裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻變形縫的施工工藝

鄭茂榮

摘 要：以某保障性住房項目為研究對象，分析了其項目采用的鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。其地下室部分采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上部分采用鋼結(jié)構(gòu)框架支撐結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工方法在這個項目中得到了成功的應(yīng)用，以期為其他類似項目提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑；外墻變形縫；施工工藝

中圖分類號：TU758.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）10-0050-03

0 引言

裝配式建筑的發(fā)展確實對建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級起到了積極的推動作用，這種建筑方式通過使用預(yù)制構(gòu)件和高效的施工現(xiàn)場裝配，大大提高了施工效率和建筑質(zhì)量，也降低了材料浪費和環(huán)境污染。

1 案例概況

某市某保障性住房規(guī)劃用地面積為43 505.79 m2，是一個相對較大的保障性住房項目。該項目共設(shè)計了10棟住宅樓，包括1棟多層住宅、2棟帶商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點的高層住宅和7棟高層住宅。這些住宅樓在設(shè)計和功能上有所不同，能夠滿足不同人群的需求。

其中，住宅樓均采用鋼筋混凝土樁承臺基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)能夠有效地將建筑物的質(zhì)量傳遞到地下的樁基上。多層住宅和帶商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點的2棟高層住宅還采用了墻下條形基礎(chǔ)，以確保建筑物的穩(wěn)定性和安全性。其他7棟高層住宅也采用了樁基，以確保建筑物的基礎(chǔ)牢固。該項目地下室部分采用了普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有較高的強度和耐久性，能夠滿足地下室的各種功能需求。該項目地上部分采用了鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系（如圖1所示），這種結(jié)構(gòu)具有較高的承載能力和靈活性，能夠滿足建筑物對大跨度空間和靈活布局的需求。框架梁和次梁采用焊接H型鋼梁，框架柱采用矩形鋼管混凝土柱，這些材料和結(jié)構(gòu)形式的選擇能夠提高建筑物的抗震性能和穩(wěn)定性。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻總體設(shè)計方案

2.1 材料選擇

外墻材料選用夾芯板和保溫裝飾一體板。夾芯板由兩層鋼板（或混凝土板）和中間的保溫材料組成，具有很好的保溫隔熱性能。保溫裝飾一體板則集成了保溫、裝飾和防水功能，可以簡化外墻構(gòu)造設(shè)計。

2.2 構(gòu)造設(shè)計

外墻采用雙層板的結(jié)構(gòu)形式，外層板選用夾芯板，內(nèi)層板選用保溫裝飾一體板。兩層板之間設(shè)置一定的空氣層，有利于提高保溫性能。外層板的鋼板（或混凝土板）應(yīng)選擇不燃燒體，耐火極限應(yīng)滿足1 h要求。內(nèi)層板的材料應(yīng)具備可靠的防水性能，防止外部雨水滲漏。

2.3 節(jié)點設(shè)計

節(jié)點設(shè)計是整個外墻構(gòu)造的關(guān)鍵部分，需要考慮到材料之間的連接方式和防水的可靠性。建議采用可靠的連接方式和密封材料，如焊接、硅酮密封膠等，確保節(jié)點部位的密封性和穩(wěn)定性。

2.4 防火要求

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006中表5.1.1規(guī)定，非承重外墻構(gòu)件的燃燒性能應(yīng)為不燃燒體，構(gòu)件的耐火極限應(yīng)滿足1 h要求。因此，外墻材料應(yīng)選擇不燃燒體，構(gòu)造設(shè)計應(yīng)經(jīng)過防火性能測試，以達(dá)到1 h的耐火極限要求[1]。

2.5 防水要求

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在選用輕型裝配式圍護系統(tǒng)時，系統(tǒng)必須具備可靠的防水性能。夾芯板和保溫裝飾一體板的防水性能應(yīng)滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。構(gòu)造設(shè)置若處理不當(dāng)，會存在大量縫隙，易使外部雨水滲漏，造成系統(tǒng)氣密性不足。因此，在構(gòu)造設(shè)計中應(yīng)充分考慮防水問題，采取有效的防水措施[2]。

