童 敏 (安徽富煌鋼構股份有限公司,安徽 合肥 238076)
項目總建筑面積約35.3萬m2(其中地上約為26.6 萬m2,地下約為8.7 萬m2)。高層住宅層數13~30 層,商業及配套層數2~12 層,容積率2.49,建筑密度16%。整體采用裝配式鋼結構體系建造,主體結構采用矩形鋼管混凝土柱、方管支撐、H 型鋼梁、預制樓梯、預制空調板,外墻采用蒸壓加氣混凝土條板,外保溫采用保溫裝飾板,整體裝配率不低于50%。工程采用設計施工一體化(EPC)建造模式。
圖1 項目鳥瞰圖
加氣混凝土條板拼接口須封堵密實,加氣混凝土條板表面整體涂刷界面劑,并按照設計要求施工完成外墻面防水砂漿。
依據相關設計、質量標準對門窗洞口的尺寸和位置進行驗收。先安裝完成門窗框(門窗附框),應為保溫裝飾板預留出合理的安裝厚度,邊框與墻體連接處的縫隙必須填充密實。
保溫裝飾板的安裝與外墻面附屬設施(如穿墻管道、雨水管卡等)的安裝需合理規劃工序,穿插進行,不得形成流程上的沖突。
現場對基墻做檢測性拉拔實驗,拉拔強度≥0.3 MPa,且應確保保溫裝飾板的現場拉拔強度f≥保溫裝飾板自身抗拉強度ft。
外墻DW20防水砂漿層粉刷施工并滿足垂直度和平整度要求后,再進行保溫裝飾板粘錨施工。
采用保溫裝飾板系統的建筑物外墻,外墻基層的垂直度和平整度應符合規定。
根據現場情況結合分板深化設計圖(單板尺寸不大于600 mm×1200 mm)彈出控制線,詳細測量門窗洞口及墻體實際尺寸,在各施工面控制點垂掛鉛垂線以控制整體垂直度的同時,也要考慮墻體成型厚度與窗戶型材的厚度關系,確保二者厚度在施工誤差的范圍內。
一般用紅外水平儀采用點線法打出水平基準線,打線時先打出兩端基準控制點,位置確認無誤后,再彈出實線,以防多條墨線污染板面無法辨識。
根據圖紙把縱橫向的分隔線彈在墻面上,計算出每塊板材規格大小,統一安排切割加工,盡量減少材料浪費。
板材應按照彈線后的實際尺寸加工。對圖紙上的下料尺寸與實際尺寸進行復核,切割誤差必須控制在±2 mm 范圍內。每一批次的材料加工前需進行試下料,各項參數都符合要求后,方可批量加工。
要嚴格控制加工尺寸精度。“干”字件切割在面板上深度3~4 mm,縫寬3 mm;一體板拼縫寬度6~8 mm。
保溫裝飾板切割加工完畢后,應先用磨砂紙對切割面的倒角進行打磨工序。切割面需光滑、平整,不得起毛邊、毛刺,影響板面質量。
對現場切割好的全部板材進行倒角打磨等措施。表面應保持清潔無污物和干燥,且材料強度不得降低。
對現場加工好的材料應做到分門別類堆放好,一般對不同類別和批次的板材要做好標簽。板材一般采用水平堆放,將面板光澤面相向,防止摩擦破壞;碼放高度要符合要求;采取適當措施保護光澤面,不得提前去除保護膜,不得胡亂堆放,做好室外堆放場地的防雨防曬措施。
對每批次的前五件產品全數檢查,對批量加工生產的按5%的比例進行抽檢。
按照專用粘結砂漿的配合比要求調配砂漿。在砂漿攪拌機中攪拌3~5 min,靜置10 min 后,再次攪拌均勻后方可使用,將砂漿稠度要符合要求。攪拌好的砂漿必須在2h 內使用完,嚴禁二次使用過期砂漿。
安裝首層保溫裝飾板前,應按現場實際施工放線位置用沖擊鉆對基層墻體鉆孔后,再安裝組件錨固,鉆孔深度應比有效錨固深度深100 mm以上。
托架設置在每樓層樓面鋼梁的下翼緣上表面,托架根據標準層水平基準線的位置,按層設置,先固定托架,后通長拉水平線調整平直度,然后固定錨栓。
