装配式技术在现代冷链物流中心项目中的设计与应用研究

杨文若

摘要：随着时代发展，装配式技术在建筑项目中实际应用也越发广泛，本文以温州市现代冷链物流中心项目南区总承包工程为例，从实际案例入手对装配式项目的技术落地进行分析并提出解决方案，具体分析了该项目中装配式技术如何选择、如何应用并最终解决了哪些具体问题，如构件连接安全性问题、钢构件防火防腐问题，装配式构件防水防开裂问题等。研究成果可为相关应用与研究提供参考。

关键词：装配式技术;现代冷链物流中心项目;技术难点;解决方案

引言

随着时代发展，装配式技术越发成熟和多样，项目中实际应用也越发广泛。装配式技术的应用在工期、质量标准、施工安全、绿色环保等方面都拥有传统建筑无法比拟的优势，但新技术的应用总会遇到各类问题，不是一蹴而就的，是发现问题到解决问题的过程，还要经过一个从设计→应用→改进升级→再应用的循环过程，最终实现装配式技术的真正落地，本文通过一个装配式技术应用案例的阐述，具体分析了该项目中装配式技术如何选择、如何应用并最终解决了哪些具体问题。

1现代冷链物流中心项目概况

温州市现代冷链物流中心项目南区建设工程总承包工程。该项目选址位于温州市经济技术开发区滨海园区地块内，工程总建筑面积9.8万 ㎡，地上建筑面积6.8万 ㎡，地下建筑面积3万㎡;其中1#楼为14 层宿舍、2#楼为14 层办公楼，标准层层高均为3.3m;3#4#楼为单层物流用房，层高15.30m;5#楼为二层物流用房、6#楼为2 层丙类仓库、7#楼为单层配套辅助用房。

2装配式技术应用难点

该项目有较高的装配化要求，且功能复杂，设计难点较多，要实现装配式目标，我们面临以下问题：

1）如何合理的选择装配式技术从而实现该项目装配化要求？

2）装配式技术的应用能否满足传统建筑对功能及性能要求？

3）装配式技术应用过程中有哪些问题？如构件连接安全性问题、钢构件防火防腐问题，装配式构件防水防开裂问题等。如何解决？

3装配式技术的合理选择

装配化技术应用目的是解决传统建筑的一系列问题，不是单纯为了装配率而装配化，同时市场上装配式产品多种多样，如何合理选择是我们面里的最重要问题，因此，我们对项目需求进行了仔细分析，针对性选择装配式技术。

3.1 高层建筑主结构体系选型

该项目建筑面积大，工期要求较紧，同时，为满堂地库，现场用地十分紧张，装配式混凝土体系需要大量现场堆场，而且竖向构件连接对施工精度和质量依赖性较强，存在安全隐患，最终选择装配式钢框架体系。

3.2 大跨物流用房主结构体系选型

物流用房单向跨度达50m，中部不允许有柱子，层高较高，适合装配式钢结构体系，能充分发挥钢结构大跨、大空间、异形等优势。从大跨结构的技术难度、施工的可靠性与难度、建筑功能适应性、建筑品质提升等方面分析比较，钢结构方案尤其适合。体系细选集中在钢桁架结构和网架结构，用钢量计算过程中网架结构有一定优势，但如此大面积网架结构需满铺高支模或在地面组装后整体提升至15m高度，工程实施难度很大，且在用地紧张的情况下，大型机械很难操作，钢桁架结构最终用钢量较大，但可单品桁架地面拼装并逐个吊装，综合优势较明显，且与轻型金属屋面结合度较强，综合考虑，选择采用钢桁架结构体系。

3.3 高层建筑装配式外墙系统选型

方案设计中外墙希望达到竖向板块拼装效果，结合材料特点和项目装配率要求，提出采用ALC条板作为外墙材料，设计中根据条板模数特点进行排版布置，实现立面效果与材料模数的和谐统一，同时利用材料良好性能也实现了外墙的自保温，省去了传统外墙先做基层墙体再做外保温的复杂构造，得到了业主和施工单位的一致好评。

3.4 物流用房装配式外墙系统选型

方案设计中物流用房为开敞式设计，仅在外立面间隔布置波纹型装饰板材。设计中选用成品金属波纹板，仅需后衬金属龙骨，四周采用型材收口即可，该板材效果完全符合立面设计要求，且实现了轻质、装配化需求。

3.5 装配式内墙系统选型

该项目中办公和宿舍都是標准化的独立小房间，户与户之间需要满足较高的防火、隔音、防撞击等要求，即公共建筑中常用的如轻钢龙骨类内墙已经不适用本项目了，特选用装配式蒸压加气混凝土条板作为内墙材料，该板材竖向通高，装配化程度高，且板材本身容重轻、强度高、具有很好的隔音保温性能，也是一种不燃的无机材料，具有很好的耐火性能。既能满足装配化要求，又能很好的实现使用功能要求和性能要求。

