單層棚式木結(jié)構(gòu)房屋框架安裝技術(shù)

施林鐵 劉光偉 李 爭 李 偉 李 新

中建一局集團裝飾工程有限公司 北京 100161

1 工程概況

赤道幾內(nèi)亞克里斯科島五星級水療度假酒店項目占地總面積為488 000 m2。本工程為群體建筑項目，主要含118個單體區(qū)域，基礎為混凝土結(jié)構(gòu)，地上為木結(jié)構(gòu)主體。

2 技術(shù)特點

本文所述的施工技術(shù)適用于單層（茅草）棚式木結(jié)構(gòu)房屋的房屋骨架安裝施工，具有如下特點[1-5]：

1）木結(jié)構(gòu)安裝簡便，安裝操作過程容易掌握。

2）安裝構(gòu)件采用標準件工廠化加工，有效提高工程質(zhì)量。

3）榫卯與連接件構(gòu)造節(jié)點的連接形式，有效提高了木結(jié)構(gòu)房屋的整體強度。

3 工藝原理

4 工藝流程

本工程木結(jié)構(gòu)房屋的工藝流程為：放線→安裝化學錨栓→安樁基礎連接柱→安裝主地梁→安裝次地梁→立柱安裝→圈梁安裝→屋架人字架安裝→屋架脊梁安裝→屋架主梁安裝→屋架橫向檁條安裝→屋架豎向檁條安裝→屋檐封邊及檢查。

5 操作要點

5.1 放線

1）對現(xiàn)場混凝土基礎進行清理，并采用水準儀檢查混凝土基礎標高，測出混凝土在同一平面內(nèi)安裝化學錨栓處的表面平整度高差；采用經(jīng)緯儀檢查軸線定位，檢查結(jié)果均應滿足GB 5024—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的要求。

2）根據(jù)軸線控制樁用經(jīng)緯儀在混凝土基礎上放出建筑物軸線，由建筑物軸線位置向兩側(cè)引出主地梁邊線和主地梁內(nèi)的U形構(gòu)件中心線、邊線。同時，找出角柱和門柱的位置中心線，柱在混凝土基礎上的位置偏差不應大于±5 mm。檢查4個角柱的對角線尺寸是否一致，確定對角線在誤差范圍內(nèi)，允許偏差±5 mm（圖1）。

圖1 主地梁、立柱放線定位示意

5.2 安裝化學錨栓

用U形連接件在混凝土基礎上面放樣，畫出錨栓的位置，依據(jù)設計要求（錨栓規(guī)格φ12 mm×160 mm）用φ14 mm的電錘頭打孔，在電錘頭上面做好深度標記，孔深110 mm。打孔完成后用空氣壓力機將孔內(nèi)的灰塵清理干凈。先將藥劑管插到孔底，然后插入不銹鋼螺栓（螺桿上用記號筆畫出深度標記），用手電鉆夾住螺桿按一個方向慢慢轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速不能過快，將藥劑管擠碎，使螺桿達到標記位置，承重前不要晃動螺桿（圖2）。

圖2 化學錨栓施工流程

5.3 安裝基礎連接柱

化學錨栓的錨固時間達到錨固要求（一般為2 h）后，把不銹鋼U形連接件套已預埋的化學錨栓上面，連接件側(cè)面預留螺栓口方向與主地梁方向平行，在混凝土基礎上平放并用螺帽將化學錨栓緊固牢靠。將基礎連接件（化學螺栓預留孔向下）對齊化學錨栓位置放入U形連接件的開口內(nèi)放平，用φ16 mm不銹鋼螺栓（水平設置的2根）把200 mm×200 mm×290 mm基礎連接柱與不銹鋼U形連接件貫通連接在一起，通過力矩扳手將兩側(cè)螺帽緊固，依次將各個基礎連接柱安裝完成（圖3）。

圖3 基礎連接柱安裝

5.4 安裝主地梁

1）實木構(gòu)件作為木結(jié)構(gòu)房屋的重要結(jié)構(gòu)，在施工時必須按照施工圖紙進行施工安裝。每一組構(gòu)件的部件進行編號，構(gòu)件不要裝錯，結(jié)構(gòu)確保正確。

