現(xiàn)代梁柱式膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)架安裝施工技術(shù)

桑良平

(山西六建集團(tuán)有限公司，山西太原 030024)

0 引言

近年來(lái)木結(jié)構(gòu)因其造型美觀，技術(shù)成熟與自然環(huán)境能很好的融合，逐漸興起，尤其是高檔會(huì)所或別墅。現(xiàn)階段木結(jié)構(gòu)包括3種結(jié)構(gòu)形式:方木與原木結(jié)構(gòu)、輕型木結(jié)構(gòu)和膠合木結(jié)構(gòu)。膠合木結(jié)構(gòu)最早興起在歐洲與北美，在我國(guó)近幾年隨著膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)的引進(jìn)，以及國(guó)內(nèi)膠合木加工企業(yè)的不斷發(fā)展，許多地方大量使用，其優(yōu)點(diǎn)已得到了業(yè)界認(rèn)可，也越來(lái)越受人們的歡迎。我國(guó)住建部于2012年1月21日發(fā)布了GB/T 50708-2012膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范，于2012年8月1日起實(shí)施，規(guī)范的發(fā)布實(shí)施表明膠合木結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展已經(jīng)步入了正軌。

1 工藝原理

1)膠合木是指以厚度為20 mm～45 mm的板材，沿順紋方向疊層膠合而成的木制品，也稱層板膠合木，或稱結(jié)構(gòu)用集成材。由專業(yè)制作企業(yè)按設(shè)計(jì)文件規(guī)定的膠合木的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、規(guī)格尺寸、構(gòu)件截面組坯標(biāo)準(zhǔn)及使用環(huán)境在工廠加工制作，分為普通層板膠合木、目測(cè)分等和機(jī)械(彈性模量)分等層板。

2)glulam指集成材，即膠合木。現(xiàn)階段膠合木普遍采用SPF，SPF是云杉—松木—冷杉的英文縮寫，是產(chǎn)自加拿大的主要商用軟木材樹(shù)種組合。

3)膠合木結(jié)構(gòu)是指承重構(gòu)件由層板膠合木制作的結(jié)構(gòu)。依據(jù)設(shè)計(jì)文件，將在工廠預(yù)制好的膠合木構(gòu)件(柱、梁、檁條、椽條、格柵等)和連接件在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝而形成的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)框架形成后用龍骨及面板進(jìn)行墻體的填充。

2 膠合木結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1)具有天然木材紋理，外形美觀;

2)構(gòu)件的長(zhǎng)度和截面尺寸不受木材天然尺寸的限制，能夠制作成滿足建筑和結(jié)構(gòu)要求的各種尺寸的構(gòu)件，外觀造型上基本不受限制;

3)可以擴(kuò)大結(jié)構(gòu)用材的樹(shù)種，使用次生林和人造速生林，提高資源利用，并且能夠有效避免天然木材的缺陷影響，從而具有相對(duì)均勻的構(gòu)件強(qiáng)度，并提高了木材強(qiáng)度設(shè)計(jì)的取值，且膠合木結(jié)構(gòu)可以具有可靠的耐火性和耐久性;

4)構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)，減少施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量和現(xiàn)場(chǎng)的施工期，提高生產(chǎn)效率和安裝精度。

3 施工工藝流程和操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)架施工工藝流程見(jiàn)圖1。

3.2 操作要點(diǎn)

圖1 膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)架施工工藝流程圖

3.2.1 預(yù)埋件安裝

1)木結(jié)構(gòu)柱與混凝土結(jié)構(gòu)一般采用預(yù)埋鋼板上焊柱腳連接件或預(yù)埋錨栓與柱腳連接件用螺栓連接，木墻體與混凝土結(jié)構(gòu)采用預(yù)埋錨栓連接。

2)預(yù)埋件的構(gòu)造、安裝位置、標(biāo)高依照設(shè)計(jì)圖紙，與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接固定。

3)預(yù)埋件安裝需控制平面位置與標(biāo)高，平面位置利用鋼尺測(cè)量，標(biāo)高利用水平儀測(cè)量。混凝土澆筑后用水準(zhǔn)儀測(cè)量實(shí)際標(biāo)高，彈出十字線。

3.2.2 基座安裝

1)待基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以后，進(jìn)行基座安裝。

2)基座入場(chǎng)前進(jìn)行編號(hào)，與現(xiàn)場(chǎng)基座編號(hào)圖對(duì)應(yīng)進(jìn)行安裝。

3)基座安裝前要對(duì)預(yù)埋鋼板的位置標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，在基座上畫好十字中心線，與預(yù)埋件上的十字中心線對(duì)齊，利用水平儀進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量，可采用基座下加鋼板或鋼筋進(jìn)行微調(diào)，符合要求后用電焊機(jī)點(diǎn)焊固定(見(jiàn)圖2，圖3)。