3.6 办公楼装配式楼板系统选型

该办公楼为标准化单间办公室，采用全装修，楼板底部设置吊顶装饰，因此选择装配式钢筋桁架楼承板系统，钢筋绑扎由工厂机械化制造，减少了现场钢筋绑扎量70%，与底部钢板结合后整体运到现场直接铺设，无现场支模，各楼层之间的混凝土浇筑可同时进行，互不影响。

3.7 宿舍楼装配式楼板系统选型

该宿舍楼无吊顶，如采用钢筋桁架楼层板则底部钢板严重影响宿舍顶面效果，提出采用可拆卸楼承板系统，该系统中桁架和底模板通过螺栓连成一体。浇灌混凝土养护成型后，卸下底面螺栓，拆除木底板，即可通过粉刷处理后获得装潢效果。同时拆除后底板可回收重复利用。装配化程度高，施工方便，可循环利用。

3.8 装配式楼梯系统选型

宿舍建筑舒适性要求较高，如采用纯钢结构楼梯，会产生较大振动，影响使用舒适度。结合钢结构体系，对纯钢结构楼梯进行舒适度升级设计，在原钢楼梯基础上，增设40厚细石混凝土叠合层，增加钢楼梯刚度同时也大大减轻了钢楼梯的震颤，在实际项目中收到了很好的效果。

3.9 物流用房装配式屋面系统选型

两栋物流用房为50m跨度的大空间，如采用传统混凝土屋面，将大大增加结构荷载，不利于大跨度的实现，为减轻屋面荷载，提出采用轻型铝镁锰直立锁金属屋面，该产品适合大屋面施工，可保证了大跨屋面的防水和抗风性能，同时轻型屋面的使用也大量减少了结构用钢量。

4装配式技术应用难点的解决方案

选择了合理的装配式技术并不意味着该项目就成功了，实施过程中将面临诸多现实问题，需具体分析并提出解决方案：

4.1 钢结构构件连接问题解决方案：

1）钢结构竖向构件连接：钢结构竖向构件因吊装机械性能和構件道路运输限制，需分多段吊装，对接口的连接方式以及对接精度是钢结构工程质量控制关键。本项目采用全熔透的坡口对接焊缝连接，可有效保证对接位置强度，确保荷载有效传递。钢柱吊装就位后，柱身的扭转调整通过上下的耳板在不同侧夹入垫板，在上连接板拧紧大六角头螺栓来调整。当偏差较大时可通过在柱身侧面临时安装千斤顶对钢柱接头的扭转偏差进行校正。垂直度调整通过在柱的偏斜一侧打入钢楔或用顶升千斤顶，采用三台经纬仪在柱的三个方向同时进行观测控制方法。该方式传力直接，现场操作方便，连接质量对施工经验和精度依赖性小，且现场高度装配化，避免了大量现场作业，减少气候条件对施工的影响，缩短工期。钢结构竖向构件连接具体见图1。

2）梁柱、梁梁连接节点：梁柱连接节点起到了至关重要的荷载传递作用，合理的设计方案在保证结构强度的前提下既可以节省施工工期，又可以节省成本。梁柱连接采用栓焊连接，即主梁上、下翼缘同钢柱焊接连接，这种连接方式施工简便，且施工质量较容易控制。次梁与主梁按铰接连接设计，采用10.9级摩擦型高强螺栓，钢梁上下翼缘无需焊接作业，施工便捷，施工质量可靠。

4.2 钢结构构件防火问题解决方案：

钢结构建筑主结构的防火、防腐涉及人身财产安全及建筑整体寿命，是设计的重中之重。设计中融入防腐、防火、装饰一体化设计理念，对不同部位的使用要求，提供针对性的防腐、防火及装饰一体化配套方案：

1）室内钢柱除进行防火、防腐涂装外，考虑防撞及美观效果，在防火涂料保护的基础上采用铝板装饰或石膏板包覆，避免了安全隐患。

2）长期受水汽侵蚀房间，防腐措施加强，并采用挂网抹灰，再进行面砖饰面处理，有效提高建筑的耐久性。

3）室外钢柱充分考虑保温隔热要求，采用轻质隔墙包覆（蒸压加气混凝土条板），轻质隔墙自身的保温性能和防火性能对钢柱起到更好的保护作用，同时有效避免热桥，提高舒适性。室外钢柱包覆节点具体见图2。

4）钢梁满涂非膨胀型厚型防火涂料（耐火极限达到1.5h），腹腔塞填砌块，外挂网抹灰或石膏板装饰包覆。

4.3 装配式楼板与主体结构连接问题解决方案

1）一体化楼板构件是提高劳动效率、提升建筑质量的重要方式，楼板的尺寸直接影响到与钢梁的搭接关系，以及后期连接钢筋绑扎。本项目中楼板与钢梁通过抗剪栓钉连接，板与板之间现场补充连接钢筋，后续混凝土浇筑后可以保证梁板的整体性。板梁连接节点具体见图3。

