装配式钢结构集成办公用房生产制作技术研究

刁晓翔

（天津住宅集团建设工程总承包有限公司，天津 300070）

0 引 言

随着我国建筑业的发展，越来越多的新材料、新技术、新工艺在建筑领域得到广泛的推广和应用，按照国家“十三五”规划中有关建筑节能及建筑工业化发展的要求，以及响应天津住宅集团装配式建筑战略的号召，笔者单位在借鉴国外先进技术的基础上与国内有关企业开展积极的合作，向国内市场推出结构安全、造型美观、经济实惠、节能环保的一款新产品——施工现场装配式办公用房。

装配式办公用房是建筑工业化发展的必然产物。它的主体结构以及所有零部件都是在工厂流水线上按照标准化的生产流程、严格的设计标准，进行规模化生产制作的［1］。它有别于传统建筑，它是将预先在工厂生产好的建筑构件运送到施工现场，在施工现场由安装工人在现场组装。

1 施工技术简介

1.1 工艺原理

装配式办公用房系统，以底框—龙骨—地板—立柱—墙板—顶框—顶面板构成单独的箱体单元。箱体之间横向采用特制的连接卡件连接，竖向采用插槽式连接，安装便捷、牢固稳定。单独的箱体单元按照施工布置图纸拼装成一整套的办公用房系统。

1.2 技术特点

1）装配式办公用房的所有构件均采取工业化和标准化的生产模式，提高了生产效率，减少了建材的浪费，降低了建筑成本，缩短了加工工期，保证了产品质量。

2）箱体之间采用螺栓形式连接，安装快捷、操作简便，可有效缩短施工工期。

3）箱体内部管线在主体框架以及墙板中排布，室内没有外露的明线以及线槽。

4）装配式办公用房可拆卸、循环使用。

5）房屋隔热性、气密性、节能性较好。

2 施工工艺流程及操作要点

装配式钢结构集成办公用房的生产制作应有严格的生产制度，并按照加工流程和操作要点进行管理。以下对加工流程和加工过程中的操作要点进行详细阐述。

2.1 加工流程图

装配式钢结构集成办公用房的加工主要包括生产准备、原料加工、钢骨架制作、板材安装、水电安装和细部处理等，具体如图1所示。

图1 生产制作流程图

2.2 操作要点

2.2.1 车间施工准备

1）材料准备。根椐采购计划备料、进料、领料。严格检验到场原料的规格、尺寸、产品质量等，确保其符合相关规范要求及图纸、设计要求。

2）车间准备生产器具。生产中使用的机具包括切割机、电焊机、经纬仪、角磨机、无齿锯、吊车等，机具在生产前须进行检验、维护，确保其满足生产要求。特殊岗位的人员必须持证上岗，如电焊工、吊车工等。

3）技术交底。技术交底包括两个方面的内容，一是安全技术交底，二是施工技术交底。

2.2.2 原料的加工

对型材先经调直校正并除锈后，进行生产下料。依据技术人员发放的图纸尺寸进行零件的切割下料并且按图对零件编号。

2.2.3 钢骨架的制作、涂装

1）箱体的骨架是由顶框架、底框架、龙骨、4根立框共同焊接而成的（长 6 m×宽 3 m×高3 m）长方体整体框架，如图2所示。底框架由矩型管150 mm×100 mm×3 mm 焊接组成；顶框架由方管 100 mm×3 mm 焊接组成；主龙骨是矩形管 80 mm×40 mm×2 mm，附龙骨是方管 40 mm×2 mm，主附龙骨是焊接在顶框架和底框架上；立框是由矩型管 150 mm×100 mm×3 mm 组成。

图2 钢骨架制作示意图

2）钢骨架制作。必须保证工作平面上不得有焊瘤、焊块，须光洁水平。在工作平台上依设计图纸放大样制做一外框模具胎（3000 mm×6000 mm）。底框和顶框的外形尺寸相同，共同利用此模具。在外框模具胎内焊接底框（矩型管 150 mm×100 mm×2 mm）和顶框（方管 1100 mm×2 mm）。顶框（底框）相邻的两杆件为八字形斜槎焊接接口。

3）龙骨制作。选定底框（矩型管150 mm×100 mm×2 mm）和顶框（方管 100 mm×2 mm）的一面为上面，均加焊主（矩形管 80 mm×40 mm×2 mm）附（方管 40mm×2 mm）龙骨，龙骨上皮与框架上面的（上皮-20 mm）相平。横向龙骨为主龙骨（矩形管 80 mm×40 mm×2.0 mm），间距净尺为 560 mm，共 11 根；纵向龙骨为附龙骨（方管 40 mm×2 mm），间距净尺为 550 mm，共 54 根。主附龙骨在同一水平面。

