钢结构住宅全预制保温外墙板施工技术研究

2022-01-20杨镇州盛林峰上海市机械施工集团有限公司上海200072

绿色建筑 2021年6期

杨镇州，盛林峰，杨杰(上海市机械施工集团有限公司，上海 200072)

1 使用背景

上海市浦东新区惠南新市镇 25 号单元（宣桥）05-02 地块钢结构住宅工程建筑面积约 5 950 m2，建筑高度为43.6 m，为 14 层小高层住宅。本住宅楼工程为钢结构装配式住宅，是以钢结构为载体，搭配混凝土预制构件组合而成，预制率 74.9%。

本工程全预制保温外墙板根据建筑风格及套内房间分布情况，共分为 42 块/层，工程总计 584 块外墙板。全预制保温外墙板由 60 mm 配筋混凝土＋40 mm 保温层＋60 mm配筋混凝土组成。

商品住宅楼对建筑立面要求较高，因此全预制保温外墙板在现场的安装精度决定建筑外观效果。本工程采用的全预制保温外墙板为工厂内将内页、外页及夹心保温层一次成型，施工现场无其他现浇作业，同时因为主体结构为钢框架，因此如何将混凝土预制构件与钢结构可靠连接以及如何做到施工便捷，是本类工程施工的重点。

2 设计及施工技术难点

设计及施工技术难点如下。

（1）为实现住宅楼建筑风格，本工程全预制保温外墙板无法实现小分段的要求，因此外挂墙板单块重量远超同户型混凝土装配式住宅，因此连接节点是否可以满足现场便捷施工的条件，是需要考虑的重要问题。

（2）全预制保温外墙板安装精度要求较高，如何做到安全、经济、高效、精准，是需要解决的技术难题。

3 研究对策

通过采用“牛腿型连接节点”技术解决外墙板的安装及连接问题；通过采取“细化施工步骤，设置微调措施”的技术手段解决全预制保温外墙板安全、经济、高效、精准安装的技术难题。

3.1 牛腿型连接节点

全预制保温外墙板与钢框架之间通过连接铁件连接，满足规范[2]，其中连接铁件分为上节点连接件及下节点连接件。为满足墙板安装过程中的微调需求，连接件均设有调节余量。上下节点连接件均由 2 部分组成，即板内预埋铁件及钢梁翼缘连接支座。连接节点示意图如图1 所示。

图1 连接节点示意图

为保证外墙板在安装过程中可以快速就位以及方便精度调整的要求，对下连接节点进行优化，将原有的预埋螺栓套筒的连接形式调整为预埋型钢埋件的形式，使下连接节点在安装过程中可以起到钢牛腿的作用，提高一定的安装便捷性以及连接节点的可靠性。

3.2 细化施工步骤，设置微调措施

因本工程全预制保温外墙板施工精度要求较高，因此在外墙板起吊至安装位置时，需对外墙板的空间位置进行微调，针对外墙板的施工调节内容主要由测量及微调 2 部分组成。外墙板由吊点（吊装螺栓套筒）、上连接节点、下连接节点、脱模套筒组成，在外墙板安装后，需对板子在X、Y、Z3个方向进行微调。全预制保温外墙板示意图如图2 所示。

图2 全预制保温外墙板示意图

测量包括前期轴线施放、连接点位测量放线、施工过程中测量、安装后测量 4 部分。其中轴线施放及连接点位测量均在外墙板安装前完成，根据外墙板平面布置图及连接点平面布置图在楼板及钢梁翼缘位置放线。施工过程中测量工作主要为标高、平面测量，在外墙板外立面上端粘贴反光贴，在安装调节过程中实时测量。

外墙板的安装调节为本工程施工的重点，根据外墙板连接节点的特点及形式，主要分为以下步骤。

（1）首先将上节点支座焊接在钢梁下翼缘位置，平面位置根据上节点平面布置图进行放置，如图3 所示。本步骤为重要环节，需对上节点支座进行三维放线，即X、Y、Z方向均需确定位置后才可固定。为保证外墙板安装的精准度，支座放线需依照轴网进行，不得直接根据钢结构边线确定，因此需在楼板位置施放轴网，并将测量点引入施工楼层内，通过全站仪及激光仪操作。

图3 上节点支座安装示意图

（2）外墙板通过塔吊吊装至安装位置后，先将下节点预埋铁件搁置于钢梁上翼缘位置，通过铁件中竖向螺杆进行标高调节，调节过程实时测量，在标高调节至设计高度后，紧固上节点安装螺栓，此时墙板上节点形成约束，同时下节点也已开始承载竖向荷载。

（3）上节点完全固定后，外墙板已基本保持竖直状态，此时使用钢丝绳及手拉葫芦将外墙板与室内钢柱连接，外墙板端通过脱模套筒与吊钉及钢丝绳连接，钢柱端通过抱箍与钢丝绳连接，检查钢丝绳受力情况后，可以进行摘勾，此时楼层内钢丝绳可承担外墙板向外倾覆所产生的力。同时可使用手拉葫芦对外墙板Y方向即垂直度进行微调。

（4）在标高、垂直度均调整完毕的情况下，以下节点外露埋件、钢柱、栓钉作为受力点开始对外墙板X方向进行微调，该处调节可采用 2 种方式。①当下连接节点与最近段钢柱距离＜300 mm 时，可在下节点外露埋件位置安装一块U形卡板，卡板上端通过螺栓与长条板进行连接，长条板端部开孔。钢梁上翼缘位置排布有栓钉，安装花篮螺杆将栓钉与长条板连接，通过调节花篮螺杆进行外墙板X方向的微调。②当下连接节点与最近段钢柱距离＞300 mm时，可使用千斤顶对外墙板X方向进行微调。调节方式为将千斤顶水平放置于钢梁上翼缘，千斤顶顶推的一头紧贴下节点外露埋件，后座紧贴钢柱侧边，若距离过大可使用木方缩短顶推距离。