2）將雙排主地梁按照編號放置在基礎連接柱兩側(cè)，在主地梁下墊入楔形木墊片。根據(jù)之前測得的平整度高差調(diào)整墊片高度，最低處高度不少于10 mm，使各個主地梁上口水平標高一致。主地梁內(nèi)側(cè)邊線對齊放線位置。采用φ10 mm×180 mm的不銹鋼自攻螺絲（每側(cè)上下各2根）把主地梁緊固在基礎連接件上，安裝完畢將木墊片取出（圖4）。

1.2.2 訓練內(nèi)容 以汪波等［5］編制的“精神分裂癥患者社會技能訓練模式”為基礎，內(nèi)容適當簡化和調(diào)整，盡可能符合患者的實際需要和方便易行，主要內(nèi)容包括5個方面。

圖4 主地梁安裝

3）雙排主地梁端部與單根主地梁連接，形成主地梁框架。單根主地梁采用不銹鋼角鋼連接件固定在混凝土梁上，并采用M12不銹鋼螺栓和φ8 mm×60 mm不銹鋼自攻螺絲用連接件與雙排主地梁連接成整體（圖5）。

圖5 雙排主地梁與單根主地梁連接

5.5 安裝次地梁

1）在主地梁上面放出次地梁位置后，次地梁虛放在主地梁上。由于加工構(gòu)件長度受限制，長的次地梁需要由2根短梁連接而成，接口位置在長次地梁的中線位置，接口位置的抵承面刨平頂緊。采用2片4 mm×50 mm×130 mm不銹鋼連接板進行對接，采用φ8 mm×60 mm自攻螺絲固定對接口，連接時必須保證連接件左右兩側(cè)次地梁水平順直?，F(xiàn)場確定次地梁與主地梁上的連接位置后，用鉛筆在次地梁上畫出連接件邊線位置，把L形連接件用φ8 mm×60 mm自攻螺絲固定在次地梁后，對齊主地梁連接位置，再用φ8 mm×60 mm自攻螺絲把次地梁固定在主地梁上面（圖6）。

圖6 次地梁與主地梁連接

2）在主、次地梁連接完成后，進行次地梁與次地梁連接。次地梁與次地梁之間的直角連接采用2個L形連接件每側(cè)6個φ8 mm×60 mm不銹鋼螺絲進行固定；次地梁與次地梁之間的弧形處連接采用上下2個φ10 mm×120 mm不銹鋼螺絲進行固定（圖7）。

圖7 次地梁之間弧形處連接

5.6 立柱安裝固定

1）所有吊裝作業(yè)均需根據(jù)方案進行試吊，確認構(gòu)件吊點的合理性及繩扣的可靠性。先安裝角柱，再安裝懸挑立柱，便于減少同一排立柱的軸線位置偏差。木柱安裝前，在柱側(cè)面和混凝土基礎頂面上標出中心線。立柱采用吊車在柱子上部的1/3處采用一點綁扎起吊，每根柱子按照編號，在起吊過程中注意柱子的榫卯方向應與柱上圈梁榫卯方向?qū)呛虾?，方可進行就位。木柱起吊后，當柱腳距地300～400 mm時扶正，使柱腳的安裝位置正確，緩慢落鉤就位，經(jīng)過初校待垂直偏差在20 mm內(nèi)，臨時固定后即可脫鉤。

2）在混凝土上的角柱采用U形連接件和化學錨栓與混凝土基礎錨固。將立柱緩慢放入連接件中，采用經(jīng)緯儀觀察控制柱子邊線的垂直度。并采用鉛錘和米尺對立柱就位過程進行檢測，確保柱子就位準確后，進行螺栓加固。用4根φ12 mm螺栓貫通后，可利用連接件的橫向橢圓形預留孔進行左右調(diào)整，確定立柱周線位置準確后，將螺栓擰緊。最后在U形連接件四周采用耐候密封膠將25 mm×178 mm裝飾板進行密封安裝，四面拼縫要貼緊，耐候密封膠的施工厚度應大于3.5 mm。注膠后將膠縫表面刮平，去掉多余的密封膠（圖8）。