2.6 結(jié)構(gòu)與功能分離

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻設(shè)計的另一個技術(shù)特點是結(jié)構(gòu)與功能的分離。外墻的保溫、防水、防火等性能要求與結(jié)構(gòu)支撐、受力等要求分離開來，通過不同的材料和構(gòu)造方式實現(xiàn)各自的功能要求，使得外墻的設(shè)計更加靈活和高效。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻施工

3.1 工藝流程

工藝流程如下：鋼柱表面清理、修整→安裝變形縫內(nèi)蓋板→安裝橡膠止水帶→安裝保溫隔熱層→安裝變形縫外蓋板、粘貼防水橡膠膠條等→自攻釘、鉚釘涂抹耐候膠密封接縫→檢查清理。

3.2 施工步驟

3.2.1 安裝龍骨

安裝前檢查，龍骨安裝前應(yīng)檢查各種預(yù)埋件和連接件是否齊全、可靠，以保證安裝的順利進(jìn)行和安全性。安裝吊桿時，根據(jù)設(shè)計要求，將吊桿固定在樓板上。如果樓板是預(yù)制板，需要將吊桿的上端穿過吊鉤孔折彎扭牢。如果樓板是現(xiàn)澆板，需要在樓板底放出預(yù)埋件的位置線，然后使用射釘工具把預(yù)埋件固定在樓板底，最后把吊桿的上端穿過預(yù)埋件上的吊環(huán)孔折彎扭牢。邊龍骨安裝，按照設(shè)計要求彈線，沿著墻柱上的水平龍骨線把L形狀鍍鋅輕鋼條用螺釘固定在預(yù)埋的木磚上。

主龍骨安裝時，主龍骨應(yīng)當(dāng)?shù)鯍煸诘鯒U上，且平行于房間長向安裝。主龍骨的懸臂段不應(yīng)超過300 mm，否則就該增設(shè)吊桿。主龍骨間距根據(jù)設(shè)計要求確定，一般控制在30～60 cm。次龍骨的安裝要緊貼主龍骨安裝次龍骨，并注意次龍骨的兩端應(yīng)該搭在L型邊龍骨的水平翼緣上。次龍骨間距一般控制在30～60 cm。然后對安裝完畢的輕鋼龍骨骨架進(jìn)行系統(tǒng)的檢查、校正，確定好主次龍骨的位置無誤后，再把全部的吊掛件與連接件擰緊，讓整體骨架更加穩(wěn)定。

3.2.2 安裝變形縫內(nèi)蓋板

將鋁合金基座安裝到變形縫兩側(cè)基層上，確保鋁合金基座與地面平行，按照控制線擺上蓋板，擰上滑桿螺栓，安裝間距不大于450 mm。在鋁合金基座兩側(cè)的上部和下部用細(xì)鋼絲拉通線，調(diào)整后使鋁合金基座及框架的安裝與變形縫兩側(cè)墻體相同。在變形縫兩側(cè)的混凝土或砌體墻上彈線，確保鋁合金蓋板的實際寬度與變形縫兩側(cè)墻體相同，這樣鋁合金蓋板的伸縮部分可以順利地塞入變形縫內(nèi)。

彈線時需要使用專業(yè)的測量儀器，以確保線條的準(zhǔn)確性和美觀性。在變形縫兩側(cè)的混凝土或砌體墻上標(biāo)出鋁合金蓋板的位置，這可以通過在墻上做記號或使用模板來完成。要確保鋁合金蓋板的位置與變形縫中心對齊，并且與兩側(cè)墻體保持平行。鋁合金蓋板安裝過程中，需要將鋁合金蓋板的伸縮部分完全塞入變形縫內(nèi)，以避免出現(xiàn)漏水或密封不良的情況，可以使用橡膠止水帶、止水膠條等防水材料對鋁合金蓋板進(jìn)行密封處理。這些防水材料可以有效地防止水分滲透，提高鋁合金蓋板的防水性能。在密封處理過程中，需要注意仔細(xì)涂抹防水材料，確保鋁合金蓋板與墻體之間的縫隙被完全填充。

