外挂墙板柔性连接节点设计与高精度施工技术*

周鹏洋，柳跃强，陈 忠，崔 嵬

(浙江大东吴建筑科技有限公司，浙江 湖州 313071)

0 引言

随着建筑产业转型升级的推动，装配式PEC结构建筑作为新型建造方式，在市场上得到较广泛的使用[1]。预制混凝土外挂墙板作为装配式建筑的重要组成部分[2]，安装灵活、适应能力较好[3]，已形成标准图集化的柔性连接节点做法和施工方法[4]。

在装配式钢结构或装配式混凝土结构运用中，外挂墙板柔性连接节点出现构造复杂、过重过大等情况，如图1所示，造成牛腿后装后焊，施工繁琐，精度控制难、需要大量工器具配合校正等弊端。因此装配式PEC结构建筑外挂墙板设计与施工时，需对柔性连接节点进行轻量化、简洁化设计，使之便于施工，并有节点连接可靠、施工简单、精度校正快捷的优点。

图1 以往工程外挂墙节点

东升和府10号楼商品住宅项目外挂墙板的节点设计和装配施工中，依托外挂墙板设计原理，对功能进行归集和重新定义，实现节点轻量化和简洁化，并系统性总结配套施工技术，施工简单、保证节点可靠连接及外挂墙板的高精度施工。

1 工程概况

东升和府10号楼项目为地下2层、地上17层的板式高层住宅，地上建筑面积1.1万m2。建筑平面长48.4m、宽12.4m，结构高53.8m。首层高5.9m，标准层高3m，如图2所示。结构体系为部分包覆钢筋-混凝土组合框架的支撑体系，采用的预制构件有PEC柱、PEC梁、叠合板、局部叠合板、预制楼梯、预制混凝土外挂墙板、ALC内墙板等，装配率94%，达到绿建二星标准。

图2 东升和府10号楼项目

2 节点设计

2.1 墙板板型划分

本项目综合考虑墙板建筑功能、窗洞布置、主体结构层间位移限值、墙板受力，墙板生产、运输、施工便利性等因素，对墙板进行布置和拆分。标准层外挂墙板拆分如图3所示。预制混凝土外挂墙板三维模型如图4所示。

图3 标准层平面预制混凝土外挂墙板拆分

图4 预制混凝土外挂墙板三维模型

2.2 墙板连接节点轻量化、简洁化构造设计

本项目外挂墙板与主体结构间采用点支撑柔性连接，墙板可平移，墙板位移原理如图5所示，连接节点构造如图6所示，下承节点分解构造如图7所示。

图5 平移式外挂墙板

图6 预制外墙连接节点构造

图7 下承节点分解构造

外挂墙板为下承式连接，节点由下承预埋节点、节点钢支座、定位底板组成。上部连接节点由2个螺杆、垫板、螺栓组成，一个螺杆承担外挂墙板-x向荷载，一个螺杆承担外挂墙板+x向荷载。该节点系统可实现外挂墙板安装阶段三向调节，设计使用阶段竖向位移、y向水平位移释放，实现墙板平移式位移释放，为柔性连接节点。

下承预埋节点由钢板拼焊而成，顶部水平向钢板上穿竖向承重螺栓，承担墙板竖向荷载，同时可调节墙板安装阶段标高。

节点钢支座由中间U形钢支座及两侧耳板组成。中间U形钢支座穿入水平限位螺栓，可承担墙板y向荷载，同时可调节墙板安装阶段y向水平位置；两侧耳板中开有x向水平长圆孔，可供墙板安装阶段调节x向水平位置。

定位底板由定位钢板、定位螺杆、定位螺栓、垫板组成，定位钢板和定位螺杆在工厂一体化焊接，焊接至钢梁上面后出厂，现场安装垫板及定位螺栓临时固定节点钢支座，同时可实现安装过程墙板x向水平调节。

3 施工关键技术

3.1 关键控制点

1)外挂墙板施工精度 直观影响外立面观感效果，如接缝宽窄不一和不横平竖直、外挂墙板相接处高低不平，严重的会影响外挂墙板功能，如墙板错位或接缝偏差过大，导致气密条无法压紧两侧墙板，防水防线失效。因此对外挂墙板的施工精度允许偏差要求为标高±5mm，相邻墙板平整度2mm，垂直度层高5mm，垂直度全高为H/2 000且≤15mm，相邻接缝高3mm，接缝宽度±5mm，接缝中心线与轴线距离5mm[6]。安装过程中，必须采取相应施工技术及措施从严控制，方可保证尺寸偏差要求。

2)外挂墙板节点连接可靠性 外挂墙板采用下承式连接节点，节点零部件众多，通过螺栓、螺杆及焊接连接，施工过程必须有相应技术和管理措施，确保节点连接可靠性。

3.2 施工流程

施工流程如下：施工准备→钢支座定位安装→外挂墙板吊装就位→精度校正→支座焊接和紧固→节点防腐涂装。

3.3 总体安装顺序

本项目外挂墙板安装顺序根据外立面形状、搭接关系，每层划分为8个区段进行施工，每个区段外挂墙板6～8块。同层外挂墙板总体安装顺序由两侧向中间推进，每个区段依据先定角、后对边、严禁塞装的原则安装，同层外挂墙板区段划分及施工顺序如图8所示。

