大型预制混凝土复合外墙板技术研究与工程应用.pdf
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1、第 4 3卷第 1 2期 2 0 1 2年 1 2月 Vo 1 4 3 No 1 2 De c 2 0 1 2 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 1 1 1 7 大型预制混凝土复合外墙板技术研究与工程应用 蒋勤俭 ,一 ,祁成财2 ,吕丽萍 ,常双九2 ,田 东2 ( 1 北京榆构有限公司 , 1 0 0 0 7 0, 北京 ;2 北京预 制建 筑工程研 究院 有限公 司, 1 0 0 0 7 0 , 北京 ) 摘 要 : 某葡萄酒庄园的建筑外墙设计要求采用大型预制混凝 土复合墙板 , 标准板宽2 m、 高9 m, 墙板 采用
2、带 装饰线条的彩 色混凝土饰面 , 外墙主 断面传热 系数K = 0 3 5 W ( m z K ) , 墙板下部支撑在地梁上 , 上部与钢结构主 体框架连接传递水平荷载。 通过开展针对性试验研究 , 解决了大型墙板 的结构设计 、 彩色混凝土装饰、 保温性能 、 构件制作及施 工安装等技术难题 , 保证了外墙 工程质量 , 技术经济效果 良好。 关键词 : 预制混凝土墙板 ; 大型复合墙板 ; 彩色混凝土 ; 安装 中图分类号 : T U 5 2 8 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 2 ) 1 2 1 l l 7 0 4 RES EARCH
3、AND A1 P LI CATI oN OF HUGE COM BI NED PRECAS TCONCRETE WALL P ANE L I N P R0J ECT J I A N G Qi n - j i a n 。 ,Q I C h e n g - c a i ,L U L i - p i n g ,C H A N G S h u a n g - j i u ,T I A N D o n g ( 1 B e ij i n g Y u g o u C o ,L t d ,1 0 0 0 7 0 , B e i j i n g , C h i n a ;2 B e ij i n g P r e
4、 c a s t P r e s t r e s s e d C o n c r e t e I n s t i t u t e C o , L t d ,1 0 0 0 7 0, B e ij i n g ,C h i n a ) A b s t r a c t :T h e r e i s a g r a p e w i n e g a r d e n , w h i c h s i t t e d t o n o r t h o f B e r i n g t h e w a l l w a g d e s i g n e d t o a c c e p t p r e c a s t
5、c o n c r e t e p a n e l ,t h e s i z e o f wi d t h i s 2 m,9 m f o r h i g h ,t h e wall p an e l s ho u l d b e v e r y g o o d i n c o l o r an d t h e r m a l i n s u l a t i o n = 0 3 5 W m 2 K ) T h r o u g h t h e e f f o r t s o f s h o p d e s i g n e r s a n d e n g i n e e r s , al l t
6、h e d i ffic u l t i e s a b o u t s h o p d e s i g n ,c o l o rf u l c o n c r e t e ,p r o d u c t i o n a n d i n s t a l l a t i o n w e r e c o n q u e r e d T h e r e s u l t w a s s a t i s f a c t o ry b o t h i n t e c h n o l o g y a n d i n e c o n o mi c s Ke y wo r ds :p r e c a s t c
