裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅墻板連接節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)*

尹蘭寧　余汪洋　岳　錕

(中國(guó)二十冶集團(tuán)有限公司,， 上海　201900)

摘　要：裝配式建筑具有管理精簡(jiǎn),、現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少,、建造周期短及環(huán)境保護(hù)效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在隔聲,、能耗,、及空間使用面積等方面較傳統(tǒng)施工的同類(lèi)型建筑的可控性更強(qiáng)。現(xiàn)依托上海市某裝配式住宅項(xiàng)目,，介紹其建筑外墻板、內(nèi)墻板,、樓承板,、屋面板的構(gòu)造、特點(diǎn)及施工關(guān)鍵技術(shù),。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑,； 外墻板； 內(nèi)墻板,； 樓承板,； 綠色,； 節(jié)能

CONSTRUCTION TECHNOLOGY FOR THE CONNECTION NODES OFWALL PANELS OF PREFABRICATED STEEL STRUCTUREYin Lanning　Yu Wangyang　Yue Kun

(China MCC20 Group Corp. Ltd， Shanghai 201900,， China)

ABSTRACT：Prefabricated building has advantages of simple management, less on-site wet construction, short construction period and obvious effect of environmental protection and it has a stronger controllability especially with regard to the aspects of sound insulation, energy consumption and space utilization area compared with the same type of buildings with traditional construction. Based on a prefabricated residence project in Shanghai, this paper introduced the structures, characteristics and the key construction techniques of the external and internal wall panels, floor deck and the roof panel.

KEY WORDS：prefabricated steel structure building; external wall panels; internal wall panels; floor deck; green; energy saving

*國(guó)家“十二五”課題支撐資助項(xiàng)目(2012BAJ13B05),。

第一作者：尹蘭寧，女,，1965年出生,，教授級(jí)高級(jí)工程師。

Email:[email protected]

2016年上海外環(huán)線以內(nèi)符合條件的新建民用建筑原則上全部采用裝配式建筑,，裝配式建筑比例在逐步提高,，實(shí)現(xiàn)綠色建筑，裝配式建筑和節(jié)能改造勢(shì)在必行,，對(duì)于提高城市環(huán)境質(zhì)量,，推進(jìn)生態(tài)宜居城市建設(shè)具有重要意義。

1　工程概況

該工程位于上海市寶山區(qū)盤(pán)古路北,，鐵力路東,，占地面積為11 270.2 m2，總建筑面積為19 623.58 m2,。由3棟10～15層不等的高層住宅樓,，以及多棟一層配套用房組成(圖1)。

圖1　建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃

2　施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1　墻板類(lèi)型及構(gòu)造

蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板(以下簡(jiǎn)稱ALC板)指采用以水泥,、石灰,、砂為原材料，配上防銹處理的鋼筋網(wǎng)片,，經(jīng)過(guò)高溫,、高壓、蒸汽養(yǎng)護(hù)和表面加工而成的蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板材,。

2.2　墻板特點(diǎn)

2.2.1　自重輕

干密度0.5～0.55 g/cm3,，是黏土標(biāo)準(zhǔn)磚的1/4，空心磚的1/3,。ALC板容重輕,，B04等級(jí)：(絕干)容重<425 kg>3；B05等級(jí):(絕干)容重<525 kg>3,；B06等級(jí)：(絕干)容重<525 kg>3,。

2.2.2　保溫性能

ALC板內(nèi)有大量的微小互不貫通的孔隙，保溫,、隔熱性能是普通混凝土的10倍,。ALC板導(dǎo)熱系數(shù)小，熱傳導(dǎo)慢。ALC板屬于一級(jí)耐火材料,，耐火溫度高達(dá)700 ℃,，該材料不僅具有好的保溫性能(λ=0.13 W\5m-1\5K-1),也具有較佳的隔熱性能(蓄熱系數(shù)S=2.75 W\5m-2\5K-1)，當(dāng)采用合理的厚度時(shí),，不僅可以用于保溫要求高的寒冷地區(qū),，也可用于隔熱要求高的夏熱冬冷地區(qū)，滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求,。

2.2.3　隔聲性能

該材料是一種由大量均勻的,、互不連通的微小氣孔組成的多孔材料，具有很好的隔音性能,，100 mm 厚ALC板平均隔音量為40.8 dB,，150 mm厚ALC板的平均隔音量為45.8 dB。

2.2.4　便于施工

可以任意開(kāi)槽,，寬度方向不大于300 mm的切割,，立方體抗壓強(qiáng)度不小于4 MPa，單點(diǎn)吊掛力不小于1 200 N,。作為一種非承重圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料完全能夠滿足在各種使用條件下對(duì)板材抗彎,、抗裂及節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度要求，是一種輕質(zhì)高強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料,，適合標(biāo)準(zhǔn)化,、工業(yè)化生產(chǎn)，有專用的連接件及配套體系,，安裝效率非常高,。

