1、国内外研究现状
目前,欧美日等国家已经建立了完善的预制混凝土建筑体系设计、制作、施工等标准规范,为装配式建筑的发展提供了有力支撑,同时中国装配式建筑市场规模呈现快速增长态势。pc构件对于装配式建筑而言是主要部分之一,当下关于pc构件的研究中,基于BIM技术的装配式住宅PC构件深化设计及信息化管理研究是当下热点,BIM技术在装配式混凝土建筑施工质量管理中的具体应用,包括PC构件进场验收并堆放、可视化技术交底、PC构件装配过程监控、质量问题处理、现场智慧管理等。结果表明,BIM技术用于装配式混凝土建筑施工质量管理,有利于施工方案的优化,加强施工过程4M1E管理的全面性、规范化,保证项目进度,节约成本,提高质量管理效率、效益。除了pc构件之外,创新型节点连接也是装配式建筑的关注点之一,创新型节点可以在一定程度上预防地震等灾害,增强电梯井的稳定性。
2、国内外发展动态
(1)阳勇波[1]等人针对标准层采用预制叠合板、预制阳台、预制凸窗和预制内隔墙的PC构件,同时设计建立标准层的BIM三维模型,对施工吊装进行三维模拟,并对施工中主要标准层的PC构件的施工安装方案进行优化布置。研究总结出一套完整的建筑工程PC构件的BIM设计和施工方案,为类似装配式建筑工程设计施工提供参考。
(2)张太玥[2]等人利用BIM参数化建模方法创建PC构件族,可使PC构件三维可视,位置尺寸直观明了。并总结归纳了几种常用PC构件的参数化建模方法与建模流程,并指出PC构件的模拟吊装还需进一步探索研究。
(3)蔡哲浩[3]基于 BIM 的模块化模具,于各维度信息的采集以及处置,通过BIM的碰撞检查和纠错功能,完成数据整合,将4D模拟的技术用于生产 PC 构件。
(4)王昊[4]等人基于目前装配式结构连接技术存在的问题,提出一种可修复承载-耗能钢节点连接形式,对该节点连接方式的构造形式,工作机理,创新点进行简要的阐述,对其滞回曲线进行了分析。该结构可以将节点损伤集中在连接区处的削弱钢板上,实现节点的塑性铰外移;通过削弱钢板的承载和钢质铰的摩擦转动提高节点的耗能能力;保证梁柱主体在地震过程中不被破坏,在震后通过更换削弱钢板实现节点修复。
(5)顾晨峰[5]等人指出装配式钢结构住宅具有稳定性高、密度小、质量轻、工期短、强度高、抗震性好和工业化程度高等卓越优势,因此,未来理想的装配式钢结构住宅逐渐成为了住宅用建筑的发展趋势。而在装配式钢结构住宅建设中,其节点连接是设计中十分关键的部分,与其他装配式建筑结构相同,节点设计对于整体住宅建筑的抗震性能有着直接关系,很大程度决定了装配式钢结构住宅的总体稳定性和安全性。本文主要以KonXL新型装配式节点为例,针对装配式钢结构住宅中的节点性能进行了深入研究,介绍装配式钢结构住宅节点的性能特点,分析了节点具体的性能优势。
(6)莫代铭[6]等人提出一种预应力混合装配式混凝土框架新型节点,利用ABAQUS软件建立1个现浇节点模型、1个预应力直接装配式节点模型和6个预应力混合装配式节点模型,在验证建模方法可靠的基础上,对不同模型进行低周反复荷载下滞回曲线、耗能能力、骨架曲线、延性和刚度退化的对比研究,并分析混凝土强度、耗能角钢强度和厚度对新型节点抗震性能的影响。结果表明,预应力混合装配式混凝土框架新型节点的抗震性能较预应力直接装配式节点有大幅度提升,耗能性能和承载力略低于现浇节点,延性和刚度高于现浇节点;预应力混合装配式混凝土框架新型节点的耗能能力和承载力随预制混凝土梁强度提高而提高,但延性有所下降;提高耗能角钢强度能提高承载力极限和延性,但对耗能性能影响较小;增大耗能钢板厚度能有效提高抗震性能。
(7)王明[7]等人装配式结构凭借其建造工期短、产品质量高、能源消耗低、环境污染小等优势,在建筑行业快速发展的今天,占据着越来越重要的地位。工业化装配式钢结构住宅产业化是发展我国全寿命绿色建筑、促进住宅产业化转型升级、化解当前钢铁产能过剩的重大战略需求。在装配式结构中,节点的设计尤为重要,直接影响整体结构的性能。本文介绍了国内外装配式结构的现状,以及节点的设计方法和设计实例。
(8)刘菲菲[8]等人在查阅了大量参考文献的基础上提出了一种新型节点形式.由于国内设计规范与日本设计规范间存在一定的差异,结合国内设计规范和日本设计规范,提出了两种节点形式即预制装配式新型节点1/3处连接和跨中连接节点.通过有限元模拟软件进行对比模拟,找出更合理的节点形式.
附参考文献:
[1]阳勇波. 基于BIM的PC构件在施工中的应用——以珠海某小区项目为例 [J]. 项目管理技术, 2022, 20 (12): 36-40.
[2]张太玥,蔡文杰,朱家瑶. 基于BIM技术的PC构件族参数化建模方法研究 [J]. 工程技术研究, 2022, 7 (15): 11-13. DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2022.15.004.
[3]Choi H C . BIM based Modular mold for the Production of PC Members [J]. 한국CDE학회 학술발표회 논문집, 2016, 759-759.
[4]王昊,周华,任庆成,等. 装配式结构连接技术研究动态与创新型节点连接 [J]. 科学技术创新, 2023, (15): 167-170.
[5]顾晨峰,朱浩. 装配式钢结构住宅新型节点性能研究 [J]. 建材与装饰, 2018, (45): 99-100
[6]莫代铭,严薇,周枫滨. 预应力混合装配式混凝土框架新型节点抗震性能模拟分析 [J]. 施工技术, 2020, 49 (05): 104-109
[7]王明,武乐,舒宇,等. 装配式结构及新型节点介绍 [J]. 中小企业管理与科技(上旬刊), 2018, (04): 179-180.
[8]刘菲菲,于德湖,张纪刚. 装配式混凝土框架结构新型节点设计及分析 [J]. 青岛理工大学学报, 2015, 36 (01): 118-124.