外掛墻板柔性連接節點設計與高精度施工技術*

周鵬洋，柳躍強，陳 忠，崔 嵬

(浙江大東吳建筑科技有限公司，浙江 湖州 313071)

0 引言

隨著建筑產業轉型升級的推動，裝配式PEC結構建筑作為新型建造方式，在市場上得到較廣泛的使用[1]。預制混凝土外掛墻板作為裝配式建筑的重要組成部分[2]，安裝靈活、適應能力較好[3]，已形成標準圖集化的柔性連接節點做法和施工方法[4]。

在裝配式鋼結構或裝配式混凝土結構運用中，外掛墻板柔性連接節點出現構造復雜、過重過大等情況，如圖1所示，造成牛腿后裝后焊，施工繁瑣，精度控制難、需要大量工器具配合校正等弊端。因此裝配式PEC結構建筑外掛墻板設計與施工時，需對柔性連接節點進行輕量化、簡潔化設計，使之便于施工，并有節點連接可靠、施工簡單、精度校正快捷的優點。

圖1 以往工程外掛墻節點

東升和府10號樓商品住宅項目外掛墻板的節點設計和裝配施工中，依托外掛墻板設計原理，對功能進行歸集和重新定義，實現節點輕量化和簡潔化，并系統性總結配套施工技術，施工簡單、保證節點可靠連接及外掛墻板的高精度施工。

1 工程概況

東升和府10號樓項目為地下2層、地上17層的板式高層住宅，地上建筑面積1.1萬m2。建筑平面長48.4m、寬12.4m，結構高53.8m。首層高5.9m，標準層高3m，如圖2所示。結構體系為部分包覆鋼筋-混凝土組合框架的支撐體系，采用的預制構件有PEC柱、PEC梁、疊合板、局部疊合板、預制樓梯、預制混凝土外掛墻板、ALC內墻板等，裝配率94%，達到綠建二星標準。

圖2 東升和府10號樓項目

2 節點設計

2.1 墻板板型劃分

本項目綜合考慮墻板建筑功能、窗洞布置、主體結構層間位移限值、墻板受力，墻板生產、運輸、施工便利性等因素，對墻板進行布置和拆分。標準層外掛墻板拆分如圖3所示。預制混凝土外掛墻板三維模型如圖4所示。

圖3 標準層平面預制混凝土外掛墻板拆分

圖4 預制混凝土外掛墻板三維模型

2.2 墻板連接節點輕量化、簡潔化構造設計

本項目外掛墻板與主體結構間采用點支撐柔性連接，墻板可平移，墻板位移原理如圖5所示，連接節點構造如圖6所示，下承節點分解構造如圖7所示。

圖5 平移式外掛墻板

圖6 預制外墻連接節點構造

圖7 下承節點分解構造

外掛墻板為下承式連接，節點由下承預埋節點、節點鋼支座、定位底板組成。上部連接節點由2個螺桿、墊板、螺栓組成，一個螺桿承擔外掛墻板-x向荷載，一個螺桿承擔外掛墻板+x向荷載。該節點系統可實現外掛墻板安裝階段三向調節，設計使用階段豎向位移、y向水平位移釋放，實現墻板平移式位移釋放，為柔性連接節點。

下承預埋節點由鋼板拼焊而成，頂部水平向鋼板上穿豎向承重螺栓，承擔墻板豎向荷載，同時可調節墻板安裝階段標高。

節點鋼支座由中間U形鋼支座及兩側耳板組成。中間U形鋼支座穿入水平限位螺栓，可承擔墻板y向荷載，同時可調節墻板安裝階段y向水平位置；兩側耳板中開有x向水平長圓孔，可供墻板安裝階段調節x向水平位置。

定位底板由定位鋼板、定位螺桿、定位螺栓、墊板組成，定位鋼板和定位螺桿在工廠一體化焊接，焊接至鋼梁上面后出廠，現場安裝墊板及定位螺栓臨時固定節點鋼支座，同時可實現安裝過程墻板x向水平調節。

3 施工關鍵技術

3.1 關鍵控制點

1)外掛墻板施工精度 直觀影響外立面觀感效果，如接縫寬窄不一和不橫平豎直、外掛墻板相接處高低不平，嚴重的會影響外掛墻板功能，如墻板錯位或接縫偏差過大，導致氣密條無法壓緊兩側墻板，防水防線失效。因此對外掛墻板的施工精度允許偏差要求為標高±5mm，相鄰墻板平整度2mm，垂直度層高5mm，垂直度全高為H/2 000且≤15mm，相鄰接縫高3mm，接縫寬度±5mm，接縫中心線與軸線距離5mm[6]。安裝過程中，必須采取相應施工技術及措施從嚴控制，方可保證尺寸偏差要求。

2)外掛墻板節點連接可靠性 外掛墻板采用下承式連接節點，節點零部件眾多，通過螺栓、螺桿及焊接連接，施工過程必須有相應技術和管理措施，確保節點連接可靠性。

3.2 施工流程

施工流程如下：施工準備→鋼支座定位安裝→外掛墻板吊裝就位→精度校正→支座焊接和緊固→節點防腐涂裝。

3.3 總體安裝順序

本項目外掛墻板安裝順序根據外立面形狀、搭接關系，每層劃分為8個區段進行施工，每個區段外掛墻板6～8塊。同層外掛墻板總體安裝順序由兩側向中間推進，每個區段依據先定角、后對邊、嚴禁塞裝的原則安裝，同層外掛墻板區段劃分及施工順序如圖8所示。

