仿古建筑中混凝土柱與木梁的連接技術(shù)

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【摘要】在開(kāi)展仿古建筑施工的過(guò)程中，若單純地應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)不夠美觀，若單純地應(yīng)用木結(jié)構(gòu)，則整體結(jié)構(gòu)耐火性不夠，而混凝土結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)既美觀，又能滿足耐火性要求。論文圍繞仿古建筑中混凝土柱與木梁連接技術(shù)展開(kāi)探討，具體包含整體現(xiàn)澆法、榫頭預(yù)埋法、鋼鐵靴預(yù)埋法等，可為后續(xù)連接技術(shù)的發(fā)展提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】仿古建筑；混凝土柱；木結(jié)構(gòu)；連接技術(shù)

1引言

仿古建筑因具有十分獨(dú)特的風(fēng)格，在現(xiàn)代建筑中占據(jù)著不可替代的地位，且因?yàn)榉鹿沤ㄖ梢猿浞值卣宫F(xiàn)一個(gè)城市或者地區(qū)的風(fēng)貌，所以，國(guó)內(nèi)各個(gè)地區(qū)對(duì)仿古建筑的市場(chǎng)需求也在不斷增加。眾所周知，木結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中很容易發(fā)生火災(zāi)，再加上當(dāng)前國(guó)內(nèi)木質(zhì)資源匱乏，研發(fā)新技術(shù)來(lái)表現(xiàn)仿古建筑十分有必要。而混凝土在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，其穩(wěn)定性較高，使用過(guò)程中不易被腐蝕，因此需加強(qiáng)研究，尋求更好的混凝土柱與木梁連接技術(shù)，以促進(jìn)仿古建筑的和諧發(fā)展。

2連接木結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)程中所應(yīng)用的技術(shù)

在我國(guó)，木結(jié)構(gòu)應(yīng)用于項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史，雖然木結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)槟窘Y(jié)構(gòu)在應(yīng)用過(guò)程中容易出現(xiàn)腐爛或者開(kāi)裂的現(xiàn)象，另外，施工過(guò)程中由于需要控制木質(zhì)材料的含水量，必須采取相應(yīng)的烘干措施，使得施工成本大大增加，再加上用木材建設(shè)的項(xiàng)目防火性能通常較差，所以，當(dāng)代仿古結(jié)構(gòu)中幾乎不直接應(yīng)用純木結(jié)構(gòu)。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)因?yàn)榫哂幸欢ǖ陌踩院褪┕け憬菪?，在?xiàng)目施工過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。人們通過(guò)不斷的探索和研究，將木結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)應(yīng)用到仿古項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，比如，應(yīng)用混凝土框架結(jié)構(gòu)建設(shè)仿古建筑的金柱、梁、屋面等，應(yīng)用木結(jié)構(gòu)建設(shè)仿古建筑的欄桿、斗拱等[1]。在具體建設(shè)的過(guò)程中，所選擇木材的質(zhì)量是非常重要的，而且必須對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的防腐和防火處理后方可投入到施工使用的過(guò)程中去。將2種結(jié)構(gòu)組合在一起，不僅可以節(jié)省木材，降低施工成本，還可以提高整個(gè)仿古建筑的耐火性，不僅如此，仿古建筑的傳統(tǒng)建設(shè)風(fēng)貌也得到了相應(yīng)的保持和延續(xù)。

3傳統(tǒng)混凝土柱與木梁連接技術(shù)

