李曉青 曹 旭

上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

1 概況

1.1工程概況

中山大學(xué)·深圳建設(shè)工程項(xiàng)目總承包（Ⅲ標(biāo)）項(xiàng)目位于深圳市光明新區(qū)公常路以北、康弘路以東、羌下二路以西，與東莞黃江接壤的豬婆山、豬公山周邊區(qū)域，總建筑面積51萬 m2。其中理工科組團(tuán)（一）結(jié)構(gòu)地下1層、半地下1層、地上8層，建筑高度50.36 m，幕墻面積約8萬 m2。如圖1所示，外立面形式主要為陶磚幕墻＋鋁合金門窗，局部采用石材幕墻與玻璃幕墻。陶磚幕墻包括大面陶磚、陶磚柱、鏤空陶磚。

圖1 理工科組團(tuán)（一）

建筑布局以3個(gè)“回”字形體量相互嵌套，形成3個(gè)內(nèi)部庭院，左右兩側(cè)與中間存在14.4 m的高差。

1.2陶磚幕墻概況

1.2.1 陶磚幕墻材料

陶磚幕墻的材料分為陶磚面層以及配套低堿砂漿，水平力由鍍鋅鋼架承擔(dān)。鋼架與陶磚之間通過不銹鋼拉結(jié)件傳力。

1.2.2 體系形式

1）大面陶磚及陶磚柱的構(gòu)造形式。大面陶磚及陶磚柱的施工工藝為滿漿砌筑，由結(jié)構(gòu)挑板（梁）承受豎向荷載，通過不銹鋼拉結(jié)件與鍍鋅鋼通骨架螺栓固定連接，為陶磚墻體提供橫向拉結(jié)的作用。如圖2所示，在主體結(jié)構(gòu)中預(yù)留預(yù)埋件為鍍鋅鋼通骨架提供著力點(diǎn)，鍍鋅鋼通骨架與預(yù)埋件之間采用鍍鋅角鋼焊接。層間挑板部位由薄磚濕貼加鋼銷固定。

圖2 大面陶磚及陶磚柱的構(gòu)造形式

2）鏤空陶磚的構(gòu)造形式。鏤空陶磚施工工藝為干掛，由結(jié)構(gòu)挑板（梁）承受豎向荷載，鏤空磚通過矩形不銹鋼鋼管穿芯交錯連接，鏤空磚之間采用不銹鋼墊片隔斷，如圖3、圖4所示。

圖3 鏤空陶磚

圖4 鏤空陶磚構(gòu)造形式

2 陶磚幕墻深化設(shè)計(jì)

2.1灰縫深化設(shè)計(jì)

陶磚幕墻外立面表現(xiàn)效果主要由磚本身的顏色及灰縫的寬度來呈現(xiàn)，考慮異形柱角度，磚型及灰縫留設(shè)位置需要進(jìn)行事先排板，以確保美觀。如圖5所示，排板深化設(shè)計(jì)原則如下：豎縫位置不應(yīng)在陶磚幕墻轉(zhuǎn)角位置；上一層陶磚與下一層陶磚豎縫不應(yīng)在同一位置，上下層要保持錯縫，且錯縫的位置要接近半磚，異形柱位置可以通過調(diào)整磚型來滿足；跳層豎縫位置預(yù)留應(yīng)在同一豎直線上。

圖5 灰縫排板

陶磚幕墻部分位置采用了豎向陶磚，原設(shè)計(jì)未考慮豎磚的高度與橫向磚加灰縫高度的模數(shù)匹配，導(dǎo)致相鄰區(qū)域錯縫。在深化設(shè)計(jì)中，考慮了豎磚部分灰縫略微增大、相鄰橫磚灰縫略微縮小等方式，使得兩者高度匹配，確保了整體的美觀，如圖6所示。

圖6 相鄰區(qū)域錯縫

2.2磚型深化設(shè)計(jì)

2.2.1 陶磚柱磚型深化設(shè)計(jì)

