基于钢结构建筑预制空调板连接技术研究

（阜阳市城南新区建设投资有限公司，安徽 阜阳 236000）

0 前言

新型建筑工业化是通过新一代信息技术驱动，以工程全寿命期系统化集成设计、精益化生产施工为主要手段，整合工程全产业链、价值链和创新链，实现工程建设高效益、高质量、低消耗、低排放的建筑工业化。

国家大力推广装配式建筑，但目前装配式建筑相比常规现浇方式普遍存在造价偏高、建造工期无明显减少甚至由于操作工人不熟练或碰撞问题导致工期加长等情况。造成该现象的重要原因之一是预制构件安装现场存在大量湿作业，如节点连接处、叠合层、边缘构件等现浇施工以及灌浆作业；另一方面原因是预制构件出筋导致生产不便、安装碰撞等问题。本文研究全装配式空调板安装依靠预埋在预制空调板之间的机械连接件连接技术。

1 研究方法及技术路线

根据钢结构建筑富有特色的结构系统，寻找一种可循环利用、成本低、安装方便的方法十分重要。本文研究应用于预制空调板的干式连接预制空调板技术。

图1 技术路线

2 试件设计与制作

2.1 连接件设计

基于钢结构建筑主体结构层间位移角较大等技术特点，将预制空调板与钢结构主体采用一种连接件连接的形式。以适应钢结构柔性特点及安装要求。每块空调板设计用三套连接件，每套连接件空调板预埋2个 M20螺栓，1个10mm厚角钢。

图2 空调板连接节点

2.2 试件设计及制作

空调板设计主要包括外形尺寸及模板图设计、钢筋设计、预埋设计。预埋设计主要包括预埋连接螺栓定位设计、预埋防水胶条设计等。

完成构件设计后，需要按照设计图纸加工制作预制空调板。制作工艺及要求如下。

①模具组装

模具的制作，模具使用的钢材应符合质量合格的钢材，模具应具有足够的强度、刚度和稳定性。模具组装正确，应牢固、严密、不漏浆，并符合构件的精度要求。模具堆放场地应平整、坚实，不应有积水，模具应清理干净，模具表面除饰面材料铺贴面范围外，应均匀涂刷脱模剂。

图3 空调板模具加工图

②钢筋绑扎

钢筋进场后进厂后，进行钢筋的外观验收，取样复试。钢筋骨架尺寸应准确，钢筋品种、规格、强度、数量、位置应符合设计和验收规范文件要求，钢筋骨架入模后不得移动，并确保保护层厚度。

③预埋件安装

灌浆套筒、预留孔、线盒及斜支撑埋件等材料应合格，品种、规格、型号等符合设计和方案要求。预埋位置正确，定位牢固。

④混凝土浇筑

构件混凝土浇捣，厂家自检合格后，报驻厂监理验收，应对钢筋、保护层、预留孔道、埋件、接驳器、套筒等逐件进行验收，经验收合格后才准浇混凝土。混凝土原材料及外加剂应有合格证、备案证明验证单，并在厂内试验室进行复试。混凝土配合比、塌落度符合规范要求，并做抗压强度试块。混凝土应振捣密实，不应碰到钢筋骨架、面砖、埋件预留孔等，出现变形移位及时采取措施。

⑤构件养护及堆放

a.预制构件浇筑完毕后应进行养护，可根据预制构件的特点选择自然养护、自然养护加养护剂或加热养护方式。

b.加热养护制度应通过试验确定，宜在常温下预养护2～6h，升、降温度不应超过20℃/h，最高温度不宜超过70℃，预制构件脱模时的表面温度与环境温度的差值不宜超过25℃。

c.采取加热养护时，养护温度不宜大于50℃，以防止保温材料变形造成对构件的破坏。

2.3 试件安装

预制空调板制作完成并养护后，开始进行预制构件的安装，具体如下：

①应遵守专项施工方案中确定的各项要求；

②空调板起吊时，应保证构件重心位于合力作用线上，吊索水平夹角不宜小于60，不应小于45，对于特别构件应适当选用平衡梁或者平衡桁架辅助吊装；

③当空调板的安装与上部楼层主体结构施工交叉作业时，在主体结构的施工层下方应设置可靠的防护设施；

④空调板起吊和就位过程中宜设置缆风绳，通过缆风绳引导墙板安装就位。

⑤空调板安装过程中应设置可靠的临时固定和支撑系统，空调板与吊具的分离应在校准定位及临时支撑安装完成后进行，安装临时支撑时，吊钩不得下落或松弛，严禁构件长时间悬挂空中；

⑥空调板调整、校正后，应及时安装防松脱、防滑移和防倾覆装置；

⑦遇到雨、雪、雾天气，或者风力大于5级时，不得进行吊装作业；

⑧主体钢结构上用于与空调板连接的预埋件应在主体结构施工时按设计要求埋留螺栓孔，空调板安装时连接件应仅承受墙板自身范围内的荷载和作用，确保各支承点均匀受力；

⑨空调板与主体结构的连接件应按照设计要求进行防腐防锈处理，可采用镀锌。

检测结果

3 力学实验

3.1 实验过程

实验加载按照均布荷载逐步加荷方式，先加载到设计值2.5kN/m，再继续加荷载至20kN/m，整个过程没有明显破坏迹象。实验过程如图4。

图4 空调板力学实验

3.2 检测结果

实验过程数据记录如上表。

4 小结

采用与主体结构钢结构的特点相协调的预制空调板技术总结如下：

①连接节点设计合理，有利于现场安装，能保证与主体结构安装进度协调同步；

②预制空调板连接技术安全可靠，在空调板承载能力达到20kN//m，安全系数达到8时，连接件和空调板挠度、裂缝均满足设计要求；

③该项技术可以极大提高装配式建筑空调板的施工速度，但是全螺栓干式连接需要连接螺栓系统有较好的耐久性，需要进一步研究。