膠合木結構建筑施工關鍵技術研究

河北省建筑科技研發(fā)中心1號樓木屋是中加合作的裝配式木結構合作項目（圖1），于2011年1月開工建設，2012年1月投入使用，總建筑面積約7?000㎡，總高度15.6?m，房屋主體為4層，坡屋頂。該項目在河北省內首次采用了“一托三”的結構形式，其中1層為混凝土框架結構，2~4層為木結構。木結構部分又包括輕型木結構、重木結構及輕重木混合結構3種形式。該工程重木桁架設計形式復雜，由膠合木拼裝組成的屋架最大跨度達23?m，居全國之首。大會議室屋架在施工場地外拼裝完成后吊運安裝至相應位置?？Х葟d桁架膠合木在施工現(xiàn)場逐個拼裝，因膠合木和相應的鋼配件加工尺寸要求準確無誤，施工難度較大。圖1河北省建筑科技研發(fā)中心1號樓1、施工難點1.1木屋架跨度大本建筑最大跨度達23?m，木屋架整體跨度較大，木屋架為膠合木構件通過連接件拼裝而成，拼裝精度控制難度較大，且屋架吊升和使用過程中整體性能相對較差，給現(xiàn)場施工帶來挑戰(zhàn)。1.2木結構造型獨特咖啡廳部分建筑造型獨特，為滿足建筑造型需求，有多角度多方向的斜梁交于一點，斜向搭接布置的實現(xiàn)需采用特定的安裝技術，且須滿足連接的可靠性需求，多方向、多角度斜梁的安裝是施工控制的關鍵問題。1.3防腐處理膠合木構件與基礎連接部位易受潮，為整個結構的薄弱部位，若處理不當會導致膠合木構件和基礎連接件的腐蝕，降低整個結構的使用功能，影響結構整體安全。墻體的外部潮氣侵入引起結露對木結構墻體的耐久性影響較大。2、工藝原理2.1新型節(jié)點連接膠合木結構框架梁、柱采用新型鋼連接件連接，其原理是利用構件間的連接件協(xié)調變形，在連接件四周設置預應力鋼拉桿形成節(jié)點間的支撐，完成梁柱構件的固定，確保膠合木結構的整體性和穩(wěn)定性，形成穩(wěn)定的空間結構體系（圖2）。圖2新型節(jié)點連接2.2多向鋼板暗銷節(jié)點連接多向鋼板暗銷連接節(jié)點由朝多個方向的連接板組成，各連接板交匯于一端，呈散射狀。在多根斜梁交匯連接處及房屋頂部多根斜梁固定處，均采用多向鋼板暗銷連接連接鋼板可根據需要設置，實現(xiàn)膠合木結構構件的可靠連接，且可滿足靈活多樣的特殊造型。在膠合木構件端部開貫通槽，側邊開螺栓孔，將多向鋼板暗銷節(jié)點連接板插入貫通槽內，對準螺栓孔插入高強螺栓完成連接。其優(yōu)點是連接方便，外觀優(yōu)美。該連接方式可增強膠合木構件之間的連接性能，增強連接強度，避免因局部削弱而在節(jié)點處產生劈裂，連接件采用暗插方式，節(jié)點外表美觀（圖3）。圖3多向鋼板暗銷節(jié)點連接2.3木構件的防腐處理膠合木結構構件與混凝土基礎采用預埋鋼板和T型連接板連接，輔以抗拔連接件提供穩(wěn)定措施，采用防腐木結合隔汽膜將混凝土基礎與上部膠合木構件隔開，可阻斷基礎潮氣向上蔓延，避免連接處膠合木柱端部腐蝕（圖4）。圖4膠合柱與基礎連接防腐處理3、施工控制要點3.1膠合柱安裝控制要點3.1.1焊接T形連接件清理預埋板上泥垢、鐵銹等雜物，使用砂輪將T形連接件底板外圍打磨至露出金屬光澤，連接件位置應準確。將T形連接件底板與預埋鋼板焊接并按驗收規(guī)范檢查焊縫是否有咬邊、氣孔、夾渣、裂紋等缺陷（圖5）。圖5T形連接件就位連接3.1.2膠合柱吊裝膠合柱吊裝前，在柱頂端向下1?m處沿4個側面標記十字交叉線，以便校正膠合柱的標高和垂直度；在距膠合柱1/3柱長處（沿柱頂向下）用3枚麻花釘將2塊38?mm×89?mm的規(guī)格材釘入膠合柱兩側，用于牢固綁扎膠合柱（圖6）。圖6膠合柱固定將膠合柱插入T形連接件后，以膠合柱頂1?m處十字線為基準，從兩個方向校準柱垂直度和中心偏移，確認準確后擰緊對穿螺栓，完成膠合柱固定。3.2大跨度木屋架安裝要點3.2.1木屋架組裝搭設拼裝平臺，按編號將木構件擺放到平臺上的對應位置。確認無誤后將各金屬連接件插入對應膠合木槽孔并緊固螺栓完成初步組裝。使用靠尺檢查屋架連接處的平整度，確認無誤后擰緊螺栓，完成第一榀屋架的組裝。在屋架各節(jié)點處各墊2塊184?mm×184?mm×38?mm塊材，以該榀屋架為平臺組裝下一榀屋架。