沈萬玉， 李 花， 王從章， 田朋飛， 姚 翔

(安徽富煌鋼構(gòu)股份有限公司，安徽 巢湖 238076)

0 引 言

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑指的是以鋼結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)體系同時兼具圍護系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)和內(nèi)裝系統(tǒng)[1]且協(xié)調(diào)統(tǒng)一的建筑。安徽阜陽市潁泉區(qū)棚戶區(qū)改造抱龍安置區(qū)一期工程位于安徽省阜陽市潁泉區(qū)。該項目是以裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑實施建造，其技術(shù)體系為：結(jié)構(gòu)體系為鋼管混凝土框架支撐、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯；圍護體系為預(yù)制混凝土保溫夾芯外掛墻板,即PC幕墻；通過ALC內(nèi)墻條板穿電氣管線和PC幕墻電氣管線集成，符合設(shè)備系統(tǒng)的SI系統(tǒng)管線分離思想；通過內(nèi)裝設(shè)計理念實現(xiàn)內(nèi)裝系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。文章是基于該項目對PC幕墻的設(shè)計、制作、安裝總結(jié)。

1 設(shè)計要點

PC幕墻進行集成設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合建筑、結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備、裝飾、制作工藝、運輸、施工安裝以及運營維護等多方面的因素綜合確定，并應(yīng)符合標準化要求，以少規(guī)格、多組合的方式實現(xiàn)多樣化的建筑外圍護體系。PC幕墻結(jié)構(gòu)組成[3]如下：

1.1 產(chǎn)品建筑性能設(shè)計

(1)隔聲、保溫節(jié)能設(shè)計。PC幕墻具有優(yōu)越的隔聲保溫性能。據(jù)規(guī)范《預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，本墻板隔聲大于48dB，滿足規(guī)范要求。

PC幕墻具有優(yōu)越的保溫性能。本墻板采用50厚鋼筋混凝土(C30)+50厚擠塑聚苯板+50厚鋼筋混凝土(C30)，傳熱系數(shù)為0.58。

(2)防水、防火設(shè)計。PC幕墻選用了構(gòu)造與材料相結(jié)合的防排水綜合系統(tǒng)。水平縫采用高低縫，內(nèi)側(cè)采用密閉性止水條。外側(cè)采用防水性能、耐候性能和耐老化性能優(yōu)良的防水密封膠作嵌縫材料。豎縫采用減壓導水槽，每隔三層的垂直縫底部設(shè)置排水管，排水管宜采用PVC材料，內(nèi)徑不應(yīng)小于10mm。

PC幕墻具有優(yōu)越的保溫性能。按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016-2014)第5.1.2條，非承載外墻構(gòu)件一級及二級耐火極限需>1.00 h，據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016-2014)，續(xù)附錄1，鋼筋混凝土大板墻(C20)60厚耐火極限為1.00 h，120厚耐火極限為2.60 h，本墻板采用50厚鋼筋混凝土(C30)+50厚擠塑聚苯板+50厚鋼筋混凝土(C30)，耐火極限>1.00 h，滿足規(guī)范要求。

(3)健康檢測系統(tǒng)設(shè)計。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是保證重大工程結(jié)構(gòu)安全的重要手段，對于保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全以及經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。[2]PC幕墻可以通過產(chǎn)品部品件預(yù)埋芯片技術(shù)完成結(jié)構(gòu)健康檢測。

1.2 產(chǎn)品力學性能設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)與外掛式墻板之間需要合理的連接形式(圖1)，如何選取結(jié)構(gòu)安全且施工便利的連接方式，意義重大，國內(nèi)市場上出現(xiàn)一些連接節(jié)點，但基本上不能同時兼具結(jié)構(gòu)安裝與施工便利兩者。

與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用柔性連接，連接節(jié)點[4]具有足夠的承載力和適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)變形的能力。

