装配式钢结构建筑水泥基复合夹芯墙板安装连接节点施工技术分析

刘 玉 谷洪雁

（河北工业职业技术大学，河北 石家庄 050091）

0 引言

随着装配式钢结构建筑的推广，业内逐渐加强了对于内隔墙技术的研究，各种新型墙板得以研发应用。其中水泥基复合夹芯墙板由于其本身质量较轻、隔热、隔音等性能优势，在钢结构建筑中得到了广泛运用。本文以实际工程项目为例，对装配式钢结构建筑水泥基复合夹芯墙板安装连接节点施工技术进行分析，期望分析结论能为类似工程项目提供参考。

1 工程概况

某装配式钢结构建筑工程为城市新区保障性住房工程。主要结构为地下部分群桩+构造板基础以及剪力墙结构，地上部分为钢框架结构。其中地上部分共计11层，地下部分为1层地下室，户内隔墙主要采用的是水泥基复合夹芯墙板。为了保障水泥基复合夹芯墙板的安装质量和运用效果，须掌握安装连接节点施工技术并正确运用。

2 水泥基复合夹芯墙板分析

2.1 材料分析

水泥基复合夹芯墙板原材料包括硅酸盐水泥、粉煤灰、珍珠岩、钢丝网等，在实际运用过程中，应加强对水泥基复合夹芯墙板原材料的重视[1]。

（1）严格按照国家以及行业标准进行原材料选择；

（2）合理控制骨料掺量，骨料越多，混合物料的流动性以及体积都会有所提升，有助于提高砂浆表面平整度；

（3）加强水量的控制，确保材料和易性，避免水分过多，导致混合料泌水，同时也应避免水分过少，影响水化作用效果，影响墙板强度，对此，应将水分控制在12%～17%之间；

（4）膨胀珍珠岩粒度、温度控制，膨胀珍珠岩在水泥基复合夹芯墙板当中的主要作用是绝热吸音，而且还能够降低产品重量，对此应根据实际墙体性能要求，合理控制膨胀珍珠岩的粒度和密度，低温状态下膨胀珍珠岩的导热系数如表1所示。

表1 低温状态下膨胀珍珠岩的导热系数

2.2 墙板特点

基于水泥基复合夹芯墙板组成材料的轻质特点，墙板本身具备重量较轻的特点和优势，更加适用于装配式钢结构建筑。除此之外，墙板的强度较高，具有一定抗冲击能力，并且隔热、隔音、防火、防水等方面的性能较好，最后水泥基复合夹芯墙板具有极强的环保优势，实际安装施工速度较快，可在保障工程质量的同时，缩短施工时间，强化进度控制。此外，在实际运用水泥基复合夹芯墙板技术的过程中，由于墙板干燥收缩，以及环境温湿度的变化，可能会出现热胀冷缩的情况，进而使得墙板在接缝位置的应力较为集中，若连接节点应力超过固定节点的约束力，就会导致接缝开裂，影响工程质量。因此，加强对水泥基复合夹芯墙板安装连接节点的研究和分析是十分有必要的。

2.3 跨中挠度计算

跨中挠度计算是运用复合夹芯墙板时需要重点关注的内容。在均布荷载作用下，单跨简支板的跨中挠度计算公式如下：

式中：f——正常试用阶段挠度，mm；

P——板面荷载标准值，MN/㎡；

W——夹芯板宽度，mm；

L——夹芯板跨度，mm；

E——金属面材弹性模量；

I——上下金属面对中和轴的惯性矩，mm4；

b——剪力分配系数；

K——剪力不均匀系数；

G——芯材的剪切模量，MPa；

A——芯材截面面积，mm2[2]。

3 水泥基复合夹芯墙板安装连接节点施工技术

3.1 安装连接方式选择

经过多年的研究及实践证明，在运用水泥基复合夹芯墙板的过程中，设置抗剪连接件，能够有效提升墙体性能，但在实际连接过程中，应结合装配式钢结构的抗震变形能力特点，合理选择墙板安装连接方式，以实现应力的有效分散，以免由于应力集中导致墙板出现裂缝等不良情况。当前墙板的主要连接方式包括刚性和柔性两种类型。

（1）刚性连接主要是通过水泥砂浆进行连接，但是在出现结构位移情况时，墙板内部应力较大，容易出现开裂、变形情况。

（2）柔性连接是通过在墙板与主体结构接缝部位使用柔性密封胶或者柔性材料，以此保障连接节点具备一定变形能力，以实现应力的有效释放，降低墙板裂缝出现的概率。但在实际运用柔性连接方式的过程中，由于墙板与主体结构之间的连接稳固性不足，容易出现墙板脱落的情况，需要增设连接件加强固定。

