裝配式鋼結(jié)構(gòu)多腔體鋼板組合剪力墻施工關(guān)鍵技術(shù)

張永坡， 劉 杰， 梁書新

（天津三建建筑工程有限公司，天津 300170）

“十三五”裝配式建筑行動方案”明確提出：到2020年，全國裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到15%以上[1]。裝配式建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要方向；特別是裝配式鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場作業(yè)少、施工周期短、對周邊環(huán)境污染較小并且能大幅度提升建筑工程主體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性[2]。綜合傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)體系和鋼圓柱結(jié)構(gòu)優(yōu)點的多腔體鋼板組合剪力墻體系應(yīng)運而生[3]。

1 工程概況

某裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅為一棟4層建筑，長17.18 m、寬14.58 m、高17.6 m，每層分2個住宅單元，層高3 m，局部設(shè)備層；筏板基礎(chǔ)，筏板厚度400 mm，板面標(biāo)高為-1.2 m；墊層采用C15混凝土，底板采用C30P6混凝土；主體結(jié)構(gòu)采用多腔體鋼板組合剪力墻、鋼梁、鋼板連接梁、鋼樓梯以及鋼筋桁架樓承板等。

2 結(jié)構(gòu)特點

1）體系新穎，受力合理。端部及轉(zhuǎn)角處為成品鋼管，薄鋼板作為外包鋼板，通過焊接形成中部空腔，空腔內(nèi)布設(shè)角鋼鋼筋桁架，構(gòu)成新型結(jié)構(gòu)體系。其空腔中灌注混凝土，混凝土與鋼板協(xié)同工作，充分發(fā)揮鋼與混凝土各自材料特性，提高建筑剛度，有效降低層間位移角，保證建筑整體穩(wěn)定性。見圖1。

圖1 多腔體鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)

2）結(jié)構(gòu)布局靈活多變，滿足戶型要求。多腔體鋼板組合剪力墻布局靈活，有一字形、L形、T形、十字形及Z形等構(gòu)件形式，滿足各種復(fù)雜建筑平立面要求。其厚度與填充墻厚度相同，克服了露梁、露柱的弊端，既可滿足住宅的使用功能，又能達(dá)到裝修美觀的效果，同時能夠增加建筑使用面積。

3）構(gòu)件整體吊裝，節(jié)點可靠，施工速度快。鋼板剪力墻兩層為一節(jié)，可整體吊裝施工；吊裝采用可循環(huán)利用的臨時固定夾板作為吊點，兼做鋼板剪力墻的連接夾板上下固定；豎向節(jié)點全熔透焊接，水平節(jié)點栓焊結(jié)合，可靠度高；施工技術(shù)先進(jìn)。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基礎(chǔ)埋件施工

多腔體鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)體系的埋件形狀與其所承載的鋼板剪力墻形狀相對應(yīng)，因此埋件重量大，形狀復(fù)雜，施工難度高。為保證基礎(chǔ)埋件的定位準(zhǔn)確，標(biāo)高符合要求，實現(xiàn)精確安裝，墊層澆筑混凝土?xí)r，需在預(yù)埋件底部插入臨時錨固鋼筋，以用于埋件定位；埋件安裝時，需使埋件中心線與軸線重合，然后再調(diào)整埋件的標(biāo)高。

3.2 第一節(jié)剪力墻安裝

第一節(jié)鋼板剪力墻的高度為兩個結(jié)構(gòu)層高度。

1）吊裝前檢查基礎(chǔ)埋件平整度，吊裝時用可循環(huán)利用的臨時固定夾板作為鋼板剪力墻的吊點，吊點設(shè)置在鋼板剪力墻頂部外側(cè)的連接耳板上，連接耳板位置必須對稱，確保鋼板墻吊裝時垂直。