7、o n c r e t e wa l l p a n e l ;h u g e c o mb i n e d wa l l p a n e l ; c o l o u r f u l c o n c r e t e;i n s t all a t i o n 河北怀来某葡萄酒厂系单层钢结构工业建筑 , 建 筑面积1 4 6 2 7 m , 檐高1 1 1 5 0 m, 屋脊高1 5 8 1 7 m。外墙 采用 大型预 制混凝 土复合保温 板 , 预 制外墙面 积为 9 5 0 0m , 其 中彩色混凝土外墙4 4 8 0 m 2 , 大型预 制混凝 土标准板 的尺寸为2 m x 9 m。 作为
8、葡萄酒庄园的主体 , 该建筑兼有酿酒 、 储酒 、 品酒 、 起居等功能 , 对墙面 的设计要求较高 , 外墙表面 要求采用彩色混凝土装饰效果 , 部分板面带装饰线条 , 设计要求混凝土墙体传热系数K= 0 3 5 W ( m K) 。 保温 性能要求较高。 1 深化设计 1 1建筑设 计 ( 1 )综合建筑的平立面参数 , 充分考虑生产 、 运输 及安装的最大板块实施可行性和经济性要求 ,确定外 墙 立面分割的基本模数 , 宽度方向为2m, 高度方向为 9 m, 高度超过9 m分为上下两块板。 ( 2 )外立面采用线条分割图案配咖啡色 、土黄色 和酒红色等三种彩色装饰混凝土饰面效果 ,背面和
9、内 墙装饰采用在普通混凝土表面做涂料罩面处理 。 收稿 日期 : 2 0 1 2 0 6 2 8 作者简介 :蒋勤俭 ( 1 9 6 7 一 ) , 男, 江苏 宿迁 人 , 总工程师 , 院长 , 教授级 高 级工程师 e m a i l : j q j b i p e i n e t ( 3 )采用内外两道材料密封防水做法。内侧无法 后打胶 的特殊部位用遇水膨胀防水 胶条代替密封 胶 ( 图 1 ) 。 I l ! Q l ( a) ( b ) 图1 预制板接缝构造示意 ( a )墙板水平缝构造 ; ( b )墙板垂直缝构造 ( 4 )为满足节能要求,设计采用标准厚度为1 2 0 m m的
10、阻燃型挤塑聚苯 乙烯板( X P S ) 。为控制保温材料 制作时受压缩变形,选取压缩强度为1 5 0 2 5 0 k P a 的自 熄型X P S 板。保温板两面为钢筋混凝土板 , 双层混凝土 板间用桁架钢筋连接形成“ 三明治” 墙板构造 。 经热工 计算及试验验证 ,复合墙体主断面传热系数K值可达 0 3 3 W ( m K) , 节能保温满足设计要求。 ( 5 )混凝土墙板为三明治结构形式 ,尽管中间采 1 l l 8 建筑技术 第 4 3卷第 1 2期 用的挤塑聚苯板( X P S ) 为可燃材料 , 但其 内外两层保 护板的混凝土最小厚度均为不小于6 0 m m,在接缝处 防水材料空
11、腔中填充一定厚度的岩棉或玻璃棉作防火 封堵材料。 采用不燃材料填塞板缝处的薄弱环节 , 可满 足外墙的耐火极限设计要求。 1 2结构设 计 结合本工程 的结构形式及抗震设防要求等 ,墙板 采用大型预制钢筋混凝土复合板 ,墙板与钢结构连接 按外墙挂板国家标准图规定 ,采用柔性可滑移节点连 接构造。 1 2 1墙 板设 计 由于墙板中间为1 2 0 m m厚保温材料 。 基本没有抵 抗应力的能力 , 为满足墙板受力要求, 设计时两层混凝 土板间采用桁架钢筋连接方案 ,可实现内外层混凝土 共同工作 , 提高复合板的承载力和刚度及变形性能。 经 计算确定墙板的设计参数如下:内外层混凝土层厚度 分别为9
12、 0 mm H 6 0 mm,板中配( 牛 ) 1 0 1 5 0 钢筋网片 , 混 凝土强度等级为C 4 5 ; 考虑到局部传力要求, 墙板内层 混凝土板在连接件位置均采取局部加厚的加强措施 。 1 2 2连接设 计 由于墙板 自重大 , 若竖向荷载传递到钢结构上, 会 造成钢结构成本大幅增加。 经设计优化和论证 , 本工程 墙板 的竖向荷载直接作用在混凝土地梁上 。墙板与地 梁间设2 0 m m高度调整缝 。每块墙板均采用2 块2 0 m m 厚氯丁橡胶垫块支座 ,墙板上下各有两个螺栓与钢结 构连接来承受水平荷载 。为满足温差变形及地震作用 可能产生的变形要求 ,在墙板螺栓与钢结构连接处设
13、 置聚四氟乙烯滑移垫片 ( 图2 ) 。 保 图2 预 制板与地梁 、 钢梁连接构造 ( a )墙板 上端连接构造 ; ( b )墙板下端连接构造 1 2 3 吊装 设计 本工程 墙板 外形尺寸及 重量均 比普通墙板大得 多, 生产及安装时须进行施工验算 , 合理设置吊环位置 和数量及吊装机具, 满足墙板脱模起吊、 安装时直立起 吊及空中翻转等工况的承载要求。结合墙板生产安装 工艺特点 , 确定在每块板背面上、 中、 下部共设置8 个 吊 环 , 并采用扁担式水平分配梁的专用吊具吊装方案 ( 图 3 ) 。 够 ( a ) ( b ) ( d1 图3 预 制板起 吊示意 ( a ) ( C )
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