原設(shè)計(jì)僅考慮了整體的效果，并未考慮工期與施工的便利性，導(dǎo)致磚型種類較多。深化設(shè)計(jì)通過以下方式，在不影響整體效果的前提下，合并磚型，提升施工效率，增加施工容錯率。

通過調(diào)整灰縫，合并磚型。部分異形磚尺寸相差10～20 mm，通過灰縫的微調(diào)，將其與其他磚型合并。

將異形陶磚柱兩側(cè)轉(zhuǎn)角陶磚磚型合并，陶磚柱為對稱形狀，兩側(cè)轉(zhuǎn)角角度相同，為確保陽角為一體化效果，均需要采用異形磚整體開模。原設(shè)計(jì)此處2塊磚尺寸均不相同，而通過深化將兩者尺寸統(tǒng)一，將尺寸差部分交由端頭收頭磚消化，減少了陶磚型號。由于此類磚數(shù)量巨大，深化后的施工效率提升明顯[1-2]。

2.2.2 轉(zhuǎn)角豎磚深化設(shè)計(jì)

陶磚幕墻豎磚轉(zhuǎn)角部位，需要無論從哪個(gè)面看均為53 mm寬的豎磚。同時(shí)由于原豎磚僅有一面可視，另外一面為工藝孔洞，故而需要定制兩面可視、尺寸為53 mm×53 mm×240 mm的豎磚，以確保效果，如圖7所示。

圖7 轉(zhuǎn)角豎磚

2.2.3 轉(zhuǎn)角鏤空陶磚深化設(shè)計(jì)

鏤空陶磚轉(zhuǎn)角區(qū)域，原穿芯鋼通是30 mm×70 mm的長條形，2個(gè)方向疊加后孔洞位置不重合（圖8）。有2種解決方案：一是縮小方通，采用30 mm×30 mm方通；二是定制專門的方形孔洞。由于角部受力較大，故只能采用第2種方案，最終采用60 mm×60 mm的方通，留設(shè)70 mm×70 mm的結(jié)構(gòu)洞，確保了效果及受力安全，如圖9所示。

圖8 原轉(zhuǎn)角疊加后效果

圖9 深化后轉(zhuǎn)角鏤空磚

2.3孔洞率的深化設(shè)計(jì)

陶磚為高溫?zé)Y(jié)多孔磚，強(qiáng)度等級不低于MU25，設(shè)計(jì)要求孔洞率≥28%，正偏差1%，不允許有負(fù)偏差。陶磚在生產(chǎn)制作中由于焙燒工藝因素的影響，在原有設(shè)計(jì)孔洞的基礎(chǔ)上需增加工藝孔洞。

標(biāo)準(zhǔn)磚與異形磚都無需考慮功能孔洞，只需考慮工藝孔洞，并滿足孔洞率≥28%即可。深化設(shè)計(jì)后的標(biāo)準(zhǔn)陶磚孔洞率為28.2%，8個(gè)貫穿孔洞均勻等分排列。異形磚采用矩形及異形貫穿孔洞均勻等分排列。

薄磚與鏤空磚由于施工工藝要求，需要設(shè)置功能孔洞和工藝孔洞。薄磚需要預(yù)留不銹鋼插銷的連接孔洞，薄磚厚度只有30 mm，孔洞寬度不宜過寬。由于薄磚與主體結(jié)構(gòu)之間滿漿灌縫，所以在薄磚靠近主體結(jié)構(gòu)的那一面需要增加砌筑砂漿槽。鏤空磚由不銹鋼方通穿芯連接，所以需要預(yù)留功能孔洞。

2.4構(gòu)造拉結(jié)深化設(shè)計(jì)

通過風(fēng)洞及抗震臺試驗(yàn)，得出結(jié)論：陶磚幕墻底部變形較大，但直至12皮磚一拉結(jié)均能保持不破壞。故而將原5皮磚拉結(jié)改為8皮磚拉結(jié)，同時(shí)從底部2皮磚開始拉結(jié)；陶磚骨架的橫梁撓度需控制在1/500，故方鋼管尺寸變大。