2）楼板端部靠钢柱侧在楼板底加衬角钢，使楼板钢筋跟角钢连接、角钢跟钢柱连接，最终楼板跟梁、柱整个形成一整体。板底加衬角钢节点具体见图4。

4.4 装配式外墙保温、防水、防开裂问题解决方案：

1）ALC装配式条板墙体与传统砌块有很大不同，板块尺寸横向600mm，竖向通高，与钢结构主体必须采用柔性连接方式，留有变形空间，为保证墙体安全性，该项目采用钩头螺栓连接，墙体不易开裂;条板墙体拼接部位使用专用嵌缝剂嵌缝处理，外墙满铺镀锌钢丝网做抗裂增强处理。

2）针对装配式墙板拼缝进行专项设计，层间拼缝是设计重点，处理不好极易发生渗漏，结合立面效果在层间拼缝处设置铝板包覆，铝板与ALC交接处设置启口槽，解决缝隙打胶不严导致的渗漏问题，同时铝板双层开放式设计，局部渗漏可通过铝板预留孔洞导出，彻底解决装配式外墙渗漏问题。层间铝板防水包覆设计具体见图5。

4.5 装配式内墙平整度及防开裂问题解决方案：

1）由于钢结构本身特点，其他墙体材料与钢结构交接时需做专项设计，以保证墙面平整及不开裂;本项目梁宽设计为180mm，200mm厚分户墙居中布置，保证钢梁填塞砌块并做面层处理后与墙齐平。墙梁齐平做法具体见图6。

2）考虑到钢柱需防火涂装特点，墙体布置突出钢柱面约30mm，挂网抹灰处理后墙面与钢柱齐平。墙柱齐平做法具体见图7。

3）条板墙体拼接部位使用专用嵌缝剂嵌缝且压入耐碱玻纤网格布加强，其他不同结构材料的交接处以及管线埋设部位也采用不少于150mm的玻纤网格布或镀锌钢丝网做抗裂增强处理。

4.6 出屋面钢结构防水问题解决方案

钢结构穿出屋面位置易发生渗漏，处理难度较大，该项目中针对出屋面钢柱在底部进行混凝土刚性防水包覆设计，并在交界处等薄弱环节结合金属批水和密封膏等柔性材料加强保护，其他部位如女儿墙、设备基础、出屋面外墙均按照此原则进行优化深化设计，做到防水万无一失。出屋面钢构件防水节点具体见图8。

4.7 轻型金属屋面防水、抗风问题解决方案

1）金属屋面轻质高效，但产品拼接处节点处理不好也会发生渗漏，且受震动及温度影响变形较大，易产生安全隐患，该项目选用铝镁锰直立锁金属屋面，是直立锁边咬合式（Standing Seam System）点支撑金属屋面系统，其固定方式很特殊，固定座仅限制屋面板在板宽方向和上下方向的移动，并不限制屋面板沿板长方向的移动，因此屋面板在温度变化时能够在固定座上自由伸缩，不会产生温度应力，这样便有效解决了其他板型难以克服的温度变形问题，保证了屋面性能的可靠性。轻型金属屋面节点具体见图9。

2）在板型选择上，采用高肋产品，从而可得到较大的排水切面，杜绝雨水从搭接边处渗透，有效解决低坡度屋面积水、排水困扰，提高了在长距离平缓屋面的适用性，板与板采用直立锁咬合连接，没有螺钉外露，整个屋面不但美观、整洁，而且避免了板材连接处漏水隐患。

3）同时采用无屋脊设计，即50米跨度屋面采用一整条金属板材铺设，杜绝的传统屋面在屋脊交汇处漏水风险。该项目处在东部沿海，台风频发，板肋处增设抗风夹，确保屋面抗风性能。该设计保证了大跨屋面的防水和抗风性能，同时轻型屋面的使用也大量减少了结构用钢量。

4.8 装配式楼梯系统问题解决方案：

传统装配式钢楼梯为纯钢楼梯，虽然装配化程度高，湿作业少，但其刚度小，在集中人流下会产生振动，本项目部中采用与混凝土结合的构造做法，即装配式钢楼梯现场吊装完毕后，梯板及平台板上铺设40 厚配筋细石混凝土层，混凝土提高钢构件的局部稳定性，通过增加整个截面的抗弯和抗扭刚度提高纯钢构件的整体稳定性从而增加楼梯刚度，减少震颤，提高了楼梯的舒适性，与此同时混凝土可作为建筑装饰面层等，即保证了结构安全性又满足了建筑及使用的舒适性。装配式钢楼梯构造具体见图10。

5 结论与建议

实践是检验真理的唯一标准，装配式建筑技术也应通过实践一步步落实，本文从实际案例入手对装配式项目的具体落地进行分析并提出解决方案，期待经过一段时间的实践积累，形成全面的装配式技术解决方案，推进装配式技术最终的全面落地。

参考文献：

[1] GB 50352-2019，民用建筑设计统一标准[S].

[2] GB/T 51129-2017，装配式建筑评价标准[S].

（作者单位：绿筑建筑设计（上海）有限公司）