3.2.2木屋架扶直為確保膠合木屋架的穩(wěn)定性和整體性，防止屋架扶直時失穩(wěn)破壞，在屋架腹桿的上下兩端分別布置2個H型鋼并用螺栓固定。在屋架與型鋼接觸位置墊2塊38?mm×140?mm規(guī)格材確保H型鋼與屋架之間軟接觸，減小扶直過程對屋架的影響。在上下端H型鋼處左右對稱選擇兩個綁扎點，使屋架起吊后不致傾翻和轉動。為防止屋架扶直過程中擺幅過大，在屋架兩端上下弦交接處各綁扎1根纜風繩進行輔助調整（圖7）。圖7膠合木大跨度木屋架扶直3.2.3木屋架安裝固定（1）吊起木屋架與安裝位置中心對齊，將屋架吊至柱頂后再用纜風繩旋轉屋架使其對準柱頂，將屋架連接件完全落至柱頂槽孔內，在柱頂連接處對穿錨栓固定。屋架兩側搭設腳手架進行側向支撐，以增強屋架的平面外穩(wěn)定。最后校正屋架的垂直度并固定。（2）用六角頭對穿螺栓固定屋架間上弦縱向水平連系梁，將剛性系桿作為屋架間的支撐錨固到弦桿節(jié)點上。（3）待全部支撐系統(tǒng)固定完畢后，依次檢查調整和校正各屋架支座部位連接的軸線、標高及垂直度，確認無誤后緊固所有錨固螺栓，使屋架形成具有空間剛度的穩(wěn)定整體（圖8）。圖8大跨度木屋架安裝3.3木結構墻體安裝控制要點3.3.1墻體固定木墻板格柵拼裝完畢后固定在膠合木構件間，將其下部固定在防腐木地梁板上，上部固定在頂梁板相互固定。3.3.2墻體面板鋪設墻面板采用12.5?mm厚OSB板材，分戶墻及內隔墻面板采用12.5?mm或9?mm厚石膏。所有木基結構板和石膏板規(guī)格均為1.2?m×2.4?m。覆面板邊緣釘間距應小于150?mm，中間部分釘間距應小于300?mm。為防止墻面板伸縮而發(fā)生變形，同一墻骨柱上對接的覆面板之間應至少預留3?mm寬的間隙。3.3.3墻體防潮處理外墻覆面板安裝完成后，在外墻面上由下向上逐漸鋪設覆面膜（呼吸紙）。呼吸紙可水平或垂直鋪設，用形型釘釘?shù)綁γ姘迳稀＝涌p處應搭接100?mm，上層覆面膜搭在下層上，以便將潮氣導向外部，搭接處采用專用膠帶封堵接縫。3.4屋蓋結構施工控制要點3.4.1密鋪檁條屋面檁條采用38?mm×89?mm及38?mm×140?mm兩種規(guī)格材，從左向右（或從右向左）、自下而上單向鋪設。依次按2根38?mm×89?mm、后3根38?mm×140?mm規(guī)格材為一個檁條單元的排列方式自下而上排列釘固。3.4.2釘固OSB覆面板檁條鋪設完畢后，在密排檁條上鋪設OSB板，其板材長度方向應與擱柵垂直，接縫錯開，待OSB板鋪設完成后，用氣釘槍將鍍鋅螺紋釘沿彈線位置垂直釘入擱柵。3.4.3釘固防火石膏板由于屋面檁條采用無防護措施的SPF規(guī)格材，為滿足膠合木結構建筑耐火極限的要求，第一層屋面板釘固后，需在覆面板上再鋪設1層15?mm厚的防火石膏板。石膏板鋪設方式與OSB板相同，石膏板接槎應與OSB板錯開。3.4.4釘固第二層OSB覆面板待所有石膏板鋪設完成后再鋪設一層與首層完全相同的OSB覆面板。所有板材均應錯縫和留縫，錯縫操作與屋面操作相同。3.5屋蓋防水防腐施工控制要點3.5.1鋪設防水層屋面板基層處理干凈后進行防水層處理。先對薄弱部位進行處理，在屋面與落水口連接處和檐溝等排水集中位置鋪設一層SBS改性瀝青防水卷材作為附加增強層；在屋面轉角處鋪一層500?mm寬的SBS防水卷材。在伸出屋面管道根部鋪一層SBS改性瀝青防水卷材作為附加層。由于管道為圓形，故附加層防水卷材應分段搭接鋪設。3.5.2固定順水條屋面順水條固定前，需拉通線進行定位。將經瀝青油浸泡的順水條用鍍鋅麻花釘沿順水條垂直穿透防水層，釘入屋架上弦桿。麻花釘間距300?mm，順水條間距600?mm；順水條的高差應控制在3?mm以內。3.5.3鋪設保溫板順水條固定完畢后采用膠粘法鋪設保溫板，其操作流程為：基層處理→鋪保溫板→板縫處理。保溫板施工完成后，應認真進行檢查，若保溫板接縫處有空隙，應填塞保溫條。所有保溫板接縫處均用5?mm寬膠帶紙密封，以確保保溫板鋪平墊穩(wěn)且拼縫嚴密平整。3.5.4固定掛瓦條固定掛瓦條時，在距檐口50?mm處并排鋪設2根第一排掛瓦條，用鍍鋅麻花釘在與順水條相交處垂直進釘，將掛瓦條固定到順水條上。在同一個坡面兩端鋪設掛瓦條并準確進釘，確保所有掛瓦條間距一致。4、結束語河北省建筑科技研發(fā)中心1號樓木結構中加合作工程歷時近