田宇治 顾林

【摘要】本文结合实际工程项目，提出一种部分叠合节点区现浇的半墙板半模板的围护体系，将外挂墙板的支座集中荷载转为线荷载传至主体结构，从而实现了传统做法中需要次级结构才能实现的通长横条窗间墙的建筑立面效果，并从建筑构造设计和受力分析验算两方面验证该结构的合理性，提出了一种利用临时支撑的安装工艺方法。

【关键词】钢框架;外墙模板;部分叠合;横条窗间墙

钢结构建筑作为建筑工业化领域的一个重要组成部分，有着PC装配式建筑无法具有的一系列优势，比如结构体系成熟，自重轻，抗风抗震性能优秀，施工周期短，现场人工成本低，资源可再生利用等等。但也存在一些例如需要增加额外的防火包覆、结构部分隔音较差、层间位移较大影响其它构件配合性等等问题，这其中大部分的问题都可以由纯钢结构体系转换为钢混组合体系实现解决，不再赘述，本文详细分析的是其中预制装配式外墙与钢结构建筑配合性的解决问题。

1.装配式钢结构配套外墙分类

《装配式钢结构建筑技术标准》中相关外墙章节，将钢结构建筑配置的装配式外墙分为三类[1]：混凝土预制外墙板、拼装大板和预制条板（夹芯条板），分别代表了三个不同方向：预制构件方向、轻质单元体方向和条板后处理方向，其中参考《装配式预制混凝土技术规程》[2]的混凝土预制外墙板由于规范指向明确、受力模式清晰，且可以同时增加建筑预制率和装配率得分，成为预制钢结构建筑在外墙方向的一个重要的分支。

2.PC外挂墙板常用分类及挂装点形式介绍[3]

常用的混凝土预制外墙板有以下几种受力模式：

跨层安装三种模式（图1），四点支撑体系，底部均为固定支座，顶部由左至右分别为平移式、滑动式和旋转式。

同层安装的横向条板两种模式（图2），四点支撑体系，顶部为固定支座，底部由左至右为滑动式和平移式。

3.挂装点受力分析

跨层安装的支撑点位布置比较合理，整体板下支座承重，混凝土板自身受压区域较大，能够比较有效地利用混凝土板本身的抗压抗弯能力。同层安装的横向条板，上支座承重，中心区域的混凝土受拉，本身受力较跨层安装略差，当结构能够提供的上下支点位置不合理的情况下，尤其是碰到钢梁高度很小的实际情况，上下挂点距离过近，板处于悬挑受力状态的区域过大，最不利的情况是板本身还需要承受其他构件如窗、栏杆等的荷载，此时板体变形过大，节点区域受荷相对不合理。

4.解决思路及方法

4.1传统解决办法的两个思路

（1）增加板厚及配筋，以板自身刚度抵抗附加荷载及扭矩。

（2）在钢梁上增加局部架高牛腿，拉开预制混凝土板的挂接点距离。

但此两种方法均会较大的增加造价，方案1增加预制混凝土用量，且由于重量增加会相应的增加主体用钢量;方案2的钢牛腿同样会增加主体用钢量，且增加了大量的现场焊接工作。

考虑到传统预制混凝土建筑在外墙上曾经使用的一些连接方法[4]，我们在此处提出一种解决方向，将单纯的应用于钢结构建筑的混凝土外挂墙板转变为半墙板半模板的一种围护体系，将外挂墙板的支座集中荷载转为线荷载传至主体结构，从而简单实现了通长横条窗间墙的效果，绕过了支座区的受力不合理情况，且节省了楼板翻边的侧边模，一举数得。

图3为典型的部分叠合预制混凝土外墙模板节点详图（下文简称PCPF板）。

4.2 PCPF板的特点

（1）起承重作用的下挂装点仅在安装阶段起主要作用，上挂装点为斜向撑杆临时支撑，待现浇部分起作用后即可拆除。

（2）层间楼板位置表面拉毛并预留双排胡子筋，筋直径应由计算确定，并不宜小于板内配筋直径。

（3）PCPF板顶及板底可局部加厚或翻边附加预埋钢副框以连接其他附属构件。

（4）翻边形成的内侧空间可作为内保温空间使用。

5.危险截面相关计算

由于PCPF板的典型截面高度及寬度均不宜超过传统PC板，所以我们对于板本身不做额外计算。仅校核后浇部分的危险截面，相关项目及结果如下：

5.1按照单向板截面验算

C30混凝土，危险截面尺寸按120mm高通长考虑。弯矩设计值1.7KN.m，剪力设计值6KN.

5.2验算截面

V=6KN<βh f t Bh0 =100.1KN，通过。

5.3正截面受弯承载力及配置钢筋验算

（1）按单筋计算as下=20mm，相对受压区高度ξ= x/h0=0.012<ξb=0.518;

（2）下部纵筋As=48mm2，ρ=0.04%<ρmin=0.20%，按构造配筋As=240mm2;

（3）下部纵筋实配E8@200 As=251mm2，通过。

5.4混凝土裂缝验算

（1）受拉钢筋应力σsk= MK/（0.87h0As）=34.3N/mm2

（2）裂纹宽度Wmax=0.007mm

部分基础参数计算过程不做详细介绍，由上可知，相对计算余量较大，截面安全。

6.相关安装工艺过程[5]

6.1施工框架梁，预做外伸钢牛腿（仅当需要PCPF板远离结构时需要）（图4）。

6.2安装预制楼板，其中叠合楼板需要预置连接撑杆用套筒，钢筋桁架楼承板需要留后浇带并预留预埋件（图5）。

6.3吊装PCPF板，将板内预埋搁置在牛腿上调整到位并焊接固定。

6.4使用斜撑杆临时支撑，安装后浇带底模板并绑扎钢筋（图6）。

6.5将预留胡子筋与翻边钢筋绑扎并浇筑成整体，并在后浇带达到预定强度时拆除斜撑杆（图7）。

6.6安装其他附属构件如窗、包覆板、内保温等（图8）。

7.可能存在的问题分析

7.1临时支撑构件，包括承重件及斜撑杆均应有可调措施。

7.2当由于施工顺序的问题导致斜撑杆在使用钢筋桁架楼承板作为楼板时可能存在不能支撑至楼板的情况，需要附加临时支撑构件。

7.3二次浇筑时需处理PCPF板背后的拉毛面以免发生裂纹，此条在应用于女儿墙板时尤其重要。

7.4应注意浇筑时可能会发生的涨模位移。

参考文献

[1]郭学明.装配式混凝土结构建筑的设计、制作与施工[M].北京，机械工业出版社，2017.1

[2]顾林.一种PCF局部叠合窗间墙构造的施工方法[P].201910486068.8

[3]GBT51232-2016《装配式钢结构建筑技术标准》[S]

[4]JGJ1-2014《装配式预制混凝土技术规程》[S]

[5]16G333 16J110-2：《预制混凝土外墙挂板》[S]

（作者单位： 浙江绿筑集成科技有限公司）

【中图分类号】TU755.21

【文献标识码】A

【文章编号】1671-3362（2020）06-0060-03