装配式钢结构建筑外墙变形缝的施工工艺

郑茂荣

摘 要：以某保障性住房项目为研究对象，分析了其项目采用的钢结构住宅产业化技术。其地下室部分采用普通钢筋混凝土结构，地上部分采用钢结构框架支撑结构，这种结构的设计和施工方法在这个项目中得到了成功的应用，以期为其他类似项目提供有益的参考。

关键词：装配式钢结构建筑；外墙变形缝；施工工艺

中图分类号：TU758.11                           文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2023）10-0050-03

0 引言

装配式建筑的发展确实对建筑产业的转型升级起到了积极的推动作用，这种建筑方式通过使用预制构件和高效的施工现场装配，大大提高了施工效率和建筑质量，也降低了材料浪费和环境污染。

1 案例概况

某市某保障性住房规划用地面积为43 505.79 m2，是一个相对较大的保障性住房项目。该项目共设计了10栋住宅楼，包括1栋多层住宅、2栋带商业服务网点的高层住宅和7栋高层住宅。这些住宅楼在设计和功能上有所不同，能够满足不同人群的需求。

其中，住宅楼均采用钢筋混凝土桩承台基础，这种基础能够有效地将建筑物的质量传递到地下的桩基上。多层住宅和带商业服务网点的2栋高层住宅还采用了墙下条形基础，以确保建筑物的稳定性和安全性。其他7栋高层住宅也采用了桩基，以确保建筑物的基础牢固。该项目地下室部分采用了普通钢筋混凝土结构。这种结构具有较高的强度和耐久性，能够满足地下室的各种功能需求。该项目地上部分采用了钢框架-支撑结构体系（如图1所示），这种结构具有较高的承载能力和灵活性，能够满足建筑物对大跨度空间和灵活布局的需求。框架梁和次梁采用焊接H型钢梁，框架柱采用矩形钢管混凝土柱，这些材料和结构形式的选择能够提高建筑物的抗震性能和稳定性。

2 装配式钢结构建筑外墙总体设计方案

2.1 材料选择

外墙材料选用夹芯板和保温装饰一体板。夹芯板由两层钢板（或混凝土板）和中间的保温材料组成，具有很好的保温隔热性能。保温装饰一体板则集成了保温、装饰和防水功能，可以简化外墙构造设计。

2.2 构造设计

外墙采用双层板的结构形式，外层板选用夹芯板，内层板选用保温装饰一体板。两层板之间设置一定的空气层，有利于提高保温性能。外层板的钢板（或混凝土板）应选择不燃烧体，耐火极限应满足1 h要求。内层板的材料应具备可靠的防水性能，防止外部雨水滲漏。

2.3 节点设计

节点设计是整个外墙构造的关键部分，需要考虑到材料之间的连接方式和防水的可靠性。建议采用可靠的连接方式和密封材料，如焊接、硅酮密封胶等，确保节点部位的密封性和稳定性。

2.4 防火要求

根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006中表5.1.1规定，非承重外墙构件的燃烧性能应为不燃烧体，构件的耐火极限应满足1 h要求。因此，外墙材料应选择不燃烧体，构造设计应经过防火性能测试，以达到1 h的耐火极限要求[1]。

2.5 防水要求

装配式钢结构建筑在选用轻型装配式围护系统时，系统必须具备可靠的防水性能。夹芯板和保温装饰一体板的防水性能应满足国家相关标准和规范的要求。构造设置若处理不当，会存在大量缝隙，易使外部雨水渗漏，造成系统气密性不足。因此，在构造设计中应充分考虑防水问题，采取有效的防水措施[2]。

2.6 结构与功能分离

装配式钢结构建筑外墙设计的另一个技术特点是结构与功能的分离。外墙的保温、防水、防火等性能要求与结构支撑、受力等要求分离开来，通过不同的材料和构造方式实现各自的功能要求，使得外墙的设计更加灵活和高效。

3 装配式钢结构建筑外墙施工

3.1 工艺流程

工艺流程如下：钢柱表面清理、修整→安装变形缝内盖板→安装橡胶止水带→安装保温隔热层→安装变形缝外盖板、粘贴防水橡胶胶条等→自攻钉、铆钉涂抹耐候胶密封接缝→检查清理。