圖2 柱腳節(jié)點(diǎn)大樣圖（一）

3.2.3 柱、梁安裝定位

1)柱、梁采用SPF規(guī)格材，柱與基座采用螺栓連接，柱與梁之間采用專用連接件螺栓連接(見(jiàn)圖4)。

2)柱、梁安裝依照構(gòu)件制作單位提供的三維定位圖中的編號(hào)與構(gòu)件編號(hào)對(duì)應(yīng)安裝。

圖3 柱腳節(jié)點(diǎn)大樣圖（二）

圖4 梁柱連接節(jié)點(diǎn)圖

3)除木柱因需站立，吊裝時(shí)可僅設(shè)一個(gè)吊點(diǎn)外，木梁吊裝時(shí)吊點(diǎn)不宜少于2個(gè)，吊索與水平線夾角不宜小于60°，吊索采用合成纖維吊裝帶。

4)構(gòu)件與吊索，應(yīng)根據(jù)吊點(diǎn)位置、吊索夾角和被吊構(gòu)件的自重等進(jìn)行驗(yàn)算。構(gòu)件在吊裝時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)力不應(yīng)超過(guò)1.2倍膠合木強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。安全性不足時(shí)應(yīng)做臨時(shí)加固。

5)木柱安裝后基座螺栓進(jìn)行初步擰緊，并將柱進(jìn)行臨時(shí)固定，臨時(shí)固定方法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定，一般采用木支撐斜向與木柱拉結(jié)，裝第一根柱時(shí)應(yīng)至少在兩個(gè)方向設(shè)臨時(shí)斜撐，后安裝的柱縱向應(yīng)用連梁或柱間支撐與首根柱相連，橫向應(yīng)至少在一側(cè)面設(shè)斜撐。臨時(shí)固定后安裝柱梁連接件，連接件安裝好后進(jìn)行梁的安裝，第一跨梁安裝前進(jìn)行柱的垂直度校正，采用吊線錘的方法，以后各根柱進(jìn)行復(fù)核。柱垂直度符合要求后擰緊螺栓正式固定，拆除斜撐。

6)木柱安裝前應(yīng)在柱側(cè)面和柱墩頂面上標(biāo)出中心線，安裝時(shí)應(yīng)按中心線對(duì)中，柱位偏差不應(yīng)超過(guò)±20 mm，柱在兩個(gè)方向的垂直度偏差不應(yīng)超過(guò)柱高的1/200，且柱頂位置偏差不應(yīng)大于15 mm。

7)柱與梁交錯(cuò)安裝，不宜將柱臨時(shí)支撐放置太久，應(yīng)及時(shí)的將已安裝好臨時(shí)固定的柱進(jìn)行梁的安裝。

8)螺栓連接的螺栓數(shù)目、排列方式、間距、邊距和端距，除應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列要求:

a.螺栓孔徑不應(yīng)大于螺栓桿直徑1 mm，也不應(yīng)小于或等于螺栓桿直徑;

b.螺帽下應(yīng)設(shè)鋼墊板，其規(guī)格除應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定外，厚度不應(yīng)小于螺桿直徑的30%，方形墊板的邊長(zhǎng)不應(yīng)小于螺桿直徑的3.5倍，圓形墊板的直徑不應(yīng)小于螺桿直徑的4倍，螺帽擰緊后螺栓外露長(zhǎng)度不應(yīng)小于螺桿直徑的80%。螺紋段剩留在木構(gòu)件內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)大于螺桿直徑的1.0倍;

c.連接件與被連接件間的接觸面應(yīng)平整，擰緊螺帽后局部可允許有縫隙，但縫寬不應(yīng)超過(guò)1 mm。

3.2.4 樓面安裝

1)樓面安裝先安裝樓面格柵，再安裝樓面板，樓面格柵采用SPF規(guī)格材，樓面板采用OSB板，面板邊緣釘采用普通圓釘，釘距為150 mm。

2)低于梁頂標(biāo)高的樓面格柵通過(guò)掛件與主梁連接，高于梁頂標(biāo)高的樓面格柵直接放置在梁上固定(見(jiàn)圖5)。格柵間架設(shè)通長(zhǎng)橫向支撐，支撐采用同規(guī)格SPF，間距不大于1 200 mm。

圖5 樓面格柵與梁連接節(jié)點(diǎn)