圖8 區段劃分及施工順序

3.4 施工準備

1)構件準備 外掛墻板必須進場驗收合格后才可卸貨至堆場立架上，板寬中心線和標高線是控制外掛墻板安裝精度的重要基準線，工廠生產時做好標識，如圖9所示，進場后應進行復核。

圖9 外掛墻板定位標識線

吊裝前，外掛墻板下節點的豎向承重螺栓預先安裝到下承預埋節點上，如圖10所示。氣密條按設計位置粘貼牢固，避免外掛墻板就位后臨時安裝影響施工效率。

圖10 豎向承重螺栓預先安裝在下承預埋節點上

2)工作面準備 外掛墻板內側與主體結構PEC梁柱凈距為20mm，主體結構安裝時會有允許范圍內的整體立面偏移，因此必須復測已完成結構的外立面尺寸，重點復測各立面兩端對定位軸線的實際偏差和每層結構邊與定位軸線的實際偏差，根據實測偏差值重新確定外掛墻板定位尺寸，避免外掛墻板與主體結構碰撞或外掛墻板外立面隨主體結構整體偏移。

通過軸線控制點引測軸線控制線到樓層樓板上，利用標高控制點引測每層標高控制線到PEC柱上。根據重新確定的定位尺寸，以軸線控制線為基準，在樓板上彈出左右控制線、進出控制線、PEC梁上鋼支座安裝定位線，如圖11所示。

圖11 測放安裝定位控制線

3.5 鋼支座定位安裝

依據安裝定位線對齊對正鋼支座，擰緊螺栓防止外掛墻板落位時帶動鋼支座滑動。

3.6 吊裝就位

1)構件吊裝 起吊遵循333制[5]，外掛墻板吊起距地面300mm后停穩30s，確認吊裝狀態合格后起吊，人員距構件3m遠，起吊時用纜風繩控制高空位置。構件吊至安裝位置外側，采用纜風繩調節墻板方向，緩慢靠近安裝位置，吊至作業層上方600mm時，施工人員扶住構件，調整墻板位置，緩慢下落墻板。

2)下部節點就位 步驟如下：①步驟1 下承預埋節點U形槽對正節點鋼支座后，緩慢下落；②步驟2 采用激光標線儀初步對正板寬中心線與左右控制線后，將外掛墻板落位；③步驟3 將豎向承重螺栓支承在鋼支座上，穿入水平限位螺栓；④步驟4 完成下部節點初步安裝就位，如圖12所示。

3)上部節點就位 步驟如下：①步驟1 吊裝外掛墻板前，先將頂緊螺桿預裝在PEC梁內，頂緊面不超過PEC梁側表面，以免妨礙外掛墻板落位；②步驟2 下部節點就位后，外掛墻板上的上部節點螺栓套筒對正PEC梁頂留洞口；③安裝拉緊螺桿機配套滑移件、墊板和螺母；④步驟4 采用靠尺初步保證垂直度，分別擰緊頂緊螺桿和拉緊螺桿，如圖13所示。外掛墻板初步安裝就位，吊機摘勾。

3.7 自調節精度校正技術

外掛墻板精度校正按照以上順序：①進出位置精度調整 外掛墻板初步安裝就位后，采用鋼尺和進出控制線復測外掛墻板進出位置精度，超差的擰松鋼支座與定位鋼板連接螺栓上的螺母，采用撬棍或倒鏈微調到位后，擰緊螺栓，如圖14所示；②標高精度調整 采用激光標線儀對正PEC柱上標高控制線，通過調節下部節點豎向承重螺栓，控制外掛墻板上的標高控制線與PEC柱上的標高控制線吻合，如圖15所示；③左右位置精度調整 采用激光標線儀對正樓板上左右控制線，通過調節下部節點水平限位螺栓，推動外掛墻板位移，調節至板寬中心線與樓板上左右控制線相吻合，如圖16所示；④垂直度精度調整 采用經緯儀核查垂直度，通過微調上部節點頂緊螺桿和拉緊螺桿，使垂直度達到要求。

圖14 進出位置精度校正

圖15 標高精度校正

圖16 左右位置精度校正

3.8 支座焊接和緊固

每個施工區段吊裝完成后須統一再次進行精度復核，合格后，方可將鋼支座與PEC梁上的定位鋼板進行焊接固定。并對所有螺栓進行復擰，且在節點涂裝前進行專項檢查，確保節點連接的可靠性。

3.9 節點防腐涂裝

一層外掛墻板安裝完成且檢驗合格后，對節點區域刷涂防腐油漆進行除銹。

4 結語

在東升和府10號樓住宅項目中，PEC結構外掛墻板柔性連接節點連接方式簡單，功能歸集，降低施工難度，提高效率，實現通過節點螺桿進行左右位置、標高及垂直度的自調節精度校正，減少常規外掛墻板斜支撐工裝及定位、調整工器具措施。通過調整螺桿絲扣，可達到絲級精度。經過不斷優化施工過程，形成配套施工技術，明確施工程序、控制要點，保證施工可靠性和精度可控性。