PC幕墙在装配式住宅建筑中的设计及运用

PC幕墙在装配式住宅建筑中的设计及运用摘要：绿集住宅PSC住宅外墙系统，以PC幕墙和ALC条板为依托，通过外挂内嵌的方式组成保温、装饰防水一体化复合外墙，该外墙体系具有装配化程度高、保温装饰窗一体化、无脚手架装配施工、可靠的防水及防开裂构造、内外分离式构造等优势。关键词：装配式建筑PC幕墙引言：近年来，建筑装配化得到国家大力支持，预制混凝土、预制钢结构等多种装配式体系逐渐推广开来。在实际工程中，装配式建筑在效率上的提升，成本上的减少，为建设工程项目带来了巨大的经济价值。海盐吾悦广场住宅12#楼以绿集住宅PSC产品体系为依托，在现有技术基础上，以全新的幕墙装配式技术大幅度改善了建筑的可靠性与舒适性，提升了产品价值，体现了装配式建筑的工业化优势。1项目概况项目位于浙江嘉兴市海盐县，包括4~6层商业综合体，16层办公，3~4层外街，16~27层住宅，地库等单体。总建筑面积44.12万平方米。本单体为住宅地块12#楼，该建筑为16层高层点式住宅，层高3m，总建筑面积约4300平方米，住宅户型为两梯两户，每户建筑面积约135平方米。根据立面设计的要求采用三种幕墙体系，其中包含铝板幕墙、石材幕墙、PC幕墙+ALC条板外挂内嵌系统。裙楼（1F~2F）外墙采用干挂石材幕墙，该外墙系统工法成熟，立面效果稳重大气，能够体现住宅的高端品质。石材面板为30mm，主龙骨为镀锌方钢管，次龙骨为镀锌角钢，背栓连接，安全可靠。塔楼（3F~16F）外墙由铝板幕墙、PC幕墙+ALC条板外挂内嵌系统组成。本项目PC幕墙总计五种板型，大部分为平板，单向最大尺寸不超3.0m，局部选用L型转角板，PC幕墙板块总数量为266块。2预制混凝土外挂墙板设计介绍钢结构住宅工程外墙板是住宅建筑围护结构中重要的组成部分，应用配套的外墙板技术的关键问题在于保证外墙板材料的革新和连接节点的研究，保证外墙板的防水性能、材料的轻巧及安装的快捷，使得加工制作和现场安装等高度工业化，发挥装配式钢结构住宅的优势，同时需要满足墙板技术体系的高精度安装，需要研究该技术体系的连接、配件及构造等主要技术。因此，具备幕墙构造特点的PC幕墙应运而生。PSC住宅外墙系统以PC幕墙和ALC条板为依托，通过外挂内嵌的方式组成保温、装饰防水一体化复合外墙，该外墙体系具有装配化程度高、保温装饰窗一体化、无脚手架装配施工、可靠的防水及防开裂构造、内外分离式构造等优势。PC幕墙PC幕墙是应用于外挂墙板系统中的非结构类型的预制混凝土墙板系统，相对于主体结构有一定位移能力，不承担主体结构所受作用，有一定变形能力、防水防火性能的建筑外围护体系。该项目PC幕墙采用100mm厚的非结构预制混凝土板作为面板，连接形式采用四点挂接的方式与主体结构连接，板块自身的企口设计具有一定的防水能力，相邻的板块之间采用密封胶与胶条相结合的防水密封构造，层间防火采用防火棉和镀锌钢板相结合的形式。PC幕墙的优点很多，例如：板块尺寸大、立面整体性好，外饰面材料可多样化；与主体结构的连接六向可调，设计与施工的可选择性强；造价低；耐久性好可与混凝土结构同寿命；面板在预制工厂提前加工制作并养护，机械化程度高、质量好、精度高、不受天气影响，能减少现场湿作业量，节约现场成本，节省工期。ALC板ALC板指采用以水泥、石灰、砂为原料制作的高性能蒸压轻质加气混凝土板材，具有轻质高强、耐火、隔音、无放射性、产品精度高、施工安装便捷等优点ALC板最早为欧洲开发的条板产品，后来经日本引进并进行技术开发，并配套了抹灰、砌筑工艺，使之成为日本装配式建筑的一种成熟体系，因此其砂浆的配料等配套技术也应着重考虑成熟度，行业内使用的砂浆、配套材料为企业行为，技术存在缺陷，也并没有行业形成良好的示范作用，因此要严格按照配比要求进行严格控制ALC板及配套技术体系的质量。PC幕墙的连接节点设计项目在前期设计中，以设计施工一体化为原则，强调在设计过程中注重工艺工法的实际要求，即满足正常设计图纸深度要求外，还应与制造中心和项目部不断沟通，了解加工工艺、施工技术，并将其体现在设计图纸中，从设计着手，规避掉加工、安装环节可能遇到的问题。