3.1整體現(xiàn)澆法

在所有的混凝土柱和木梁的連接工藝中，混凝土模板整體現(xiàn)澆法是最為常見(jiàn)的一種。應(yīng)用整體現(xiàn)澆法進(jìn)行施工的過(guò)程中，在支模板的過(guò)程中就需要將木質(zhì)構(gòu)件的端頭和混凝土柱綁扎在一起，然后直接澆筑成型。應(yīng)用該方法進(jìn)行連接的過(guò)程中，必須提前準(zhǔn)備好混凝土柱的模具，然后按以下步驟開(kāi)展施工：（1）在混凝土柱還沒(méi)有達(dá)到徹底干燥狀態(tài)的時(shí)候，將木質(zhì)結(jié)構(gòu)端頭插入，固定好木質(zhì)結(jié)構(gòu)的端頭，嚴(yán)格控制端頭插入的長(zhǎng)度必須等于或者超過(guò)混凝土柱其半徑的1/2。為了提高木質(zhì)結(jié)構(gòu)插入的精準(zhǔn)性，需要在木質(zhì)結(jié)構(gòu)底部對(duì)木梁底面進(jìn)行良好的固定和支撐，然后再利用鐵絲將混凝土柱中的鋼筋和木質(zhì)結(jié)構(gòu)的端頭緊緊地固定起來(lái)，最后校準(zhǔn)混凝土柱和木質(zhì)結(jié)構(gòu)的連接位置。（2）模板支護(hù)，應(yīng)用混凝土模板整體現(xiàn)澆法技術(shù)進(jìn)行連接的過(guò)程中，模板的支護(hù)十分關(guān)鍵，為了保證木質(zhì)結(jié)構(gòu)的位置精準(zhǔn)無(wú)誤，需要做好模板基線的校準(zhǔn)和確認(rèn)工作。（3）連接好混凝土柱與木質(zhì)結(jié)構(gòu)后，需要做好連接位置混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)工作，避免裂縫甚至斷裂情況的發(fā)生。通常來(lái)說(shuō)，應(yīng)用混凝土模板整體現(xiàn)澆法開(kāi)展施工的過(guò)程中，如果施工工期較短，連接情況較為復(fù)雜或者項(xiàng)目施工量較大，那么，該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中通常會(huì)受到一定程度的限制，因此，必須全面地分析項(xiàng)目實(shí)際施工情況，然后再?zèng)Q定是否應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行施工。

3.2榫頭預(yù)埋法

在過(guò)去，人們往往應(yīng)用傳統(tǒng)榫卯連接方式（見(jiàn)圖1）對(duì)混凝土柱和木梁進(jìn)行連接，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，將傳統(tǒng)的榫卯連接方式和混凝土模板整體現(xiàn)澆法相互融合，衍生了一種新的連接方式，即榫頭預(yù)埋法。應(yīng)用該方法進(jìn)行連接的過(guò)程中，需要做好以下工作：（1）將木質(zhì)榫頭預(yù)埋在混凝土柱中；（2）固定外漏榫頭，在這個(gè)過(guò)程中往往需要應(yīng)用到手腳架以及鋼管[2]；（3）混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)，預(yù)埋、綁扎、固定和支撐好榫頭后，再開(kāi)展混凝土澆筑施工作業(yè)，并且嚴(yán)格按混凝土養(yǎng)護(hù)要求對(duì)連接部位的混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免出現(xiàn)裂縫或者開(kāi)裂的現(xiàn)象，等待混凝土自然風(fēng)干后，榫頭和混凝土柱就連接成為了一個(gè)整體。應(yīng)用該方法進(jìn)行連接的過(guò)程中需要控制好榫口和卯口的尺寸，并且嚴(yán)格按相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核。為了保證連接質(zhì)量，要求施工人員必須具備足夠高的專(zhuān)業(yè)技能水平。

3.3鋼鐵靴預(yù)埋法

在連接混凝土柱和木梁的過(guò)程中，鋼靴預(yù)埋法也十分常用，應(yīng)用該方法進(jìn)行連接需要按以下步驟進(jìn)行操作：（1）應(yīng)用厚度為4～5mm的鋼板制作鋼靴；（2）在木梁上合理地設(shè)置對(duì)角鋼，應(yīng)用焊接固定的方式將木榫頭和鋼靴固定起來(lái)，然后再與帶有卯口的木梁進(jìn)行連接。因?yàn)殇撗ソY(jié)構(gòu)是空腔結(jié)構(gòu)，應(yīng)用該方法進(jìn)行連接的過(guò)程中，混凝土容易流入到空腔內(nèi)部，導(dǎo)致堵塞，最終影響木梁端頭的包裹效果。為了避免這類(lèi)情況的發(fā)生，一般需要應(yīng)用毛氈或者泡沫等物體對(duì)空腔進(jìn)行填充，避免混凝土流入空腔內(nèi)部。在開(kāi)展混凝土澆筑施工之前，需要將鋼靴埋在混凝土柱中，控制混凝土柱與鋼靴口的高度和木梁的高度一致，然后校驗(yàn)標(biāo)高和軸線，只有校驗(yàn)結(jié)果合格，才能保證鋼靴和柱內(nèi)的鋼筋已經(jīng)焊接為一個(gè)整體。完成鋼靴預(yù)埋操作后，需要刷防銹涂料對(duì)鋼靴等其他金屬連接構(gòu)件進(jìn)行除銹，避免金屬材料在應(yīng)用的過(guò)程中發(fā)生銹蝕，進(jìn)一步延長(zhǎng)構(gòu)件的使用壽命。

