田宇治 顧林

【摘要】本文結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，提出一種部分疊合節(jié)點(diǎn)區(qū)現(xiàn)澆的半墻板半模板的圍護(hù)體系，將外掛墻板的支座集中荷載轉(zhuǎn)為線荷載傳至主體結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)做法中需要次級結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)的通長橫條窗間墻的建筑立面效果，并從建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)和受力分析驗(yàn)算兩方面驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)的合理性，提出了一種利用臨時(shí)支撐的安裝工藝方法。

【關(guān)鍵詞】鋼框架;外墻模板;部分疊合;橫條窗間墻

鋼結(jié)構(gòu)建筑作為建筑工業(yè)化領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，有著PC裝配式建筑無法具有的一系列優(yōu)勢，比如結(jié)構(gòu)體系成熟，自重輕，抗風(fēng)抗震性能優(yōu)秀，施工周期短，現(xiàn)場人工成本低，資源可再生利用等等。但也存在一些例如需要增加額外的防火包覆、結(jié)構(gòu)部分隔音較差、層間位移較大影響其它構(gòu)件配合性等等問題，這其中大部分的問題都可以由純鋼結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換為鋼混組合體系實(shí)現(xiàn)解決，不再贅述，本文詳細(xì)分析的是其中預(yù)制裝配式外墻與鋼結(jié)構(gòu)建筑配合性的解決問題。

1.裝配式鋼結(jié)構(gòu)配套外墻分類

《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)外墻章節(jié)，將鋼結(jié)構(gòu)建筑配置的裝配式外墻分為三類[1]：混凝土預(yù)制外墻板、拼裝大板和預(yù)制條板（夾芯條板），分別代表了三個(gè)不同方向：預(yù)制構(gòu)件方向、輕質(zhì)單元體方向和條板后處理方向，其中參考《裝配式預(yù)制混凝土技術(shù)規(guī)程》[2]的混凝土預(yù)制外墻板由于規(guī)范指向明確、受力模式清晰，且可以同時(shí)增加建筑預(yù)制率和裝配率得分，成為預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)建筑在外墻方向的一個(gè)重要的分支。

2.PC外掛墻板常用分類及掛裝點(diǎn)形式介紹[3]

常用的混凝土預(yù)制外墻板有以下幾種受力模式：

跨層安裝三種模式（圖1），四點(diǎn)支撐體系，底部均為固定支座，頂部由左至右分別為平移式、滑動(dòng)式和旋轉(zhuǎn)式。

同層安裝的橫向條板兩種模式（圖2），四點(diǎn)支撐體系，頂部為固定支座，底部由左至右為滑動(dòng)式和平移式。

3.掛裝點(diǎn)受力分析

跨層安裝的支撐點(diǎn)位布置比較合理，整體板下支座承重，混凝土板自身受壓區(qū)域較大，能夠比較有效地利用混凝土板本身的抗壓抗彎能力。同層安裝的橫向條板，上支座承重，中心區(qū)域的混凝土受拉，本身受力較跨層安裝略差，當(dāng)結(jié)構(gòu)能夠提供的上下支點(diǎn)位置不合理的情況下，尤其是碰到鋼梁高度很小的實(shí)際情況，上下掛點(diǎn)距離過近，板處于懸挑受力狀態(tài)的區(qū)域過大，最不利的情況是板本身還需要承受其他構(gòu)件如窗、欄桿等的荷載，此時(shí)板體變形過大，節(jié)點(diǎn)區(qū)域受荷相對不合理。

4.解決思路及方法

4.1傳統(tǒng)解決辦法的兩個(gè)思路

（1）增加板厚及配筋，以板自身剛度抵抗附加荷載及扭矩。

（2）在鋼梁上增加局部架高牛腿，拉開預(yù)制混凝土板的掛接點(diǎn)距離。

但此兩種方法均會較大的增加造價(jià)，方案1增加預(yù)制混凝土用量，且由于重量增加會相應(yīng)的增加主體用鋼量;方案2的鋼牛腿同樣會增加主體用鋼量，且增加了大量的現(xiàn)場焊接工作。

考慮到傳統(tǒng)預(yù)制混凝土建筑在外墻上曾經(jīng)使用的一些連接方法[4]，我們在此處提出一種解決方向，將單純的應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑的混凝土外掛墻板轉(zhuǎn)變?yōu)榘雺Π灏肽０宓囊环N圍護(hù)體系，將外掛墻板的支座集中荷載轉(zhuǎn)為線荷載傳至主體結(jié)構(gòu)，從而簡單實(shí)現(xiàn)了通長橫條窗間墻的效果，繞過了支座區(qū)的受力不合理情況，且節(jié)省了樓板翻邊的側(cè)邊模，一舉數(shù)得。