2.2.5　其他性能

ALC板使用了一種不燃的無(wú)機(jī)硅酸鹽材料，具有很好的耐火性能和抗老化性能,，板材壽命可以與各類(lèi)建筑物使用壽命相匹配,，抗凍性、抗?jié)B性及軟化系數(shù)均已達(dá)到綠色環(huán)保材料標(biāo)準(zhǔn),。

2.3　技術(shù)要求

按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行深化排版和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),，采用Revit軟件的幕墻網(wǎng)格進(jìn)行板材排版設(shè)計(jì)，確保板材下料最優(yōu),、最快,、最省，避免不必要的浪費(fèi),，快速統(tǒng)計(jì)出工程量,，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化排版設(shè)計(jì)。排版原則上可選橫排或者豎排,，板材寬度不得小于300 mm，門(mén),、窗,、洞口板材斷開(kāi),，采用上懸下固的方式進(jìn)行板材布置(圖2)。門(mén)窗洞口設(shè)置整體框架龍骨,，采用自攻螺釘固定于四周板材上,，使上懸下固的板材有可靠的連接，實(shí)現(xiàn)墻面的整體剛度和穩(wěn)定性,。

圖2　幕墻網(wǎng)格排版技術(shù)

2.4　關(guān)鍵施工技術(shù)

2.4.1　基層處理與放線

對(duì)上道工序進(jìn)行驗(yàn)收,，合格后清除基層灰塵、污垢后放線,，按照施工圖紙要求彈灰線,，保證安裝準(zhǔn)確快捷。

2.4.2　板材配置原則

豎向安裝：便于設(shè)置保溫層,，可用于任何部位的墻板安裝施工,。

橫向安裝：板材橫向用于住宅輔助用房(對(duì)建筑節(jié)能沒(méi)特殊要求)的外墻安裝以及間距不大(柱間距D≤4 m)的內(nèi)墻安裝。

深化設(shè)計(jì)時(shí),，盡量將不完整的板材(板材寬度為W,，300 mm≤W≤600 mm)設(shè)置于門(mén)、窗,、洞口邊緣,，與門(mén)、窗,、洞口的鋼骨架相連,，達(dá)到穩(wěn)固的作用。

2.4.3　安裝及節(jié)點(diǎn)處理

安裝過(guò)程應(yīng)注意施工安全,，卷?yè)P(yáng)機(jī)的加固措施以及板材最少吊掛點(diǎn)數(shù)的復(fù)核,，確保按安裝方案及安全專項(xiàng)方案實(shí)施。

拼縫采用砂漿填縫,，節(jié)點(diǎn)分為以下幾種類(lèi)型：

1)外墻板與梁連接節(jié)點(diǎn),。雙層ALC板+保溫層(節(jié)點(diǎn)1)，用于外墻保溫墻體的施工(圖3),。如圖4所示,，首先安裝室外一側(cè)的ALC板，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升至安裝樓層高度,，用纜風(fēng)繩拉近至安裝位置,，將L形勾頭固定于型鋼梁下翼緣外側(cè)的通長(zhǎng)焊接的角鋼上；其次,，鋪設(shè)保溫板材,，填充密實(shí)；最后，安裝內(nèi)側(cè)ALC板,，在墻體內(nèi)側(cè)將ALC板與L形連接件擰緊后再將最后一層L形緊固件卡進(jìn)ALC板頂部,，焊接牢固后，用自攻螺釘將ALC板與L形緊固件連接,，填補(bǔ)灰縫之后完成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)安裝,，如圖4所示。

1—ALC板厚100 mm;2—保溫隔熱層厚80 mm;
3—JC膠水界面劑,；4—7 mm厚 1∶3水泥砂漿打底,；
5—耐堿玻纖網(wǎng)格布；6—15 mm厚抗裂砂漿;
7—PL150 mm×50 mm×6 mm;8—H形鋼梁,；
9—5 mm厚卡具,；10—自攻螺釘；11—65×6,；12—φ8拉鉤,。
圖3　外墻板與梁連接節(jié)點(diǎn)1

1—L形鉤頭；2—通長(zhǎng)角鋼,；3—L形連接桿,；4—L形緊固件。
圖4　連接件示意

單層ALC板(節(jié)點(diǎn)2),，用于對(duì)保溫要求不高的外墻圍護(hù)墻體的施工(圖5),。該節(jié)點(diǎn)上的通長(zhǎng)角鋼與H形鋼梁屬于預(yù)制節(jié)點(diǎn)，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)將ALC板提升至安裝位置將L形拉鉤與鋼梁下翼緣通長(zhǎng)角鋼焊接,，焊接完成后將L形拉鉤一端的螺帽擰緊,，繼續(xù)安裝上面一塊ALC板時(shí)，將連接件放置在下端兩塊ALC板頂部之間,，連接件用豎向鋼筋貫通連接,，上端ALC板就位之后將ALC板下部L形拉鉤與鋼梁上翼緣焊接牢固并擰緊螺栓，填補(bǔ)灰縫之后完成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的安裝,。