3.4鋼制材料連接件

隨著仿古建筑施工技術(shù)的飛速發(fā)展，混凝土柱和木梁的組合結(jié)構(gòu)在仿古建筑中得到了極為廣泛的使用，混凝土柱和木梁的連接技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。比如，在原有的連接技術(shù)的基礎(chǔ)上，新衍生出了一種更加新型的連接技術(shù)———鋼制材料連接件。和其他連接技術(shù)相比，這種技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)：（1）應(yīng)用鋼制材料作為連接構(gòu)件，使得連接的力學(xué)強(qiáng)度得到明顯提高，繼而使仿古建筑的穩(wěn)固性也得到提升；（2）鋼制材料具有更好的可加工性能和焊接性能，不僅如此，鋼制材料連接件生產(chǎn)時(shí)間較短，生產(chǎn)成本相對(duì)較低；（3）鋼制材料連接件雖然結(jié)構(gòu)尺寸較小，但力學(xué)強(qiáng)度卻較強(qiáng)，應(yīng)用起來(lái)十分便捷[3]?？偠灾?，鋼制材料連接件在仿古建筑中的使用不僅可以有效提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，還可以提高仿古建筑物的觀賞效果。

4展望

在國(guó)內(nèi)當(dāng)前的仿古建筑施工過(guò)程中，混凝土柱和木梁的連接技術(shù)大多采用傳統(tǒng)的連接技術(shù)，隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的缺陷逐漸顯露出來(lái)。為了提高仿古建筑的穩(wěn)定性，研發(fā)一些結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、便于施工和維護(hù)的連接方式是非常有必要的。在所有連接技術(shù)中，鋼制構(gòu)件連接方式就是連接效果非常不錯(cuò)的一種連接技術(shù)，但在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用鋼制構(gòu)件的過(guò)程中，需要注意以下內(nèi)容：（1）在設(shè)計(jì)鋼制構(gòu)件結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，盡量保證其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工和安裝，保證這些鋼制構(gòu)建具有足夠的力學(xué)性能。（2）使用的隱蔽性，仿古建筑最為明顯的特點(diǎn)就是延續(xù)傳統(tǒng)古代建筑的風(fēng)格，所以在應(yīng)用這些鋼構(gòu)件的過(guò)程中必須做好隱蔽，避免影響整個(gè)仿古建筑的外觀效果。

5結(jié)語(yǔ)

在仿古建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)具有足夠的安全性、便捷性和耐久性，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。但是，混凝土柱和木構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)仍然是這類(lèi)組合結(jié)構(gòu)的薄弱位置，在施工和使用的過(guò)程中很容易出現(xiàn)問(wèn)題，急需一種新型的連接方式。因此，以鋼制構(gòu)件連接方式為代表的新型連接方式應(yīng)運(yùn)而生，其具有傳統(tǒng)連接方式所不具有的優(yōu)勢(shì)，值得進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】謝永良.鋼筋混凝土仿古建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].建筑施工,2005(10):60-62.

【2】邱建平.木結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)組合在仿古建筑中的應(yīng)用探討[J].江西建材,2015(21):57.

【3】馬相楠,麻建鎖,程嵐,等.仿古建筑中混凝土柱與木梁連接技術(shù)研究[J].江西建材,2018(4):72-73.

作者：陳磊 單位：中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司