在项目初期阶段尽可能将问题处理掉，以保证整个项目的顺利实施。例如，PC幕墙的连接节点由多个焊接于主体结构的挂点连接，上挂点位于钢梁下翼缘，为拉结作用，下挂点设计在钢梁上翼缘，为墙板主要受力构件，承受墙板重力。待墙板安装调试完成后，下挂点部位会连同楼板叠合层一起浇筑，连接更加稳定可靠。墙板各个挂点组合受力，形成安全可靠的连接节点。PC幕墙由于其连接构造，使得墙板与楼板边会产生一定的间隙，方便墙板的安装，而墙板与楼板边的间隙宽度应有一定的范围，若间隙过小，则在墙板的施工安装过程中，会产生较大的困难，使得安装不便；若间隙过大，则墙板对于结构边梁则会产生较大的扭矩，造成结构梁及连接节点材料用量的增加，使得结构不经济。因此，要合理设计墙板与楼板边的间隙宽度，从而实现墙板与结构主体的安全性、适用性及经济性。如图所示节点，当采用此类连接节点形式时，由于承重节点与连接节点是一个整体，承重由承重锚栓承受，连接节点相对位置位于楼板上部，因此，在节点施工安装过程中，并不会存在间隙过小而影响安装的问题。为了方便定位以及防水、隔音等建筑措施的处理，墙板与楼板之间的间隙可取50mm宽度。当空腔设置导水管排水构造时，应考虑双道密封胶。PC幕墙的设计要点PC幕墙的设计过程中，除了建筑设计及结构设计之外，板缝的设计影响到了墙板的使用范围，因为板缝不仅受到结构层间变形、不均匀沉降及板体温度应力的影响，同时还会影响到建筑外立面的造型、结构本身的防水、防腐及防火要求因此板缝的设计及构造尤为重要。例如，该项目PC幕墙的板缝构造主要有几个方面：1）满足PC幕墙因温度应力、层间变形、不均匀沉降或施工误差而引起的板缝变形。2）满足建筑功能中防水、防腐及防火的构造要求。3）为了满足PC幕墙的板缝变形要求，板缝之间最小宽度为15mm，且采用结构柔性密封胶。4）为了满足PC幕墙的建筑构造要求，则通过结构柔性密封胶、高低企口、滴水槽、PE棒等防水、防腐构造来满足建筑外立面的防水、防腐建筑要求；而对于板缝内侧，则采用防火砂浆来增强PC幕墙的防火性能，满足建筑防火要求。预制混凝土夹芯墙板的水平缝构造主要包括有：①结构柔性密封胶，采用硅酮、聚氨酯或MS等材料，其柔性密封胶一方面具有一定的形变能力，能够满足由层间位移、不均匀沉降或温度应力而引起的板缝变形，另一方面柔性结构密封胶具有防水、防腐等特性，可以满足建筑功能性的要求；②PE棒，一方面防止结构柔性密封胶发生三面沾粘现象，影响到板缝的变形，另一方面可以防止由于密封胶破坏而引起的渗水、漏水现象；③蓄水槽，水平缝防水构造，引导缝隙中的水滴通过蓄水槽及排水孔排出墙体；④高低企口，水平缝防水构造，防止墙体内水滴渗入室内；⑤双层橡胶条，水平缝及竖直缝防水构造，通过双层橡胶条相互挤压作为隔断，阻挡水滴渗入室内。PC幕墙的制作技术墙板的制作与加工：预制混凝土墙板的施工流程主要包括有：模具制作及安装、钢筋网绑扎、预埋件放置、混凝土浇筑及养护，整体脱模及成型。模具的制作与安装：在墙板的制作安装之前，首先要根据墙板的深化详图制作模具，由于模具的制作费用较高，因此在墙板的设计过程中，尽量避免过多的墙板单元，使得模具利用率增加，可以减少制作成本，提高经济性。钢筋网的绑扎：制作墙板的模具之后，需要对墙板钢筋网进行绑扎、制作，在钢筋绑扎过程中要注意脱模吊点、吊装吊点、承重节点以及连接节点的连接，墙板洞口周围要设置斜拉钢筋进行加强。墙板混凝土的浇筑：浇筑时边浇边振捣，以保证混凝土的密实。在墙板的连接以及对于吊点预留孔洞的处理需格外注意。墙板的养护：当墙板浇筑完成之后，需要对整块墙板进行养护，而养护的途径是通过养护窑进行蒸汽养护，当混凝土强度达到75%时，可脱模。墙板的脱模：当墙板养护达到混凝土强度的75%时，即可脱模，脱模过程中利用设计的脱模吊点、专用的吊装设备和翻转模台进行脱模、翻转、吊运。结语海盐吾悦广场项目是装配式示范项目，提出了墙板高精度安装技术，在于解决墙板的安装效率与精度问题，通过对PC幕墙的设计