3.2 施工步骤

3.2.1 安装龙骨

安装前检查，龙骨安装前应检查各种预埋件和连接件是否齐全、可靠，以保证安装的顺利进行和安全性。安装吊杆时，根据设计要求，将吊杆固定在楼板上。如果楼板是预制板，需要将吊杆的上端穿过吊钩孔折弯扭牢。如果楼板是现浇板，需要在楼板底放出预埋件的位置线，然后使用射钉工具把预埋件固定在楼板底，最后把吊杆的上端穿过预埋件上的吊环孔折弯扭牢。边龙骨安装，按照设计要求弹线，沿着墙柱上的水平龙骨线把L形状镀锌轻钢条用螺钉固定在预埋的木砖上。

主龙骨安装时，主龙骨应当吊挂在吊杆上，且平行于房间长向安装。主龙骨的悬臂段不应超过300 mm，否则就该增设吊杆。主龙骨间距根据设计要求确定，一般控制在30～60 cm。次龙骨的安装要紧贴主龙骨安装次龙骨，并注意次龙骨的两端应该搭在L型边龙骨的水平翼缘上。次龙骨间距一般控制在30～60 cm。然后对安装完毕的轻钢龙骨骨架进行系统的检查、校正，确定好主次龙骨的位置无误后，再把全部的吊挂件与连接件拧紧，让整体骨架更加稳定。

3.2.2 安装变形缝内盖板

将铝合金基座安装到变形缝两侧基层上，确保铝合金基座与地面平行，按照控制线摆上盖板，拧上滑杆螺栓，安装间距不大于450 mm。在铝合金基座两侧的上部和下部用细钢丝拉通线，调整后使铝合金基座及框架的安装与变形缝两侧墙体相同。在变形缝两侧的混凝土或砌体墙上弹线，确保铝合金盖板的实际宽度与变形缝两侧墙体相同，这样铝合金盖板的伸缩部分可以顺利地塞入变形缝内。

弹线时需要使用专业的测量仪器，以确保线条的准确性和美观性。在变形缝两侧的混凝土或砌体墙上标出铝合金盖板的位置，这可以通过在墙上做记号或使用模板来完成。要确保铝合金盖板的位置与变形缝中心对齐，并且与两侧墙体保持平行。铝合金盖板安装过程中，需要将铝合金盖板的伸缩部分完全塞入变形缝内，以避免出现漏水或密封不良的情况，可以使用橡胶止水带、止水胶条等防水材料对铝合金盖板进行密封处理。这些防水材料可以有效地防止水分渗透，提高铝合金盖板的防水性能。在密封处理过程中，需要注意仔细涂抹防水材料，确保铝合金盖板与墙体之间的缝隙被完全填充。

3.2.3 安装止水胶带

项目的主体结构使用了钢管混凝土柱框架-支撑结构体系，室内隔墙采用了轻钢龙骨石膏板和预制加气混凝土板墙，楼梯为预制混凝土踏步板和钢框架，楼板为装配可拆式钢筋桁架楼承板。外围护墙板选用了200 mm厚蒸压加气混凝土（ALC）条板，内嵌式安装，并在外侧粘贴80 mm厚岩棉外保温板，用锚栓固定。钢柱钢梁外侧将岩棉保温板放置在铝板幕墙之内，以增强防水性能，钢柱外侧铝板幕墙防水如图2所示。这种结构体系和材料的选择都是为了提高建筑物的保温、防水、防火、安全性和经济性等方面的性能。使用装配式结构和预制构件，还可以降低施工成本和周期，提高施工效率[3]。

3.2.4 安装保温隔热层

在下层结构上涂刷一层界面剂，可以提高粘结性能。将保温隔热材料均匀铺设在基层上，并使用铝箔胶带进行固定。在保温隔热材料上铺设玻璃纤维网格布，以增加防护层强度。在玻璃纤维网格布上涂刷一层界面剂，并铺设第二层保温隔热材料，在第二层保温隔热材料上铺设第二层玻璃纤维网格布，并涂刷界面剂。重复以上步骤，直至达到所需保温隔热层厚度。最后在上层结构上涂刷一层界面剂，以防止水分渗透[4]。

3.2.5 安装变形缝外盖板

将变形缝外盖板的两侧基座安装到变形缝两侧基层上，确保基座与地面平行。根据控制线摆上盖板，拧上滑杆螺栓，安装间距不大于450 mm。用胶带纸将外墙变形缝滑杆初步固定至要安装的部位。根据控制线摆上盖板，拧上滑杆螺栓，安装间距不大于450 mm。根据不同宽度的伸缩缝，选择宽度不同的铝盖板。变形缝盖板接头处要两边对齐。

