膠合木結(jié)構(gòu)建筑施工關(guān)鍵技術(shù)研究

河北省建筑科技研發(fā)中心1號(hào)樓木屋是中加合作的裝配式木結(jié)構(gòu)合作項(xiàng)目（圖1），于2011年1月開(kāi)工建設(shè)，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(xiàng)目在河北省內(nèi)首次采用了“一托三”的結(jié)構(gòu)形式，其中1層為混凝土框架結(jié)構(gòu)，2~4層為木結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu)部分又包括輕型木結(jié)構(gòu)、重木結(jié)構(gòu)及輕重木混合結(jié)構(gòu)3種形式。該工程重木桁架設(shè)計(jì)形式復(fù)雜，由膠合木拼裝組成的屋架最大跨度達(dá)23?m，居全國(guó)之首。大會(huì)議室屋架在施工場(chǎng)地外拼裝完成后吊運(yùn)安裝至相應(yīng)位置?？Х葟d桁架膠合木在施工現(xiàn)場(chǎng)逐個(gè)拼裝，因膠合木和相應(yīng)的鋼配件加工尺寸要求準(zhǔn)確無(wú)誤，施工難度較大。圖1河北省建筑科技研發(fā)中心1號(hào)樓1、施工難點(diǎn)1.1木屋架跨度大本建筑最大跨度達(dá)23?m，木屋架整體跨度較大，木屋架為膠合木構(gòu)件通過(guò)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(guò)程中整體性能相對(duì)較差，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)挑戰(zhàn)。1.2木結(jié)構(gòu)造型獨(dú)特咖啡廳部分建筑造型獨(dú)特，為滿(mǎn)足建筑造型需求，有多角度多方向的斜梁交于一點(diǎn)，斜向搭接布置的實(shí)現(xiàn)需采用特定的安裝技術(shù)，且須滿(mǎn)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(guān)鍵問(wèn)題。1.3防腐處理膠合木構(gòu)件與基礎(chǔ)連接部位易受潮，為整個(gè)結(jié)構(gòu)的薄弱部位，若處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致膠合木構(gòu)件和基礎(chǔ)連接件的腐蝕，降低整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用功能，影響結(jié)構(gòu)整體安全。墻體的外部潮氣侵入引起結(jié)露對(duì)木結(jié)構(gòu)墻體的耐久性影響較大。2、工藝原理2.1新型節(jié)點(diǎn)連接膠合木結(jié)構(gòu)框架梁、柱采用新型鋼連接件連接，其原理是利用構(gòu)件間的連接件協(xié)調(diào)變形，在連接件四周設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼拉桿形成節(jié)點(diǎn)間的支撐，完成梁柱構(gòu)件的固定，確保膠合木結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)體系（圖2）。圖2新型節(jié)點(diǎn)連接2.2多向鋼板暗銷(xiāo)節(jié)點(diǎn)連接多向鋼板暗銷(xiāo)連接節(jié)點(diǎn)由朝多個(gè)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(xiāo)連接連接鋼板可根據(jù)需要設(shè)置，實(shí)現(xiàn)膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠連接，且可滿(mǎn)足靈活多樣的特殊造型。在膠合木構(gòu)件端部開(kāi)貫通槽，側(cè)邊開(kāi)螺栓孔，將多向鋼板暗銷(xiāo)節(jié)點(diǎn)連接板插入貫通槽內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)螺栓孔插入高強(qiáng)螺栓完成連接。其優(yōu)點(diǎn)是連接方便，外觀優(yōu)美。該連接方式可增強(qiáng)膠合木構(gòu)件之間的連接性能，增強(qiáng)連接強(qiáng)度，避免因局部削弱而在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生劈裂，連接件采用暗插方式，節(jié)點(diǎn)外表美觀（圖3）。圖3多向鋼板暗銷(xiāo)節(jié)點(diǎn)連接2.3木構(gòu)件的防腐處理膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)件與混凝土基礎(chǔ)采用預(yù)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(jié)合隔汽膜將混凝土基礎(chǔ)與上部膠合木構(gòu)件隔開(kāi)，可阻斷基礎(chǔ)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(chǔ)連接防腐處理3、施工控制要點(diǎn)3.1膠合柱安裝控制要點(diǎn)3.1.1焊接T形連接件清理預(yù)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(yīng)準(zhǔn)確。將T形連接件底板與預(yù)埋鋼板焊接并按驗(yàn)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(gè)側(cè)面標(biāo)記十字交叉線(xiàn)，以便校正膠合柱的標(biāo)高和垂直度；在距膠合柱1/3柱長(zhǎng)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(cè)，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(xiàn)為基準(zhǔn)，從兩個(gè)方向校準(zhǔn)柱垂直度和中心偏移，確認(rèn)準(zhǔn)確后擰緊對(duì)穿螺栓，完成膠合柱固定。3.2大跨度木屋架安裝要點(diǎn)3.2.1木屋架組裝搭設(shè)拼裝平臺(tái)，按編號(hào)將木構(gòu)件擺放到平臺(tái)上的對(duì)應(yīng)位置。