托架沿外墻通長設置,托架為L40×3 角鋼(圖中角鋼b),內側角鋼a 可內外調整定位,托架可上下調整定位,形成可調托架。
層間托架按建筑樓層設置,每層設置一道,層高超過4 m時增設一道。
圖2 安裝節點
應從水平控制線位置開始粘貼板材,按照自下而上的順序,第一塊板應為擠塑聚苯板芯材的保溫裝飾板,沿水平方向按照排板圖的位置橫向鋪貼;應遵守先陽角后陰角的安裝原則,先保證特殊位置的安裝完成無誤(如門窗洞口等),再實施大面積施工。
保溫裝飾一體板的安裝必須帶線施工,掛線間距應依據墻的完成面控制,線長度應介于7~10 m,采用多個輔助點控制。
保溫裝飾板運用點框法粘貼,工藝和施工質量要求應滿足專用砂漿粘貼相關要求規定。需保證保溫裝飾板粘貼完成后,專用粘結砂漿的涂抹面積與板材面積之比50 m 高度以下不小于60%,50 m 高度以上不小于80%。對于邊角部位如窗洞周邊、陰陽角、女兒墻邊等均采用滿粘法。
粘貼保溫裝飾板后,按照規定要求安裝錨固件,干字件主干厚度2.5 mm,端部厚度1.5 mm,具體如圖3 所示。固定連接件的脹栓規格為不小于φ8×100。錨固件每塊板不少于14個。設置板面平整度與錨固力的對應表,避免造成呈現波浪形板面,平整度調整好后再將錨固件螺絲擰緊。
圖3 干字件大樣
錨固件數量應不低于相關應用規程規定。
按標準安裝扣件,選用面板錨固式扣件安裝時,連接扣件應扣進板槽內部,與面板接觸良好形成受力傳遞。
按相關標準的要求安裝錨固組件,根據圖紙首先采用φ8 mm 鉆頭在預定位置上鉆好孔,后進行清孔處理,注入植筋膠,將膨脹錨栓擠壓入鉆好的孔洞內,并調整好保溫裝飾板與扣件的相對位置,安裝過程中錨栓絲牙部分要確保與基墻充分錨固結合,且鉆孔時控制力度,嚴禁損傷保溫裝飾板。
鋼柱處安裝錨固件時,需先將方管與鋼柱點焊定位,再滿焊牢固,然后通過自攻螺釘將錨固組件與矩形管連接。焊接部位要清除焊渣等雜物后,涂刷兩遍防銹漆并補涂防火涂料。
及時進行保溫裝飾板的板縫處理,一般與完成安裝時間間隔24 h,為確保板縫內部清潔及人員安全,板縫處理工序不得在惡劣天氣下進行。
選用合適寬度的隔熱嵌縫泡沫材料填縫,一般應為1.2~1.5倍板縫寬度,填縫前應將板縫內部清理干凈,填縫應填充密實,嵌縫泡沫棒距離板面一般為8~10 mm。選用的嵌縫材料表面不得有破損污染。施工時應均勻、完整地嵌入板縫內部,不得隨意拉扯材料,避免嵌縫材料產生回縮現象影響密實度。
選用與密封膠配套使用的專用底涂對打膠處均勻涂刷。
打磨處理板面要均勻、細致,處理完毛邊后要清理碎屑,彈出分格線再貼上美紋紙。分格縫寬度(密封膠完成面)一般不得超過20 mm。
先涂刷密封膠配套使用的封底膠,再用中性耐候硅酮密封膠勾縫,密封膠顏色需保持與建筑外立面相統一,填縫應連續均勻、飽滿密實無氣泡。擠注耐候硅酮密封膠前宜在板縫兩側飾面層上粘貼美紋紙防止污染面層。
打耐候硅酮密封膠時,膠條應覆蓋板縫兩邊保溫裝飾板表面至少2 mm 左右,不留空隙。擠注耐候硅酮密封膠后應順同一個方向立即進行膠縫的修刮平整,施膠完畢應將美紋紙及時去除。
不得在過熱或過低溫度下(一般冬季)實施打膠作業,作業時的基材表面適宜溫度應大于0℃且不超過50℃。
合理設置排水管或排水槽,主要用于排出墻體和保溫裝飾板之間聚集的水分,設置部位一般在板底邊腳處。
按專項方案要求安裝透氣閥,透氣閥應在密封膠凝固前安裝在板縫間,安裝時不得破壞板縫邊腳,透氣閥一般由PVC 塑料制成,其作用是調節板、墻內部封閉空間的氣壓平衡,避免耐候硅酮密封膠起鼓而導致的保溫裝飾板面變形。