3.2.3 安裝止水膠帶

項目的主體結(jié)構(gòu)使用了鋼管混凝土柱框架-支撐結(jié)構(gòu)體系，室內(nèi)隔墻采用了輕鋼龍骨石膏板和預(yù)制加氣混凝土板墻，樓梯為預(yù)制混凝土踏步板和鋼框架，樓板為裝配可拆式鋼筋桁架樓承板。外圍護墻板選用了200 mm厚蒸壓加氣混凝土（ALC）條板，內(nèi)嵌式安裝，并在外側(cè)粘貼80 mm厚巖棉外保溫板，用錨栓固定。鋼柱鋼梁外側(cè)將巖棉保溫板放置在鋁板幕墻之內(nèi)，以增強防水性能，鋼柱外側(cè)鋁板幕墻防水如圖2所示。這種結(jié)構(gòu)體系和材料的選擇都是為了提高建筑物的保溫、防水、防火、安全性和經(jīng)濟性等方面的性能。使用裝配式結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件，還可以降低施工成本和周期，提高施工效率[3]。

3.2.4 安裝保溫隔熱層

在下層結(jié)構(gòu)上涂刷一層界面劑，可以提高粘結(jié)性能。將保溫隔熱材料均勻鋪設(shè)在基層上，并使用鋁箔膠帶進(jìn)行固定。在保溫隔熱材料上鋪設(shè)玻璃纖維網(wǎng)格布，以增加防護層強度。在玻璃纖維網(wǎng)格布上涂刷一層界面劑，并鋪設(shè)第二層保溫隔熱材料，在第二層保溫隔熱材料上鋪設(shè)第二層玻璃纖維網(wǎng)格布，并涂刷界面劑。重復(fù)以上步驟，直至達(dá)到所需保溫隔熱層厚度。最后在上層結(jié)構(gòu)上涂刷一層界面劑，以防止水分滲透[4]。

3.2.5 安裝變形縫外蓋板

將變形縫外蓋板的兩側(cè)基座安裝到變形縫兩側(cè)基層上，確保基座與地面平行。根據(jù)控制線擺上蓋板，擰上滑桿螺栓，安裝間距不大于450 mm。用膠帶紙將外墻變形縫滑桿初步固定至要安裝的部位。根據(jù)控制線擺上蓋板，擰上滑桿螺栓，安裝間距不大于450 mm。根據(jù)不同寬度的伸縮縫，選擇寬度不同的鋁蓋板。變形縫蓋板接頭處要兩邊對齊。

4 實施效果

4.1 經(jīng)濟效益

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻變形縫施工時，需要預(yù)留出適當(dāng)?shù)目臻g，以便于建筑物在溫度變化、地震等情況下進(jìn)行變形。因此，變形縫的施工具有一定的經(jīng)濟意義，具體表現(xiàn)在以下4個方面：①提高建筑物的使用壽命。變形縫可以減少建筑物由于溫度變化、地震等因素產(chǎn)生的應(yīng)力，避免建筑物出現(xiàn)裂縫、變形等問題，從而提高建筑物的使用壽命。②降低維護成本。建筑物在使用過程中，需要對其進(jìn)行維護和修理。如果建筑物沒有適當(dāng)?shù)淖冃慰p，可能會導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)裂縫、變形等問題，需要花費更多的維護成本，而變形縫可以減少這些問題的發(fā)生，從而降低維護成本。③增強建筑物的安全性。建筑物在使用過程中，如果由于溫度變化、地震等因素產(chǎn)生過大的應(yīng)力，可能會對建筑物的結(jié)構(gòu)造成破壞，甚至導(dǎo)致人員傷亡。而變形縫可以減少這些應(yīng)力的產(chǎn)生，從而增強建筑物的安全性。④提高建筑物的舒適度。變形縫可以減少建筑物由于溫度變化等因素產(chǎn)生的變形，從而避免建筑物出現(xiàn)裂縫、變形等問題，提高建筑物的舒適度。