圖8 角柱安裝

3）位于混凝土基礎外側(cè)的懸挑立柱采用螺栓與兩側(cè)次地梁固定。懸挑次地梁上的立柱垂直校正后采用4根φ12 mm螺栓貫通加固，確認無松動后，用圓形木塞封堵螺栓孔，木塞和次地梁表面打磨找平后補刷木蠟油。安裝過程中，立柱垂直度校正用經(jīng)緯儀或吊線錘檢驗，當有偏差時采用千斤頂進行校正，標高校正時用千斤頂將底座少許抬高，然后增減墊板厚度，柱腳校正無誤后立即緊固。在矯正過程中，不得損壞木材（圖9）。

圖9 懸挑立柱安裝

5.7 圈梁安裝

圈梁吊裝在柱子復核完成后進行，圈梁吊裝時采用兩點對稱綁扎吊裝。先施工順直的區(qū)域，后施工弧形圈梁區(qū)域。圈梁起吊后距柱頂面100 mm時徐徐緩慢就位，按加工時的編號逐一把榫頭下入立柱卯槽內(nèi)，榫頭在卯槽內(nèi)結(jié)合面要適中，榫頭不能過大，過大會導致安裝困難，過小會影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。相鄰圈梁接頭頂緊在柱卯槽中線處，待圈梁吊裝就位后進行圈梁壓頂板安裝。圈梁壓頂板采用兩點對稱綁扎起吊，將75 mm×270 mm的圈梁壓頂板壓在主圈梁上并用φ8 mm×120 mm自攻螺絲固定，自攻螺絲間距400 mm，應注意此壓頂板拼縫與圈梁拼縫位置一致，保證弧度整齊一致（圖10）。

5.8 屋架人字梁安裝

1）屋面人字梁安裝前，需按照腳手架專項方案完成腳手架搭設。屋架人字梁在加工車間內(nèi)進行預拼裝，確定無誤并打孔精加工后組裝成整體采用隨車起重運輸車運到現(xiàn)場。先在墊板上將人字梁一側(cè)水平下弦板和斜向拉梁用φ8 mm×120 mm和φ8 mm×180 mm的不銹鋼螺絲連接固定，保持一水平面。將人字梁正中的豎向板放置于水平下弦板上，對齊螺栓孔位置，形成凸型。然后，將人字梁斜向腹梁、兩側(cè)屋架上弦板水平放置在下弦板平面內(nèi)，對齊螺栓孔位置，通過墊板調(diào)整標高，斜向腹梁與豎向板采用φ8 mm×120 mm螺栓連接，確保中心線對接接口處嚴絲合縫，保證屋面脊梁預留榫槽居中方正。最后，將人字梁另一側(cè)水平下弦板和斜向拉梁對齊螺栓孔位置水平放置在水平梁與邊框梁上。全部對齊后，采用不銹鋼螺栓進行加固。人字梁拼裝的螺栓連接均采用M10不銹鋼螺栓。在人字梁頂部對稱位置綁緊2根纜繩并運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場（圖11）。

圖10 圈梁安裝

圖11 屋架人字梁

2）根據(jù)起重質(zhì)量及吊裝現(xiàn)場情況選擇汽車吊型號，現(xiàn)場采用兩點對稱綁扎吊裝。起吊前，在圈梁壓頂板上把屋架梁邊線位置用鉛筆標記出來，用起吊設備把屋架梁吊起緩緩放在標記位置處扶穩(wěn)。通過兩側(cè)纜繩調(diào)整人字梁垂直后，采用φ8 mm×120 mm自攻螺絲將屋架在兩側(cè)的圈梁壓頂板上面和立柱側(cè)面固定。同時將纜繩與地面成30°～45°角固定在地面或地梁上。依次完成2榀屋架人字梁的臨時固定后，進行屋架脊梁安裝（圖12）。

