超高层装配式建筑内浇外挂体系建造关键技术
10页1、超高层装配式建筑内浇外挂体系建造关键技术国内采用“内浇外挂”体系建造的超高层建筑不多,该体系将施 工现场现浇难度较大的围护构件在工厂内预制,然后运至现场外挂安 装后节点区与内部竖向主体承重结构构件现浇,有利于外墙防水抗渗 提高施工效率。本文结合超高层建筑对地震荷载和风荷载极为敏感的 特点,介绍了超高层装配式建筑“内浇外挂”体系建造的某些关键技 术,包括预制外挂墙板的水平、竖直节点连接技术、防水构造技术、 抗震抗风技术、现场安装精度控制和防碰撞技术以及施工组织管理技 术等,为我国在超高层建筑采用这种体系提供了较高的参考价值。1 引言房屋建筑采用建筑工业化方式建造能节约资源,减少劳动力,提 高施工质量等,根据专业机构测算,可以降低能耗 23%,降低水耗 79% 减低模板消耗 81%,施工场地20%。因此,推行装配式建筑是我国传 统建筑行业转型升级的必然选择。目前装配式剪力墙结构建造方式主要包括以下四种:(1)装配整体式剪力墙,采用剪力墙墙身整体预制,边缘构件 采用现浇形式;(2)双面叠合剪力墙,采用剪力墙内侧面和外侧面预制,中间 现浇;(3)单面叠合剪力墙,采用建筑外围剪力墙外侧面预制,内
2、侧 现浇;(4)内浇外挂,即主体结构受力构件采用现浇,非受力构件采 用外挂形式。前 3 种建造方式适用于一般高层建筑1,而第 4 种内浇外挂体 系由于内部主体结构受力构件采用现浇,周边围护的非主体结构构件 采用工厂预制运至现场外挂安装就位后在节点区与主体结构构件整 体现浇,这种方式没有突破结构设计规范限制,可适用于超高层建筑。本文根据香港和内地不同设计习惯和方法,结合超高层建筑对地 震荷载和风荷载极为敏感的特点,从超高层建筑设计、生产、施工等 整个建造过程介绍了“内浇外挂”体系一些关键技术。2 柔性连接节点技术超高层建筑由于层数多,高度大,水平方向的地震反应和风致影 响十分显著,除了竖向荷载,预制外挂墙板将承受相当大的水平地震 荷载、风荷载,连接节点设计主要采取了如下技术措施:在主体结构受力构件与非主体结构受力构件之间选择确定合理 传力路径:对于一般外挂构件,其承受的竖向荷载主要通过预制构件顶部的外伸钢筋锚入主体结构受力构件来传递给主体结构,而水平荷 载诸如地震荷载、风荷载则通过预制构件两端的钢筋与主体竖向构件 现浇形成整体,即采用“先装法”先施工预制外墙板,后现浇梁、板 等受力构件,
3、两端的钢筋连接采取只传递剪力不传递弯矩的构造做法 实现了“柔性连接”,弱化了对主体结构的影响。对于一些预制外墙构件由于空间形状比较复杂,采用有限元分析 软件进行局部补充计算:图 1 是 7 度抗震烈度、沿海地区某超高层项 目中的预制凸窗采用 abaqus 软件分析的模型,计算结果表明,凸窗 顶部的两端受力较大,该处外伸钢筋配筋也相应加强。图 1 预制凸窗受力分析模型3 防水设计技术外挂墙板水平拼缝处采用靴脚合结构企口构造,如图2。另外在 竖直拼缝接触面处进行洗水或扫花处理,增加构件连接的紧密性,同 时设置止水槽,构成防水第二道防线3,如图 3。这样形成了廖多道 防水路线,彻底解决了外墙渗水问题。图 2 外挂墙板水平拼缝节点及防水构造图 3 外挂墙板竖直拼缝节点及防水构造门窗处,为解决后装门窗处容易渗水问题,在工厂生产时,将门 窗与外墙整体预制,门窗连接件预埋入构件中,通过混凝土构造达到止水目的;在阳台位置,阳台设计标高低于比室内楼层标高,预制外 墙门底部结构尺寸不应小于125mm,使预制外墙结构刚度满足要求, 保证预制外墙不发生变形,同时满足阳台防水要求;建筑顶层,现浇 结构包住预制外
4、墙顶部,实现预制构件与现浇构件完美结合,同时保 证防水要求与外立面效果。4 抗风技术当预制外挂墙板左右侧有非结构墙即构造柱存在,或预制外墙板 跨度过大时,为避免风荷载作用于外墙板上将其掀离梁位,在超高层 中尤其容易发生,采用风码装置固定外墙板,同时不将外墙板的荷载 传递给下层受力构件。预制外墙板外伸钢筋上端锚入梁或楼板,右侧 锚入剪力墙,左侧锚入结构柱非结构墙.中。左侧和下侧可认为自由端 右侧和上侧可认为是简支端柔性连接.,此时左侧将需增加风码装置, 如图 4。图 4 风码位置及构造风码将预制外墙板与下层梁固定。另一方面,由于风码上端钢筋 外围套PVC管,防止预制外墙板作用力传至下层梁。当在超高层中应 用预制外墙板时,在非结构墙一端需增加风码,另外,由于风效应过 大,在较大跨度的预制外墙板跨中位置也需增加风码装置。通过计算, 当150mm厚度的预制外墙板,层高约为3.5m,楼层相对于地面高度 约为100m时,预制外墙板跨长超过5m,预制外墙板的刚度将不足 以抵抗风载作用,变形超过规范允许要求,需增加风码装置。风码装置的位置和数量有预制外墙跨度和锚固方式相关,作用类 似栓钉,主要承担风荷
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