圖3為典型的部分疊合預(yù)制混凝土外墻模板節(jié)點(diǎn)詳圖（下文簡稱PCPF板）。

4.2 PCPF板的特點(diǎn)

（1）起承重作用的下掛裝點(diǎn)僅在安裝階段起主要作用，上掛裝點(diǎn)為斜向撐桿臨時(shí)支撐，待現(xiàn)澆部分起作用后即可拆除。

（2）層間樓板位置表面拉毛并預(yù)留雙排胡子筋，筋直徑應(yīng)由計(jì)算確定，并不宜小于板內(nèi)配筋直徑。

（3）PCPF板頂及板底可局部加厚或翻邊附加預(yù)埋鋼副框以連接其他附屬構(gòu)件。

（4）翻邊形成的內(nèi)側(cè)空間可作為內(nèi)保溫空間使用。

5.危險(xiǎn)截面相關(guān)計(jì)算

由于PCPF板的典型截面高度及寬度均不宜超過傳統(tǒng)PC板，所以我們對于板本身不做額外計(jì)算。僅校核后澆部分的危險(xiǎn)截面，相關(guān)項(xiàng)目及結(jié)果如下：

5.1按照單向板截面驗(yàn)算

C30混凝土，危險(xiǎn)截面尺寸按120mm高通長考慮。彎矩設(shè)計(jì)值1.7KN.m，剪力設(shè)計(jì)值6KN.

5.2驗(yàn)算截面

V=6KN<βh f t Bh0 =100.1KN，通過。

5.3正截面受彎承載力及配置鋼筋驗(yàn)算

（1）按單筋計(jì)算as下=20mm，相對受壓區(qū)高度ξ= x/h0=0.012<ξb=0.518;

（2）下部縱筋A(yù)s=48mm2，ρ=0.04%<ρmin=0.20%，按構(gòu)造配筋A(yù)s=240mm2;

（3）下部縱筋實(shí)配E8@200 As=251mm2，通過。

5.4混凝土裂縫驗(yàn)算

（1）受拉鋼筋應(yīng)力σsk= MK/（0.87h0As）=34.3N/mm2

（2）裂紋寬度Wmax=0.007mm

部分基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算過程不做詳細(xì)介紹，由上可知，相對計(jì)算余量較大，截面安全。

6.相關(guān)安裝工藝過程[5]

6.1施工框架梁，預(yù)做外伸鋼牛腿（僅當(dāng)需要PCPF板遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)時(shí)需要）（圖4）。

6.2安裝預(yù)制樓板，其中疊合樓板需要預(yù)置連接撐桿用套筒，鋼筋桁架樓承板需要留后澆帶并預(yù)留預(yù)埋件（圖5）。

6.3吊裝PCPF板，將板內(nèi)預(yù)埋擱置在牛腿上調(diào)整到位并焊接固定。

6.4使用斜撐桿臨時(shí)支撐，安裝后澆帶底模板并綁扎鋼筋（圖6）。

6.5將預(yù)留胡子筋與翻邊鋼筋綁扎并澆筑成整體，并在后澆帶達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度時(shí)拆除斜撐桿（圖7）。

6.6安裝其他附屬構(gòu)件如窗、包覆板、內(nèi)保溫等（圖8）。

7.可能存在的問題分析

7.1臨時(shí)支撐構(gòu)件，包括承重件及斜撐桿均應(yīng)有可調(diào)措施。

7.2當(dāng)由于施工順序的問題導(dǎo)致斜撐桿在使用鋼筋桁架樓承板作為樓板時(shí)可能存在不能支撐至樓板的情況，需要附加臨時(shí)支撐構(gòu)件。

7.3二次澆筑時(shí)需處理PCPF板背后的拉毛面以免發(fā)生裂紋，此條在應(yīng)用于女兒墻板時(shí)尤其重要。

7.4應(yīng)注意澆筑時(shí)可能會發(fā)生的漲模位移。

參考文獻(xiàn)

[1]郭學(xué)明.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)、制作與施工[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2017.1

[2]顧林.一種PCF局部疊合窗間墻構(gòu)造的施工方法[P].201910486068.8

[3]GBT51232-2016《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[S]

[4]JGJ1-2014《裝配式預(yù)制混凝土技術(shù)規(guī)程》[S]

[5]16G333 16J110-2：《預(yù)制混凝土外墻掛板》[S]

（作者單位： 浙江綠筑集成科技有限公司）

【中圖分類號】TU755.21

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1671-3362（2020）06-0060-03