图8 区段划分及施工顺序

3.4 施工准备

1)构件准备 外挂墙板必须进场验收合格后才可卸货至堆场立架上，板宽中心线和标高线是控制外挂墙板安装精度的重要基准线，工厂生产时做好标识，如图9所示，进场后应进行复核。

图9 外挂墙板定位标识线

吊装前，外挂墙板下节点的竖向承重螺栓预先安装到下承预埋节点上，如图10所示。气密条按设计位置粘贴牢固，避免外挂墙板就位后临时安装影响施工效率。

图10 竖向承重螺栓预先安装在下承预埋节点上

2)工作面准备 外挂墙板内侧与主体结构PEC梁柱净距为20mm，主体结构安装时会有允许范围内的整体立面偏移，因此必须复测已完成结构的外立面尺寸，重点复测各立面两端对定位轴线的实际偏差和每层结构边与定位轴线的实际偏差，根据实测偏差值重新确定外挂墙板定位尺寸，避免外挂墙板与主体结构碰撞或外挂墙板外立面随主体结构整体偏移。

通过轴线控制点引测轴线控制线到楼层楼板上，利用标高控制点引测每层标高控制线到PEC柱上。根据重新确定的定位尺寸，以轴线控制线为基准，在楼板上弹出左右控制线、进出控制线、PEC梁上钢支座安装定位线，如图11所示。

图11 测放安装定位控制线

3.5 钢支座定位安装

依据安装定位线对齐对正钢支座，拧紧螺栓防止外挂墙板落位时带动钢支座滑动。

3.6 吊装就位

1)构件吊装 起吊遵循333制[5]，外挂墙板吊起距地面300mm后停稳30s，确认吊装状态合格后起吊，人员距构件3m远，起吊时用缆风绳控制高空位置。构件吊至安装位置外侧，采用缆风绳调节墙板方向，缓慢靠近安装位置，吊至作业层上方600mm时，施工人员扶住构件，调整墙板位置，缓慢下落墙板。

2)下部节点就位 步骤如下：①步骤1 下承预埋节点U形槽对正节点钢支座后，缓慢下落；②步骤2 采用激光标线仪初步对正板宽中心线与左右控制线后，将外挂墙板落位；③步骤3 将竖向承重螺栓支承在钢支座上，穿入水平限位螺栓；④步骤4 完成下部节点初步安装就位，如图12所示。

3)上部节点就位 步骤如下：①步骤1 吊装外挂墙板前，先将顶紧螺杆预装在PEC梁内，顶紧面不超过PEC梁侧表面，以免妨碍外挂墙板落位；②步骤2 下部节点就位后，外挂墙板上的上部节点螺栓套筒对正PEC梁顶留洞口；③安装拉紧螺杆机配套滑移件、垫板和螺母；④步骤4 采用靠尺初步保证垂直度，分别拧紧顶紧螺杆和拉紧螺杆，如图13所示。外挂墙板初步安装就位，吊机摘勾。

3.7 自调节精度校正技术

外挂墙板精度校正按照以上顺序：①进出位置精度调整 外挂墙板初步安装就位后，采用钢尺和进出控制线复测外挂墙板进出位置精度，超差的拧松钢支座与定位钢板连接螺栓上的螺母，采用撬棍或倒链微调到位后，拧紧螺栓，如图14所示；②标高精度调整 采用激光标线仪对正PEC柱上标高控制线，通过调节下部节点竖向承重螺栓，控制外挂墙板上的标高控制线与PEC柱上的标高控制线吻合，如图15所示；③左右位置精度调整 采用激光标线仪对正楼板上左右控制线，通过调节下部节点水平限位螺栓，推动外挂墙板位移，调节至板宽中心线与楼板上左右控制线相吻合，如图16所示；④垂直度精度调整 采用经纬仪核查垂直度，通过微调上部节点顶紧螺杆和拉紧螺杆，使垂直度达到要求。

图14 进出位置精度校正

图15 标高精度校正

图16 左右位置精度校正

3.8 支座焊接和紧固

每个施工区段吊装完成后须统一再次进行精度复核，合格后，方可将钢支座与PEC梁上的定位钢板进行焊接固定。并对所有螺栓进行复拧，且在节点涂装前进行专项检查，确保节点连接的可靠性。

3.9 节点防腐涂装

一层外挂墙板安装完成且检验合格后，对节点区域刷涂防腐油漆进行除锈。

4 结语

在东升和府10号楼住宅项目中，PEC结构外挂墙板柔性连接节点连接方式简单，功能归集，降低施工难度，提高效率，实现通过节点螺杆进行左右位置、标高及垂直度的自调节精度校正，减少常规外挂墙板斜支撑工装及定位、调整工器具措施。通过调整螺杆丝扣，可达到丝级精度。经过不断优化施工过程，形成配套施工技术，明确施工程序、控制要点，保证施工可靠性和精度可控性。