2）本工程最大質(zhì)量的鋼板墻為3.85 t，長9.45 m，采用25 t的吊車即可滿足吊裝要求。

3）鋼板墻吊升到位后，先將底部輪廓與基礎(chǔ)埋件上所畫輪廓線對齊，地梁軸線與鋼板剪力墻中心線對齊。鋼板墻墻腳用定位板定位后還需用纜風(fēng)繩作臨時固定，見圖2。

圖2 鋼板剪力墻吊裝就位

4）通過水準(zhǔn)儀進(jìn)行校正，無誤后，點焊固定另一側(cè)定位板并且對鋼板墻與埋件進(jìn)行定位點焊，見圖3。

圖3 鋼板剪力墻與基礎(chǔ)埋件連接節(jié)點

5）鋼板墻垂直度偏差≤H/1 000（H為墻的厚度）。

3.3 鋼梁安裝

鋼板剪力墻與鋼梁采用栓焊結(jié)合的方式連接。

1）鋼梁就位時，及時夾好連接板，先采用普通螺栓連接，再使用高強螺栓替換，最后進(jìn)行焊接，見圖4。

圖4 度鋼板剪力墻與鋼梁連接節(jié)點

2）主梁與次梁的連接采用高強螺栓鉸接，見圖5。

圖5 主次鋼梁連接節(jié)點

3.4 鋼樓梯安裝

采用整體成型鋼樓梯，現(xiàn)場整體吊裝，與平臺梁用高強螺栓連接，見圖6。

圖6 鋼樓梯的安裝節(jié)點

3.5 樓承板安裝及澆筑

采用可拆底模鋼筋桁架樓承板，鋪設(shè)時，按照深化圖紙的編號依次安裝，模板之間縫隙的膠條需粘貼牢固密實。鋪設(shè)完成后再依次焊接擋灰板、鋪設(shè)鋼筋。采用焊接固定，樓承板及收邊板側(cè)向搭接于鋼梁上的點焊間距≤300 mm。在澆筑混凝土之前，須設(shè)置臨時支撐。

3.6 鋼板剪力墻內(nèi)混凝土澆筑

鋼板剪力墻自身截面尺寸較小、寬度狹窄、澆筑高度高，剪力墻內(nèi)部長度方向間隔180～240 mm設(shè)有鋼筋桁架并且內(nèi)部矩形方管與鋼筋桁架不貫通。

鋼板剪力墻內(nèi)選擇C40高拋免振自密實混凝土。在鋼板剪力墻內(nèi)部澆筑混凝土之前，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點制作一個澆筑混凝土的輔助漏斗工具，見圖7。

圖7 輔助漏斗工具

3.7 第二節(jié)剪力墻的安裝

1）利用鋼板墻的臨時連接板作為吊點，用50 t吊車三點起吊的方法緩慢吊起第二節(jié)鋼板剪力墻，將其吊裝至相應(yīng)位置處，準(zhǔn)備與第一段鋼板剪力墻的連接耳板臨時固定。

2）第二段鋼板剪力墻吊裝至指定位置后，用雙夾板臨時固定，校正完畢后，焊接固定、拆除夾板，焊縫全部為二級焊縫。

3）為增加上下段鋼板剪力墻連接節(jié)點安全儲備，采取腔體內(nèi)插筋構(gòu)造措施。見圖8。

圖8 接長處插筋節(jié)點

3.8 剪力墻封頂

鋼板剪力墻內(nèi)混凝土澆筑完成后，使用與鋼板剪力墻腔體形狀一致的鋼板滿焊，進(jìn)行封頂。

4 結(jié)論

多腔體鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)體系作為一種新型的鋼結(jié)構(gòu)體系，具有安全可靠、受力合理、工業(yè)化程度高的優(yōu)點；加之施工工藝比較先進(jìn)，施工質(zhì)量很容易保證；其抗震性能與混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)比較有明顯提高且自重降低30%，因此，其將是未來建造鋼結(jié)構(gòu)住宅工程優(yōu)選的結(jié)構(gòu)體系。