4）箱体的立框（立柱）。用梁式吊车吊起顶框，与底框上下对正加焊 4 个立框（矩型管150 mm× 100 mm×2 mm）。加焊 4 根立框时必须用 4 架以上经纬仪在不同位置同时打线，保证立框的垂直度和顶框的水平度。

5）附件。在箱体4个顶角设置作为上层箱体垫底（角钢 L75 mm×5 mm）插件的插槽，兼做集水口（方 管 100 mm×8 mm）。垫底插入插槽的深度为 30～ 50 mm，与箱体自重共同作用以抵抗风压保证箱体集合体的稳定性。四周边平焊槽钢（［14A）作为收水槽，流经集水口再沿立框（矩形管 150 mm×100 mm×3 mm）内的圆管（D48 mm×3 mm）向下排水。顶部外檐设置出水口（方管 100 mm×3 mm），也叫溢水口。在箱体底部设有垫底（角钢 L75 mm×5 mm），高度为 30～50 mm，一个功能是将底层箱体架离地面防水防潮，另一功能是上层与下层的连接卡件的插件。

6）框架主体的涂装。涂装必须在环境适宜的温度、湿度、风速的条件下进行。框架主体焊接完毕，用角磨机对各道焊口的焊瘤、毛刺打磨光滑。经过钢刷清渣、除锈。用毛刷或滚刷涂刷醇酸铁灰防锈底漆二遍。待底漆干透后再涂刷一遍芬兰绿面漆。总漆膜厚度≥100 μm。

2.2.4 墙面板的安装

1）墙面双色复合板的安装包括箱体办公单元、箱体走廊单元的安装，如图3所示。使用前应对双白色复合板进行检查，不得使用不洁净或踩踏变形的复合板面。

图3 墙板安装示意图

2）箱体办公单元。墙面预先进行模数（0.4 mm× 75 mm×950 mm）排版，墙面单块墙面板（双白色复合板）的尺寸应≥ 300 mm，否则重新调整模数［2］。板与板之间为子母口拼接，板与立框的连接是由立框与角钢（L30 mm×3 mm）组成的卡槽卡紧。墙面铺设过程中严格按照施工图纸标注的位置加设电路的竖向管线及开关、插座、空白面板。

3）箱体走廊单元。箱体走廊单元包括端头走廊和中间走廊两个形式的单元。端头走廊的相邻两个立面为空框，另外相邻的两个立面为玻璃窗体。中间走廊的三个面均为空框，另一个面为玻璃窗体。玻璃窗体加设窗框窗格，固定牢固。玻璃可现场安装。运输过程中在窗框窗格上须加横竖支撑以防窗框窗格挤压变形。

4）门窗洞口的预留。位置及大小均应符合墙板的模数（0.4 mm×75 mm×950 mm），且不应出现单块板小于 300 mm的墙板，否则重新调整模数。门窗的洞口用与墙面板同色的 0.4 mm 厚的 U 型彩连件做包口，门及窗框依实测洞口尺寸进行定制安装，固定牢固。玻璃可现场安装。运输过程中在窗框窗格上须加横竖支撑以防窗框窗格挤压变形。

2.2.5 地板安装

地板是由彩钢板、岩棉、无机防火板、地革共 4 层逐层叠加而成的［3］（见图4）。最下层是点焊附着在所有主龙骨下皮的钢丝网。中间层是在龙骨上面满铺保温棉（100 mm）并使隔断内充满，空间的厚度应≥100 mm，填充率达到 100 %。上层是无机防火板，采用间距≤400 mm 的自钻钉与龙骨固定。无机防火板上打胶满铺粘贴纤维地胶，这一层纤维地胶即为饰面层，具有防水防潮、防滑耐磨、高弹性、吸音降噪的优点，而且是绿色环保。

图4 地面安装示意图

2.2.6 卫生间防水

在淋浴间墙壁及蹲便器的靠墙墙面内壁粘贴上下通高的防水 UV 板，设置卫生间隔断及淋浴间隔断。无水淋的正面及侧面墙面内壁由地面起粘贴 1200 mm 高的防水 UV 板。

2.2.7 顶面板安装

顶面板分为 3 个层次：最下层为 0.4 mm 厚彩板，中间是保温棉（100 mm），最上层是蒙皮板 0.6 mm厚（见图5）。最下层的彩板与彩板之间采用子母扣式的自锁插口拼接，板与底框的连接是由边框与角钢（L30 mm×3 mm）组成的卡槽卡紧。中间层的保温棉采用龙骨上满铺并使隔断内充满，空间的厚度应≥100 mm，填充率达到 100 %。最上层的蒙皮板，板间则采用 180°咬口式拼接，并在箱体宽度（3 m）的中间延向（6 m）加一根方管（方管 30 mm×2 mm）采用自钻钉固定，做脊起坡儿。蒙皮板的边缘伸过槽钢上焊接的角钢，并沿角钢的折肢边缘反折 180°，用防水的丁基胶条粘合。必须在所有接缝接口处打防水胶。在安装顶面的过程中严格按照施工图纸标注的位置穿插安装横向电路管线、顶灯。