確認(rèn)無(wú)誤后將各金屬連接件插入對(duì)應(yīng)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(rèn)無(wú)誤后擰緊螺栓，完成第一榀屋架的組裝。在屋架各節(jié)點(diǎn)處各墊2塊184?mm×184?mm×38?mm塊材，以該榀屋架為平臺(tái)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(shí)失穩(wěn)破壞，在屋架腹桿的上下兩端分別布置2個(gè)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(guò)程對(duì)屋架的影響。在上下端H型鋼處左右對(duì)稱(chēng)選擇兩個(gè)綁扎點(diǎn)，使屋架起吊后不致傾翻和轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止屋架扶直過(guò)程中擺幅過(guò)大，在屋架兩端上下弦交接處各綁扎1根纜風(fēng)繩進(jìn)行輔助調(diào)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(duì)齊，將屋架吊至柱頂后再用纜風(fēng)繩旋轉(zhuǎn)屋架使其對(duì)準(zhǔn)柱頂，將屋架連接件完全落至柱頂槽孔內(nèi)，在柱頂連接處對(duì)穿錨栓固定。屋架兩側(cè)搭設(shè)腳手架進(jìn)行側(cè)向支撐，以增強(qiáng)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(duì)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(diǎn)上。（3）待全部支撐系統(tǒng)固定完畢后，依次檢查調(diào)整和校正各屋架支座部位連接的軸線(xiàn)、標(biāo)高及垂直度，確認(rèn)無(wú)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(jié)構(gòu)墻體安裝控制要點(diǎn)3.3.1墻體固定木墻板格柵拼裝完畢后固定在膠合木構(gòu)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(shè)墻面板采用12.5?mm厚OSB板材，分戶(hù)墻及內(nèi)隔墻面板采用12.5?mm或9?mm厚石膏。所有木基結(jié)構(gòu)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(yīng)小于150?mm，中間部分釘間距應(yīng)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(duì)接的覆面板之間應(yīng)至少預(yù)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(shè)覆面膜（呼吸紙）。呼吸紙可水平或垂直鋪設(shè)，用形型釘釘?shù)綁γ姘迳?。接縫處應(yīng)搭接100?mm，上層覆面膜搭在下層上，以便將潮氣導(dǎo)向外部，搭接處采用專(zhuān)用膠帶封堵接縫。3.4屋蓋結(jié)構(gòu)施工控制要點(diǎn)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(shè)。依次按2根38?mm×89?mm、后3根38?mm×140?mm規(guī)格材為一個(gè)檁條單元的排列方式自下而上排列釘固。3.4.2釘固O(píng)SB覆面板檁條鋪設(shè)完畢后，在密排檁條上鋪設(shè)OSB板，其板材長(zhǎng)度方向應(yīng)與擱柵垂直，接縫錯(cuò)開(kāi)，待OSB板鋪設(shè)完成后，用氣釘槍將鍍鋅螺紋釘沿彈線(xiàn)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(wú)防護(hù)措施的SPF規(guī)格材，為滿(mǎn)足膠合木結(jié)構(gòu)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(shè)1層15?mm厚的防火石膏板。石膏板鋪設(shè)方式與OSB板相同，石膏板接槎應(yīng)與OSB板錯(cuò)開(kāi)。3.4.4釘固第二層OSB覆面板待所有石膏板鋪設(shè)完成后再鋪設(shè)一層與首層完全相同的OSB覆面板。所有板材均應(yīng)錯(cuò)縫和留縫，錯(cuò)縫操作與屋面操作相同。3.5屋蓋防水防腐施工控制要點(diǎn)3.5.1鋪設(shè)防水層屋面板基層處理干凈后進(jìn)行防水層處理。先對(duì)薄弱部位進(jìn)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(shè)一層SBS改性瀝青防水卷材作為附加增強(qiáng)層；在屋面轉(zhuǎn)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(yīng)分段搭接鋪設(shè)。3.5.2固定順?biāo)畻l屋面順?biāo)畻l固定前，需拉通線(xiàn)進(jìn)行定位。將經(jīng)瀝青油浸泡的順?biāo)畻l用鍍鋅麻花釘沿順?biāo)畻l垂直穿透防水層，釘入屋架上弦桿。麻花釘間距300?mm，順?biāo)畻l間距600?mm；順?biāo)畻l的高差應(yīng)控制在3?mm以?xún)?nèi)。3.5.3鋪設(shè)保溫板順?biāo)畻l固定完畢后采用膠粘法鋪設(shè)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(yīng)認(rèn)真進(jìn)行檢查，若保溫板接縫處有空隙，應(yīng)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(yán)密平整。3.5.4固定掛瓦條固定掛瓦條時(shí)，在距檐口50?mm處并排鋪設(shè)2根第一排掛瓦條，用鍍鋅麻花釘在與順?biāo)畻l相交處垂直進(jìn)釘，將掛瓦條固定到順?biāo)畻l上。在同一個(gè)坡面兩端鋪設(shè)掛瓦條并準(zhǔn)確進(jìn)釘，確保所有掛瓦條間距一致。4、結(jié)束語(yǔ)河北省建筑科技研發(fā)中心1號(hào)樓木結(jié)構(gòu)中加合作工程歷時(shí)近