4.2 社會效益

社會效益主要體現(xiàn)在以下5點：一是推動建筑工業(yè)化發(fā)展。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是一種新型的建筑工業(yè)化技術(shù)，具有施工速度快、節(jié)能環(huán)保、高強度、低能耗等優(yōu)點。而變形縫的施工是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中的重要環(huán)節(jié)之一，其技術(shù)的不斷提升和廣泛應(yīng)用將進(jìn)一步推動建筑工業(yè)化的發(fā)展。

二是提升建筑品質(zhì)。變形縫的施工對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的保溫、防水、防火、隔音等方面有著重要影響，合理的變形縫設(shè)計和施工可以有效提高建筑物的品質(zhì)，提升居住者的生活品質(zhì)。

三是促進(jìn)節(jié)能環(huán)保。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑和變形縫的施工都符合節(jié)能環(huán)保的理念。在施工過程中，可以減少對環(huán)境的污染和資源的浪費，實現(xiàn)綠色建筑的目標(biāo)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

四是增強社會安全。變形縫的施工可以保證建筑物的結(jié)構(gòu)安全，減少由于溫度變化、地震等因素對建筑物造成的影響，從而增強社會的安全性。

五是推動建筑行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。變形縫的施工需要相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備支持，其技術(shù)的不斷提升將推動建筑行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型。

4.3 質(zhì)量效益

質(zhì)量效益主要體現(xiàn)在以下3點：一是提高結(jié)構(gòu)安全性。變形縫的設(shè)計和施工是鋼結(jié)構(gòu)建筑中的重要環(huán)節(jié)，可以保證建筑物在受到溫度變化、地震等因素影響時，避免產(chǎn)生過大的應(yīng)力，從而降低結(jié)構(gòu)破壞的風(fēng)險。合理的變形縫設(shè)計和施工可以提高建筑物的結(jié)構(gòu)安全性，保障人員生命財產(chǎn)安全。

二是保證建筑物的保溫、防水、防火等功能性。變形縫的施工對于建筑物的保溫、防水、防火等方面有著重要影響，合理的變形縫設(shè)計和施工可以保證這些功能性要求的實現(xiàn)，提高建筑物的品質(zhì)和居住體驗。

三是提高建筑物的耐久性。變形縫的施工可以減少建筑物由于溫度變化、地震等因素產(chǎn)生的變形，從而避免建筑物出現(xiàn)裂縫、變形等問題，從而提高建筑物的耐久性，延長其使用壽命。

5 結(jié)束語

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造是對傳統(tǒng)土木建筑業(yè)的一種轉(zhuǎn)型和升級，這種高效、環(huán)保的建造方式迎合了建筑業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的需求。變形縫滿足性能要求且外飾面美觀，這充分說明了這種施工工藝的可行性和實用性。這種工藝不僅可以提高建筑的質(zhì)量和效率，還能夠滿足人們對建筑美學(xué)和功能性的需求。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑將會在建筑行業(yè)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫詩兵，聶光臨，姚曉丹，等.膨脹珍珠巖摻加量對水泥砂漿性能的影響[J].混凝土，2015（3）：313-314.

[2] 劉志成，崔琪，李清海.不同維度玻璃纖維對GRC力學(xué)性能影響研究[J].混凝土與水泥制品，2015（5）：12-15.

[3] 張愛林.工業(yè)化裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題[J].工業(yè)建筑，2014（8）：81-83.

[4] 尹佳.基于玻璃纖維增強水泥材料性能分析的最佳配合比[J].四川水泥，2014（12）：206-208.