图5 顶面安装示意图

2.2.8 淋水、通电、通球及通水试验

箱体安装完成之后，为了保证箱体能够正常投入使用，需要对箱体进行淋水、通电、通球及通水试验。如果在试验过程中发现问题，应及时整改，整改之后应该再次试验，直到全部合格为止。

2.2.9 连接卡件的制作。

连接卡件为 U 形卡槽，使用 20 mm 厚的钢板制作，规格 100 mm×60 mm，一端折成凹槽，另外一端焊接M 20×60 普通螺栓，用于箱体的水平连接及固定。

2.2.10 箱体结构的验收

1）由班组工段长在自检合格的基础上提出申请，质量检验人员组织相关人员进行验收，并同时签字。主要检验项目有：①箱体的外围尺寸；②墙板的平整度；③箱体顶板的平整度；④箱体外部顶板的坡度；⑤墙板及顶板的板缝拼接紧密平直。

2.2.11 细部处理

1）楼梯间。两个箱体组成一套完整的两跑楼梯间，不锈钢圆管的扶手栏杆，花纹钢板（-3 mm）的踏步，花纹向上兼起防滑作用。踏步宽度 280 mm，高度 160 mm，楼梯净宽 1200 mm。如有特殊要求，踏步上还可以粘贴橡胶的防滑饰面层。

2）卫生间。便池、手盆、排风扇、墩布池等，所有洁具、凸出物的周边必须打防水结构胶。

3）室内的附件。由于电路接线和内部装饰件的安装联系较为紧密，所以内部装饰件和电路接线是同时并行安装的。其中室内装饰附件包括阴角线、踢脚线、三维角线。

①阴角线是墙面角竖线、墙面与顶面角横线处的装饰件。三维角线则是相邻两墙面与顶面的三维角的装饰件。踢脚线是地面周边的墙面饰件，起到保护墙面洁净的作用。所有的饰件均设有暗槽，在暗槽内打木螺丝与墙面固定结实，再扣上暗槽的镶嵌条。

②电路接线遵循“左零右火、插座共接、灯线回零、统一接地”的原则，按照“进户线接总开—总开关接负载空气开关—负载空气开关接用电器”的接线顺序进行线路连接，必须注意的是进出线的安装不得安装反，线路交叉位置需折弯处理。

4）室外的附件。室外附件包括扣盖式线缆桥架（1.2 mm）、窗护栏、空调外机挂架。扣盖式线缆桥架在箱体的外檐：在箱顶向下 250 mm 位置处分别在 2 个立杠上用三外自钻钉固定角钢（L50 mm×3 mm）支架，扣盖式的线缆桥架（厚度 1.2 mm）也通过自钻钉与角钢支架固定。窗护栏多是门窗厂家提供并负责安装。空调外机挂架是由三个立面和一个底面组成的空架，底框的材料是方管 40 mm×2 mm，中间的栏杆及三个立面选用的材料均是方管 20 mm×2 mm，空调外机挂架与箱体的立框和底框满焊相连，同样也是两遍醇酸铁灰防锈底漆和一遍芬兰绿面漆。

3 技术应用

该技术生产的装配式临时办公用房已经在天津市警示教育中心新建项目等工程中运用，并取得良好效果。市警示教育中心新建项目，位于天津市河西区宾馆南道 5 号，总建筑面积 30000 m2，地上建筑面积 18000 m2，地下建筑面积 12000 m2。本工程使用装配式办公用房 775.8 m2，其中卫生间单元 54 m2、走道单元 91.8 m2、房间单元 630 m2，取得了良好效果。装配式办公用房的工业化、标准化生产比起传统模式房屋在建造上更加精准，流水线的作业也让房屋的品质有效得到保障。同时各箱体之间的连接采用螺栓连接，安装快捷，操作简便，省去了现场装配的作业时间，有效地缩短施工工期，节省施工现场作业投入的成本。

4 结 语

本文介绍了装配式钢结构集成办公用房生产制作技术，其中重点阐述了钢骨架的制作和涂装、墙面板的安装、地板安装、卫生间防水、顶面板安装等操作要点。该技术已在实际工程中应用，且效果良好。装配式钢结构集成办公用房的应用研究符合现代绿色施工理念，也是对装配式技术的进一步推广，同时为绿色、文明施工提供新的技术措施。