每層透氣閥數量不少于1 個/10m2,透氣閥安裝時應向下傾斜約60°。
3.1.1 試驗過程
圖4 蝴蝶件破壞規律
圖5 蝴蝶件具體破壞形態
圖6 干字件(卡件板)破壞規律
圖7 干字件(卡件板)破壞形態
3.1.2 試驗結果
表1 試驗結果匯總表
3.1.3 試驗結論
蝴蝶件單點錨固力破壞形態均在面板破壞。主要原因為面板開槽后,強度受到削弱,實際受力面板厚度僅約3 mm。已施工部分單點錨固力0.3 kN,滿足E類墻體標準值設計取值0.3 kN 的要求,即抗拔承載力滿足要求。但不符合《保溫裝飾外墻外保溫系統應用技術規程》(DB34/T 5080-2018)(以下簡稱《規程》)中II型板不低于0.6 kN的要求。
干字件單點錨固力破壞形態有錨栓拉出和干字件(卡件板)滑脫兩種,單點錨固力大于0.8 kN,大于E 類墻體標準值設計取值0.3 kN 的要求,即抗拔承載力滿足要求,同時符合《規程》中II 型板不低于0.6 kN的要求。
選擇蝴蝶件安裝方式切槽均為人工切割,質量難以標準化控制。干字件加工槽口均采用精密切槽機,質量易于控制。經過試驗對比,建議錨固組件優先采用干字件。
該項目外墻采用蒸壓加氣混凝土條板,外保溫采用保溫裝飾板,現場G-14#住宅東山墻樣板施工后,發現膠縫凹凸不均勻,錨固件位置膠縫凸出墻面,現場組織相關施工及技術人員討論分析后認為,錨固組件需要進行優化。
圖8 水平膠縫
圖9 豎向膠縫
安徽省地方標準《保溫裝飾板外墻保溫系統應用技術規程》(DB34/T 5080-2018)第5.1.9 條的第2、3 項規定,“連接件板厚不應小于1.5 mm(當為鋁合金材質時板厚不小于2.5 mm);卡件板厚不應小于1.5 mm(當為鋁合金材質時板厚不小于2.5 mm),寬度不小于40 mm。”
在現場安裝過程中,卡件板翼緣部分厚度對膠縫效果有明顯影響,需要對翼緣厚度進行優化調整。經咨詢錨固組件廠家,不銹鋼或鍍鋅鋼板無法制作1.5 mm厚度的干字件,只能開模制作鋁合金干字件。
為保證膠縫效果同時減少面板開槽深度,提高整體安全儲備,建議優化后卡件板主干部分保持2.5 mm 厚,翼緣建議改為1.5 mm 厚。另外,考慮卡件板對面板的卡扣緊固性,優化采用不等邊設計。
為驗證優化后截面是否滿足風荷載及其他受力作用,采用ANSYS 有限元分析軟件進行分析驗算。計算選用材質為鋁合金6063,強度設計值為160 N/mm2。干字件(卡件板)主要受風荷載作用,按照均布荷載加載在翼緣板上。
圖10 受力計算結果
圖11 變形計算結果
按照圖中計算應力云圖可得有限元分析結果,干字件(卡件板)懸臂板根部最大應力f=39.7 MPa<ft=160 MPa,滿足要求;最大撓度fa=0.4 mm,滿足要求。
綜上所述,干字件翼緣厚度按照1.5 mm計算分析,受力性能及變形均能滿足要求。同時避免了面板開槽過深對面板受力性能的削弱,解決了干字件翼緣厚度過厚對膠縫觀感的影響。
本文詳細論述了保溫裝飾板的安裝方法,步驟清晰合理,并結合現場實際情況,優化了“干字形”錨固組件構造,提高了安裝精準度及外立面效果,實現了快速安裝,適用于裝配式鋼結構外墻保溫裝飾板的施工。同時,利用有限元分析軟件對“干字形”錨固組件的使用工況進行了數值模擬,為實際施工過程以及使用過程的受力機理提供了科學的指導。對于同類裝配式鋼結構外墻保溫裝飾板的施工,具有積極的參考意義。