5.9 屋架脊梁安裝

屋架脊梁由2塊4 950 mm×460 mm×100 mm木板在工廠內(nèi)打孔加工后，沿長向側(cè)邊膠合成一塊整板，現(xiàn)場采用兩點對稱綁扎吊裝。把屋脊梁吊起緩緩放入2榀屋架人字梁預留槽內(nèi)，分別對齊預留孔位置，采用M10不銹鋼螺栓貫通緊固，用木塞封堵螺栓孔，木塞和脊梁表面打磨找平后補刷木蠟油（圖13）。

圖12 人字梁固定節(jié)點

圖13 屋架脊梁安裝節(jié)點

5.10 屋架主梁安裝

在屋架脊梁和圈梁壓頂板上畫出屋架主梁邊線。先安裝平行于屋架人字梁的屋架主梁，后安裝其他屋架主梁?，F(xiàn)場采用兩點對稱綁扎吊裝。對齊邊線位置，使屋面主梁緩慢就位。平行于屋架人字梁的屋面主梁上口采用M10的不銹鋼螺栓在屋面脊梁兩側(cè)對稱固定，下口采用φ8 mm×120 mm自攻螺絲與圈梁壓頂板連接（圖14、圖15）。安裝完一側(cè)主梁后，其他屋架主梁上口采用φ10 mm×120 mm與屋面人字梁固定，下口采用φ10 mm×120 mm自攻螺絲與圈梁壓頂板連接。檢查屋架主梁軸線位置和垂直度，采用倒鏈進行校正，校正后立即安裝屋架橫向檁條。

5.11 屋架橫向檁條安裝

屋架橫向檁條按照編號位置由下向上沿水平面安裝，先施工直檁條區(qū)域，后施工弧形檁條區(qū)域，采用兩點對稱綁扎吊裝。將屋架橫向檁條緩緩放入相鄰屋面主梁預留卯槽內(nèi)，并采用一根φ8 mm×100 mm的不銹鋼螺絲斜向與橫向檁條約成30°角固定在每側(cè)屋架主梁上（圖16）。

5.12 屋架縱向檁條安裝

圖14 主梁上口安裝節(jié)點

圖15 主梁下口安裝節(jié)點

圖16 橫向檁條安裝節(jié)點

屋架縱向檁條按照編號位置由屋面人字架一側(cè)開始逐根安裝，采用兩點對稱綁扎吊裝。屋架縱向檁條分布在屋架人字梁和圈梁壓頂板、屋架主梁和圈梁壓頂板之間。在屋架人字梁和屋架主梁的位置上豎向軸線重合，居中貼緊平放，如發(fā)現(xiàn)與屋架主梁略有間隙，可現(xiàn)場采用拋光機或手動打磨修正弧度。屋面縱向檁條與屋面脊梁、橫向檁條、圈梁壓頂板交界處采用φ8 mm×100 mm和φ8 mm×140 mm不銹鋼螺絲進行固定（圖17）。

5.13 屋檐封邊及檢查

1）屋架檁條安裝完畢后，采用水準儀在所有檁條邊口處放出檐口封邊水平線，切割檁條過長的部分。屋檐封邊板采用φ6 mm×100 mm不銹鋼螺絲與每條屋架縱向檁條固定。屋檐封邊板應保證與屋架縱向檁條下口下邊線平齊安裝，局部位置可進行拋光處理，確保接縫平整順直（圖18）。

2）結(jié)構(gòu)框架安裝完畢，檢查實木構(gòu)件接縫和卡口處的平整度和密實度，螺栓是否緊固到位。

圖17 縱向檁條安裝節(jié)點

圖18 檁條邊口節(jié)點

6 結(jié)語

通過應用上述技術(shù)，本工程取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益：

1）操作簡便，降低了施工難度，加快了安裝速度，減少了勞動力的投入，提高了機械利用率，降低了施工成本。

2）方木框架結(jié)構(gòu)房屋不同于國內(nèi)常見的輕型木結(jié)構(gòu)房屋，在實際工程中結(jié)合木材加工技術(shù)，可充分利用當?shù)赜邢拶Y源，提高木結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

3）為類似方木框架結(jié)構(gòu)的廣泛使用提供了技術(shù)支撐，將對梁柱框架木結(jié)構(gòu)的安裝起到指導性作用，為進一步開拓海外市場奠定技術(shù)基礎。