通過PC幕墻抗彎實驗(圖2)表明：抗彎承載力是自重的13.32倍，抗彎性能優(yōu)秀。框架整體抗震實驗表明滯回環(huán)包圍面積較大，耗能性能好。連接節(jié)點力學性能實驗表明：豎向受壓承載力達到350 kN，水平受拉承載力達到160 kN，節(jié)點力學性能優(yōu)秀。實驗數(shù)據(jù)綜合表明：該板材及連接件具有良好的力學性能。

圖2 力學實驗

2 加工制作

2.1 工藝思路

由于PC幕墻為50 mm混凝土內(nèi)葉、50 mm擠塑聚苯板、50 mm混凝土外葉組成，需要兩次澆筑成型。考慮與主體結(jié)構(gòu)連接預(yù)埋直螺紋套筒出口朝向及預(yù)埋電氣線盒朝向，選擇正打工藝，即：模臺面為內(nèi)葉面，背模臺面為外葉面，也為混凝土澆筑可視面。該工藝還可實現(xiàn)外葉外側(cè)微拉毛，保證了真石漆噴涂黏接牢固。澆筑混凝土時，電氣線盒的固定通過模臺定位螺母精確定位，預(yù)埋直螺紋套筒通過模具桁架進行精確定位，網(wǎng)片鋼筋保護層厚度通過不銹鋼桁架拉結(jié)件波紋腹筋與上、下弦鋼筋控制。保溫層通過內(nèi)葉混凝土初凝后鋪設(shè)并二次澆注外葉混凝土工藝控制墻板厚度方向上的空間定位。

2.2 工藝流程

PC幕墻加工制作具體工藝流程如圖3所示。

圖3 制作工藝

3 安裝

3.1 工藝思路

吊裝總體分為兩步：初步安裝就位、微調(diào)終擰螺栓。初步安裝就位過程，利用墻板頂部吊裝孔進行吊裝，利用墻板下部兩個預(yù)埋螺栓與本層鋼梁連接，利用墻板上部另外兩個預(yù)埋螺栓與上層鋼梁連接。微調(diào)墻板時，利用原吊裝孔通過電動葫蘆掛住上層鋼梁，可實現(xiàn)平面內(nèi)水平方向、平面外水平方向、豎直方向三維調(diào)節(jié)，保證了墻板安裝精度。

3.2 工藝流程

PC幕墻安裝具體工藝流程如圖4所示。

圖4 安裝工藝

4 小結(jié)及展望

文章介紹了鋼結(jié)構(gòu)住宅PC幕墻維護系統(tǒng)產(chǎn)品及設(shè)計、制作、安裝環(huán)節(jié)。并總結(jié)了以下要點：

(1)確了產(chǎn)品設(shè)計要點：力學性能設(shè)計、保溫隔聲設(shè)計、防火性能設(shè)計、防水性能設(shè)計。

(2)提出了產(chǎn)品加工十個步驟：模臺清理、組裝模具、安裝預(yù)埋、布料、夾心保溫板鋪設(shè)、鋼筋及預(yù)埋件綁、外葉板二次澆筑、振動收光、養(yǎng)護窯養(yǎng)護、出窯運至堆場，保證了產(chǎn)品品質(zhì)。

(3)給出了產(chǎn)品安裝九個步驟：安裝下連接節(jié)點、安裝起吊吊環(huán)、起吊墻板、安裝上連接節(jié)點、微調(diào)墻板、終擰螺栓、板縫防火施工、板縫防水施工、外墻板真石漆噴涂，確保了墻體安裝精度。

由于PC幕墻由混凝土材料組成，該墻板單位面積重量為250 kg，與其他輕質(zhì)材料相比較，產(chǎn)品容重較大，對板材與主體結(jié)構(gòu)連接要求較高。借助建筑材料的研究方法[5]，尋求一種輕能替代該板材內(nèi)外葉混凝土的輕質(zhì)材料[6]，是我們需要繼續(xù)努力的方向[7]。