力實現雙碳目標方面展現出巨大潛力。在未來的建筑項目中,APC接頭將發揮重要作用,為實現更低碳、更環保的建筑施工提供堅實的技術支持。
北京科技大學天津學院裝配式建筑課題組在新型APC接頭力學性能理論研究及應用中貢獻了重要力量,在裝配式混凝土構件連接技術研發上取得了較豐富的成果,課題組項目成員孫佳秋、郭佳、李敏、顧小舒、石曉娟等申請相關專利數十項,為相關技術的產業化應用奠定了堅實的基礎。尤為值得一提的是,孫佳秋研發的新型GCUB、GCAP灌漿套筒優化了傳力路徑,增加了鋼筋傳力的可靠性,克服了灌漿缺陷帶來的不利影響。由郭佳、孫佳秋研發的自鎖套筒,實現了鋼筋的免灌漿連接,極大的簡化了施工流程,縮短了整體工期,對于需要快速建造、高周轉的項目來說尤為重要。李敏、顧小舒、石曉娟擁有較豐富的項目管理與力學試驗經驗,并積極推動新型APC接頭、新型GCUB、GCAP灌漿套筒在工程上的應用,為行業的進步與發展注入了新的活力。
未來同濟大學余瓊教授團隊將與山西建筑工程集團有限公司、山西二建集團有限公司、北京科技大學天津學院共同開啟更加深入且廣泛的合作新篇章,致力于裝配式建筑與綠色建筑領域的創新發展。未來的合作旨在整合各方優勢資源,深化技術交流與融合,推動裝配式建筑連接技術的迭代升級,同時積極探索綠色建筑技術的研發與應用,以期在提升建筑效率、降低能耗、促進可持續發展等方面取得突破性進展。通過加強深度合作,各方將共同努力,為實現建筑業的高質量發展和生態文明建設貢獻力量。
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