4 实施效果

4.1 经济效益

装配式钢结构建筑外墙变形缝施工时，需要预留出适当的空间，以便于建筑物在温度变化、地震等情况下进行变形。因此，变形缝的施工具有一定的经济意义，具体表现在以下4个方面：①提高建筑物的使用寿命。变形缝可以减少建筑物由于温度变化、地震等因素产生的应力，避免建筑物出现裂缝、变形等问题，从而提高建筑物的使用寿命。②降低维护成本。建筑物在使用过程中，需要对其进行维护和修理。如果建筑物没有适当的变形缝，可能会导致建筑物出现裂缝、变形等问题，需要花费更多的维护成本，而变形缝可以减少这些问题的发生，从而降低维护成本。③增强建筑物的安全性。建筑物在使用过程中，如果由于温度变化、地震等因素产生过大的应力，可能会对建筑物的结构造成破坏，甚至导致人员伤亡。而变形缝可以减少这些应力的产生，从而增强建筑物的安全性。④提高建筑物的舒适度。变形缝可以减少建筑物由于温度变化等因素产生的变形，从而避免建筑物出现裂缝、变形等问题，提高建筑物的舒适度。

4.2 社会效益

社会效益主要体现在以下5点：一是推动建筑工业化发展。装配式钢结构建筑是一种新型的建筑工业化技术，具有施工速度快、节能环保、高强度、低能耗等优点。而变形缝的施工是装配式钢结构建筑中的重要环节之一，其技术的不断提升和广泛应用将进一步推动建筑工业化的发展。

二是提升建筑品质。变形缝的施工对于装配式钢结构建筑的保温、防水、防火、隔音等方面有着重要影响，合理的变形缝设计和施工可以有效提高建筑物的品质，提升居住者的生活品质。

三是促进节能环保。装配式钢结构建筑和变形缝的施工都符合节能环保的理念。在施工过程中，可以减少对环境的污染和资源的浪费，实现绿色建筑的目标，促进可持续发展。

四是增强社会安全。变形缝的施工可以保证建筑物的结构安全，减少由于温度变化、地震等因素对建筑物造成的影响，从而增强社会的安全性。

五是推动建筑行业的技术进步。变形缝的施工需要相应的技术和设备支持，其技术的不断提升将推动建筑行业的技术进步，促进产业的升级和转型。

4.3 质量效益

质量效益主要体现在以下3点：一是提高结构安全性。变形缝的设计和施工是钢结构建筑中的重要环节，可以保证建筑物在受到温度变化、地震等因素影响时，避免产生过大的应力，从而降低结构破坏的风险。合理的变形缝设计和施工可以提高建筑物的结构安全性，保障人员生命财产安全。

二是保证建筑物的保温、防水、防火等功能性。变形缝的施工对于建筑物的保温、防水、防火等方面有着重要影响，合理的变形缝设计和施工可以保证这些功能性要求的实现，提高建筑物的品质和居住体验。

三是提高建筑物的耐久性。变形缝的施工可以减少建筑物由于温度变化、地震等因素产生的变形，从而避免建筑物出现裂缝、变形等问题，从而提高建筑物的耐久性，延长其使用寿命。

5 结束语

装配式钢结构建筑的建造是对传统土木建筑业的一种轉型和升级，这种高效、环保的建造方式迎合了建筑业健康可持续发展的需求。变形缝满足性能要求且外饰面美观，这充分说明了这种施工工艺的可行性和实用性。这种工艺不仅可以提高建筑的质量和效率，还能够满足人们对建筑美学和功能性的需求。随着社会的发展和科技的进步，装配式钢结构建筑将会在建筑行业中得到更加广泛的应用。

参考文献

[1] 孙诗兵，聂光临，姚晓丹，等.膨胀珍珠岩掺加量对水泥砂浆性能的影响[J].混凝土，2015（3）：313-314.

[2] 刘志成，崔琪，李清海.不同维度玻璃纤维对GRC力学性能影响研究[J].混凝土与水泥制品，2015（5）：12-15.

[3] 张爱林.工业化装配式高层钢结构体系创新、标准规范编制及产业化关键问题[J].工业建筑，2014（8）：81-83.

[4] 尹佳.基于玻璃纤维增强水泥材料性能分析的最佳配合比[J].四川水泥，2014（12）：206-208.