3)格柵定位依照?qǐng)D紙間距及位置確定。

4)木樓板采用符合設(shè)計(jì)文件規(guī)定的厚度的企口板，長(zhǎng)度方向的接頭應(yīng)位于格柵上，相鄰板接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)至少一個(gè)格柵間距，板在每根格柵處用長(zhǎng)度為60 mm的圓釘從板邊斜向釘牢在格柵上。

5)被連接件間的接觸面應(yīng)平整，釘緊后局部縫隙寬度不應(yīng)超過(guò)1 mm，釘帽應(yīng)與被連接件外表面齊平。釘孔周圍不應(yīng)有木材被脹裂等現(xiàn)象。

3.2.5 檁條、椽條、屋面板安裝

1)檁條、椽條安裝依照構(gòu)件制作單位提供的三維定位圖中的編號(hào)與構(gòu)件編號(hào)對(duì)應(yīng)安裝。

2)檁條、椽條材質(zhì)均為glulam規(guī)格材，椽條通過(guò)連接件與木柱柱頂進(jìn)行連接，檁條每側(cè)均用兩個(gè)CH-DFH連接件與椽條連接。

3)檁條鋪設(shè)完成后，沿其垂直方向鋪設(shè)2×6SPF@610 mm，屋面板采用12 mm的OSB板，面板邊緣釘采用直徑3.7 mm的普通圓釘，間距為100 mm。

4)檁條、椽條的吊裝同梁吊裝。

3.2.6 墻體安裝

1)墻體做法一般采用木龍骨加覆面板做法，墻骨采用2×4SPF或2×6SPF，間距為406 mm。剪力墻面板采用OSB板，采用普通釘連接。剪力板邊緣設(shè)置橫撐，橫撐規(guī)格同墻骨柱。

2)剪力墻與梁連接時(shí)，墻體平行于梁時(shí)采用雙排鍍鋅麻花釘將墻頂梁與木梁連接，墻體垂直于梁時(shí)采用雙排鍍鋅麻花釘將墻頂梁與格柵連接(見(jiàn)圖6，圖7)。墻體與基礎(chǔ)連接節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖8。

圖6 剪力墻和框架梁平行的連接節(jié)點(diǎn)

圖7 剪力墻和框架梁垂直的連接節(jié)點(diǎn)

3)剪力墻相鄰面板的接縫應(yīng)位于骨架構(gòu)件上，面板可水平或豎向鋪設(shè)，面板之間應(yīng)留有不小于3 mm的縫隙。

圖8 墻體與基礎(chǔ)連接節(jié)點(diǎn)

4)木基結(jié)構(gòu)板材的尺寸不得小于1.2 m×2.4 m，在剪力墻邊界或開(kāi)孔處，允許使用寬度不小于300 mm的窄板，但不得多于兩塊，當(dāng)結(jié)構(gòu)板的寬度小于300 mm時(shí)，應(yīng)加設(shè)填塊固定。

5)墻板釘距在每塊面板邊緣不得大于100 mm，中間支座上釘?shù)拈g距不得大于300 mm，釘應(yīng)牢固的打入骨架構(gòu)件中，釘面應(yīng)與板面齊平。

6)當(dāng)墻體兩側(cè)均有面板，且每側(cè)面板邊緣釘間距小于150 mm時(shí)，墻體兩側(cè)面板的接縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，避免設(shè)在同一根骨架構(gòu)件上。當(dāng)骨架構(gòu)件的寬度大于65 mm時(shí)，墻體兩側(cè)面板拼縫可在同一根構(gòu)件上，但釘應(yīng)交錯(cuò)布置。

7)木墻骨架的垂直度偏差不應(yīng)超過(guò)隔墻高度的1/200。

4 效益分析

1)質(zhì)量情況:工程施工完后，經(jīng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、監(jiān)理單位驗(yàn)收，質(zhì)量要求均能滿足設(shè)計(jì)與相關(guān)規(guī)范要求。

2)進(jìn)度情況:因本做法多用于高檔會(huì)所，裝修要求比較豪華考究，由于該做法的應(yīng)用節(jié)省了工程裝修時(shí)間。

3)經(jīng)濟(jì)效益:與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較，經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重輕，可以減少地基基礎(chǔ)及木結(jié)構(gòu)下主體結(jié)構(gòu)的荷載，減小結(jié)構(gòu)截面及地基處理造價(jià)等;其二節(jié)省了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的二次裝修費(fèi)用，木結(jié)構(gòu)工程施工后即可滿足裝修的要求，不用進(jìn)行二次裝修。我公司施工的三個(gè)項(xiàng)目，可節(jié)約約206萬(wàn)元，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。