1—連接件,；2—ALC板；3—豎向鋼筋,；
4—樓板,；5—L形拉鉤；6—H形鋼梁,；7—通長(zhǎng)角鋼,。
圖5　外墻板與梁連接節(jié)點(diǎn)2

注：A1為100 mm厚ALC板；A2為50 mm厚ALC轉(zhuǎn)角板,；
B為保溫板,；C3為T(mén)形連接件,； C1、C2為連接件,。
圖6　外墻板與柱連接節(jié)點(diǎn)1

圖7　C1,、C2連接件

2)保溫外墻板與柱連接節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)1如圖6所示,，C1、C2連接件如圖7所示,。雙層ALC板+保溫層(節(jié)點(diǎn)1),，用于外墻保溫墻體的施工。與鋼柱連接處,，首先將外側(cè)ALC(A1和A2)板安裝固定之后,，再將C3連接件插入兩塊板之間的縫隙處，將C3外側(cè)的自攻螺釘固定之后,，將T形節(jié)點(diǎn)焊接于鋼柱上,，然后鋪設(shè)保溫板以及安裝內(nèi)層ALC板。

3)外墻板與樓板(地面)連接,。單層ALC板(節(jié)點(diǎn)2),，用于對(duì)保溫要求不高的外墻圍護(hù)墻體的施工(圖8)。安裝順序只比單層 ALC板外墻板與梁連接多一道箱形柱轉(zhuǎn)角處50 mm厚ALC板的安裝,，轉(zhuǎn)角ALC板采用C3連接件連接,，與鋼柱為焊接，與ALC板為自攻螺釘連接,，C3連接板外形為T(mén)形 (T150 mm×150 mm×5 mm),。

1—通長(zhǎng)角鋼；2—50 mm厚轉(zhuǎn)角ALC,；
3—豎向鋼筋,；4—100 mm厚ALC;5—拉鉤；
6—箱形柱,；7—連接件,；8—鋼梁。
圖8　外墻板與柱連接節(jié)點(diǎn)2

墻面構(gòu)造層施工順序?yàn)椋合韧瓿赏鈧?cè)ALC板安裝后將卡件E1布置在ALC板之下,，并焊接固定,，而后將卡件E2與ALC板和E1連接牢固，然后安裝保溫板,，再放置E1卡件和安裝內(nèi)側(cè)保溫板材,，最后連接E2。該節(jié)點(diǎn)也可以單層ALC板安裝(圖9),。

注：E1為L(zhǎng)形長(zhǎng)卡件,；E2為L(zhǎng)形短卡件,；F1為預(yù)埋鋼板。
圖9　外墻板與樓板(地面)連接節(jié)點(diǎn)

4)組合樓板與墻連接,。首先安裝外墻板,，將樓層邊緣梁上的邊模板F3及懸挑角鋼固定于鋼梁上，再安裝外側(cè)ALC板材,，然后將C3(L形連接件)插入角鋼與ALC板之間的預(yù)留縫隙,，最后打上自攻螺釘緊固(圖10、圖11),。

1—現(xiàn)澆混凝土,；2—栓釘；3—φ8負(fù)彎矩鋼筋,；
4—組合樓板,；5—溫度筋。
注：F3為1.0 mm厚邊模板,；F2為懸挑角鋼,；
C3為L(zhǎng)形連接件。
圖10　組合樓板連接節(jié)點(diǎn)示意

1—現(xiàn)澆混凝土,；2—栓釘,；3—φ8負(fù)彎矩鋼筋；
4—組合樓板,；5—溫度筋,；6—H300×150;7—H400×200。
注：其他圖注見(jiàn)圖6,、圖10,。
圖11　組合樓板節(jié)點(diǎn)大樣

5) 內(nèi)墻板的連接。內(nèi)隔墻板安裝參照外墻ALC板內(nèi)側(cè)板與梁的連接及與樓板連接的方法,，放置卡件E1后安裝ALC板,，最后將卡件E2與E1和ALC板緊固(圖12)。

1—型鋼梁,；2—5 mm厚卡具,；3—自攻螺釘；
4—ALC板,；5—6 mm預(yù)埋鋼板,。
圖12　內(nèi)墻板節(jié)點(diǎn)

6)內(nèi)墻與鋼柱(外墻)的連接。連接件和板材代號(hào)參考圖6節(jié)點(diǎn)外墻板與柱的連接,。節(jié)點(diǎn)施工順序?yàn)椋和鈮Π灏惭b→內(nèi)隔墻安裝→連接件C1,、C2安裝(圖13)。