2.5施工腳手架拉結(jié)深化設(shè)計(jì)

本工程采用落地腳手架與懸挑腳手架結(jié)合的方式，懸挑腳手架的工字鋼及連墻件均會穿過陶磚幕墻。為了施工過程中的安全，連墻件不能拆除。針對這些現(xiàn)場施工實(shí)際情況，對陶磚砌筑工藝進(jìn)行了優(yōu)化。主要如下：

1）陶磚柱部位，由于陶磚柱寬度較窄，能夠滿足腳手架拉結(jié)的要求，故可以將陶磚柱部位的腳手架拉結(jié)轉(zhuǎn)換至門窗洞口部位，如圖10所示。

圖10 連墻件在洞口處構(gòu)造

2）大面陶磚部位沒有洞口可以置換，但為確保進(jìn)度必須持續(xù)施工，因此采用了洞口區(qū)域留空，上方加設(shè)不銹鋼網(wǎng)片作為臨時(shí)“過梁”的施工措施，確保了施工進(jìn)度，避免了脫空區(qū)域陶磚變形的風(fēng)險(xiǎn)。后續(xù)隨著落架進(jìn)行陶磚的補(bǔ)砌，如圖11、圖12所示。

圖11 型鋼懸挑梁預(yù)留洞做法

圖12 連接件預(yù)留洞做法

2.6復(fù)雜部位節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)

2.6.1 陶磚柱與陶瓦斜屋面連接處深化設(shè)計(jì)

工程在前期準(zhǔn)備階段中發(fā)現(xiàn)陶磚柱在陶瓦斜屋面連接處的做法不明確，陶瓦斜屋面防水材料需要有上翻的空間為其收頭。為確保陶磚的受力可靠，基面要平整。如圖13所示，在斜屋面上澆筑混凝土墩子。混凝土墩子外部采用同工程中跨樓層處貼薄磚做法。

圖13 陶磚柱在陶瓦斜屋面連接處做法

2.6.2 變形縫位置承載構(gòu)件深化設(shè)計(jì)

此工程在低區(qū)主體結(jié)構(gòu)和高區(qū)主體結(jié)構(gòu)間存在變形縫，陶磚幕墻的陶磚骨架與豎向受力構(gòu)件分別在2個(gè)高低區(qū)，傳力路徑不清晰，若發(fā)生變形，容易拉裂。如圖14所示，在高區(qū)主體結(jié)構(gòu)上增加結(jié)構(gòu)懸挑板承受陶磚幕墻的豎向荷載，使此位置陶磚幕墻不受變形縫影響而發(fā)生形變。

圖14 變形縫位置增加結(jié)構(gòu)懸挑板

2.6.3 復(fù)雜部位三維深化設(shè)計(jì)

如圖15所示，在大小陶磚柱轉(zhuǎn)換的部位，采用了壓頂鋁板收頭。由于建筑造型要求，大小陶磚柱均為尖角收頭，導(dǎo)致整個(gè)壓頂鋁板是一個(gè)異形多邊形?，F(xiàn)場較難放樣，結(jié)合三維技術(shù)，深化具體尺寸，確保了順利施工。

圖15 大小陶磚柱

3 結(jié)語

在中山大學(xué)理工科組團(tuán)（一）項(xiàng)目中，通過合理排布陶磚、全面考慮磚型、精確計(jì)算孔洞率、謹(jǐn)慎選擇拉結(jié)方式及有效處理復(fù)雜部位節(jié)點(diǎn)等措施，完美地展現(xiàn)出傳統(tǒng)校園“紅磚綠瓦”的風(fēng)格。小到每一塊陶磚的拼接，大到每一個(gè)陶磚幕墻造型的相互連接，無不展現(xiàn)了“匠心精神”。通過減少磚的種類與數(shù)量、合理的節(jié)點(diǎn)處理等深化設(shè)計(jì)，在保證陶磚幕墻美觀性的同時(shí)，有效控制了工程成本，保證了施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)和建筑質(zhì)量的最佳平衡。