经过上述分析，案例工程项目选用了柔性连接方式。为保障墙板稳固，同时使用抗剪连接件进行辅助连接。

3.2 主体梁连接节点

在水泥基复合夹芯墙板安装施工过程中，需将其与钢结构主体梁进行有效连接。根据上述连接方式的选择，案例工程墙板连接节点采用了点焊焊接方式，并使用U型卡件进行固定。

（1）每块墙板中用于固定的卡件应至少为2个，实际安装施工过程中，应根据墙板与主体梁之间的连接长度，合理确定卡件数量，同时要求连接卡件之间的距离应控制在600mm以内，以保障结构连接的稳固性，实现应力的有效分散。

（2）墙板安装连接点需设置PE 棒，并向缝隙中填充柔性材料，例如聚氨酯发泡胶等，以实现柔性连接，保障墙板与主体梁之间具备良好的变形能力，降低墙体裂缝情况出现的概率。

（3）在完成上述操作后，需在接缝位置使用墙板专用嵌缝剂进行填平和抹实，以保障施工效果[3]。钢结构主体梁与水泥基复合夹芯墙板连接节点结构如图1所示。

图1 主体梁与墙板连接节点结构示意图

3.3 主体柱连接节点

主体柱与水泥基复合夹芯墙板主要为竖向连接，二者之间的接缝处理仍然采用点焊方式，将U 型固定卡件牢固地焊接在连接节点上。实际处理过程应符合以下要求：

（1）结合实际连接缝长度，合理确定U 型固定卡件的数量，确保连接稳固；

（2）要求最下方的U 型固定卡件与地面之间的距离控制在600mm以内；

（3）纵向连接过程中，相邻两个U 型固定卡件之间的距离应控制在1000mm以内；

（4）墙板与钢柱接触位置之间，需设置PE 棒，并使用柔性嵌缝材料进行填充处理；

（5）柔性嵌缝材料发泡充分，检查合格后，再使用墙板专用嵌缝剂进行填实处理。

3.4 主体楼板连接节点

主体楼板与水泥基复合夹芯墙板连接也是墙板安装施工过程中的重点环节。与上述结构安装连接节点的处理方式相同，仍使用U 型固定卡件，但并非为焊接连接方式，而是在墙板拼缝位置使用螺栓固定卡件。在实际进行楼板连接过程中，每个墙板拼接缝要求至少使用2 个固定卡件，实际卡件数量需根据拼接缝长短确定。在进行墙板安装施工时，板底部分采用的是木楔连接方式，确保楔紧，并在完成安装后使用水泥砂浆填实缝隙[4]。最后，为保障连接质量，还应对木楔立板进行养护，养护时间在3d 左右。钢结构主体楼板与墙板之间连接节点的处理方式如图2所示。

图2 主体楼板与墙板连接节点结构示意图

4 水泥基复合夹芯墙板安装连接节点施工质量保障措施

4.1 加强质量控制

（1）加强墙体产品质量检查和管理，确保检验报告等符合标准，相应质量证书齐全；

（2）加强对于安装连接节点辅助材料的质量控制，如砂浆、嵌缝材料、PE 棒以及固定卡件等，确保材料质量达标；

（3）严格控制卡件安装质量，确保卡件间隔合理、位置设置科学，卡件使用数量不低于2个；

（4）保障嵌缝材料、砂浆等填缝密实、饱满，无缺口。

4.2 运用BIM技术

BIM 技术是当前建筑工程中的常用技术手段，利用其强大的建模能力以指导施工能够有效提升墙板安装质量。BIM技术在墙板安装过程中的应用如下：

（1）根据设计要求，运用Revit软件进行墙体建模；

（2）结合墙板安装需求，针对各安装节点进行细化设计，明确技术要点、施工难度等；

（3）运用BIM 模型，对墙板安装工序进行可视化模拟，为技术交底提供良好支持，保障墙板安装施工质量[5]。

5 结束语

总之，水泥基复合夹芯墙板在装配式钢结构建筑内隔墙中已经得到广泛运用，其墙板安装连接节点的施工质量直接关系着墙板的整体施工质量。实际运用水泥基复合夹芯墙板的过程中，应科学计算跨中挠度，保障墙板运用效果，在主体梁连接节点、主体柱连接节点以及主体楼板连接节点处理过程中，应优选柔性连接方式，加强固定卡件之间的距离控制，并采取相应质量控制措施及运用BIM 技术提升墙板安装质量，全面保障水泥基复合夹芯墙板的运用效果。