1—箱形柱,。
圖13　內(nèi)墻與鋼柱(外墻)連接節(jié)點(diǎn)

7) 板與板連接,。板與板不直接連接,，如有需要連接處需設(shè)置鋼龍骨過(guò)梁，ALC板與鋼龍骨采用50 mm長(zhǎng)自攻螺釘間距300 mm緊固連接,，ALC板不能直接與ALC板上下連接,，避免下部板破碎后上部板會(huì)直接掉落的現(xiàn)象。

8) 墻板與門(mén)窗連接,。門(mén)窗洞口處施工時(shí)應(yīng)先安裝窗框兩側(cè)的ALC板以及窗框底部ALC板后安裝鋼骨架,，最后安裝門(mén)窗框上部的ALC板，采用自攻螺釘間距300 mm緊固,。

ALC板預(yù)留出的門(mén)窗洞口需要一個(gè)剛性的框架連接,，與四周的ALC板材組成一個(gè)整體框架。鋼框架與ALC板之間鋪設(shè)一層厚2 mm的止水膠,，然后用自攻螺釘按照300 mm間距將鋼框架緊固在ALC板上，在固定板材的同時(shí)也為門(mén)窗的安裝預(yù)留出了準(zhǔn)確的洞口尺寸(圖14,、圖15),。

圖14　門(mén)窗洞口ALC板連接節(jié)點(diǎn)

圖15　BIM技術(shù)排版模型

2.4.4　管線及埋線安裝

內(nèi)墻：首先將管線的插槽布置于ALC板表面，其次是ALC板表面連接冷彎薄壁型鋼龍骨,，最后將裝飾板(石膏板等)與龍骨相連,，完成施工作業(yè)。

外墻：管線布置保溫層內(nèi),，與保溫層同時(shí)進(jìn)行施工,，外墻內(nèi)側(cè)板開(kāi)孔槽安裝插槽開(kāi)關(guān)等，完成外墻管線的布置,。

2.4.5　門(mén)窗框安裝

由于門(mén),、窗、洞口已有鋼龍骨框架預(yù)留,，尺寸誤差為±2 mm,，門(mén)窗安裝按照正常的施工規(guī)程作業(yè)。

2.4.6　檢查,、校正,、補(bǔ)強(qiáng)

對(duì)所采用板材的垂直度、勾縫劑的密實(shí)度進(jìn)行全數(shù)檢查,，要求合格率達(dá)到100%,。

2.4.7　墻板抹灰

防水膩?zhàn)樱浪z涂面,，裝飾面,。

3　結(jié)束語(yǔ)

1)通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)墻面進(jìn)行合理的排版設(shè)計(jì)，保證了裝配式墻面圍護(hù)系統(tǒng)所有板材能一次性安裝就位,，避免二次加工,。

2)鋼結(jié)構(gòu)住宅常用的內(nèi)墻板多為輕質(zhì)復(fù)合墻板,，采用100～125 mm厚B04級(jí)ALC板能達(dá)到52.5 dB的隔聲效果，并且預(yù)制鋼梁(上,、下翼緣)處焊接的通長(zhǎng)角鋼在ALC板安裝過(guò)程中定位精準(zhǔn),，解決了傳統(tǒng)的水泥發(fā)泡劑連接不牢固問(wèn)題，有效地抵抗了水平外力作用,，避免發(fā)生位移,。

3)外墻板上、下都采用鉸接,，相比傳統(tǒng)的輕質(zhì)復(fù)合墻板上端鉸接,，下端擱置樓板邊緣采用發(fā)泡水泥灌縫連接可靠性更高。鋼柱采用50 mm厚轉(zhuǎn)角ALC板包覆,，有效地消除了冷熱橋效應(yīng),。

4)ALC板為蒸壓混凝土砌塊，溫度變形小,，并且板材之間均采用凹凸對(duì)接,，不僅預(yù)留了一定的溫度變形縫，防止板材的溫度變形,，還可避免雨水的滲漏,，符合一般多層住宅的施工要求。

5)ALC板連接件采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),，其中80%的連接均采用L形拉鉤焊接于鋼梁上,、下翼緣的通長(zhǎng)角鋼上，10%的采用自攻水泥螺釘緊固,，10%的采用T形連接件,，安裝節(jié)點(diǎn)具有標(biāo)準(zhǔn)化的連接件，有著廣泛的通用性,，解決了裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅配套外,、內(nèi)墻連接節(jié)點(diǎn)的難題，減少了現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè),，有效提高了現(xiàn)場(chǎng)的施工工效,，使之在生產(chǎn)制作和安裝等方面具備高度工業(yè)化，有著綜合的經(jīng)濟(jì)效益和很好的發(fā)展前景,。

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收稿日期：2015-08-26

DOI:10.13206/j.gjg201512018