預(yù)制混凝土外掛墻板關(guān)鍵技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)編制

預(yù)制混凝土外掛墻板關(guān)鍵技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)編制目錄01預(yù)制混凝土外掛墻板介紹預(yù)制混凝土外掛墻板的防水設(shè)計(jì)研究預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究預(yù)制外墻板防水施工02030405?01預(yù)制混凝土外掛墻板介紹一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹JubileeChurch;Rome,

ItalyUniversityofIllinoisMolecularBiologyResearchBuilding,

ChicagoPlazaMoliereDos22MexicoCity,

Mexico;UniversityofIowa,PappajohnBusinessAdministrationBuilding,IowaCity,

Iowa淀屋橋東京海上日棟大廈LakeShore

Drive,Chicago,

Illinois1.1

預(yù)制混凝土外掛墻板的應(yīng)用在歐美，預(yù)制混凝土外掛墻板應(yīng)用非常普遍。一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹濟(jì)南萬(wàn)科天泰金域國(guó)際1.1

預(yù)制混凝土外掛墻板的應(yīng)用近年來(lái)，預(yù)制混凝土外掛墻板在國(guó)內(nèi)工程中的應(yīng)用也日益增多。上海金山區(qū)亭林學(xué)校軟通動(dòng)力大廈一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹1.2

預(yù)制混凝土外掛墻板特點(diǎn)屬于裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)：預(yù)制混凝土外掛墻板具有工廠化生產(chǎn)、裝配化施工的顯著特點(diǎn)，屬于裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)的一種。省時(shí)省力耐久性好：預(yù)制混凝土外掛墻具有安裝速度快、現(xiàn)場(chǎng)用工少、無(wú)濕作業(yè)、質(zhì)量可控、耐久性好、便于保養(yǎng)維修等優(yōu)勢(shì)。精細(xì)化程度要求高：預(yù)制混凝土外掛墻板為精細(xì)工程，對(duì)設(shè)計(jì)、加工、施工的要求均較高，造價(jià)也相對(duì)較高。IJLFinancial

Center一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹夾心保溫墻板非夾心保溫墻板根據(jù)受力特點(diǎn)1.3預(yù)制混凝土外掛墻板分類(lèi)——根據(jù)保溫位置分類(lèi)根據(jù)保溫板位置不同，預(yù)制混凝土外掛墻板可分為非夾心保溫墻板和夾心保溫墻板。非夾心保溫墻板：可采用帶肋板以減輕自重。夾心保溫墻板：根據(jù)受力特點(diǎn)可分為組合墻板、部分組合墻板和非組合墻板；內(nèi)葉板可采用帶肋板以減輕自重。非組合墻板部分組合墻板組合墻板非組合墻板內(nèi)外葉厚度差距較大時(shí)，近似按單葉受力計(jì)算一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹平移式旋轉(zhuǎn)式點(diǎn)支承外掛墻板線支承連接外掛墻板點(diǎn)支承外掛墻板優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)受力簡(jiǎn)單明確，對(duì)主體結(jié)構(gòu)剛度沒(méi)有影響，可以完全釋放溫度應(yīng)力，可以協(xié)調(diào)施工誤差。線支承外掛墻板優(yōu)點(diǎn)：墻板與主體結(jié)構(gòu)間不存在縫隙，對(duì)建筑使用功能影響較小。1.3

預(yù)制混凝土外掛墻板分類(lèi)——根據(jù)支承形式分類(lèi)根據(jù)支承形式，外掛墻板可分為點(diǎn)支承外掛墻板和線支承外掛墻板；點(diǎn)支承外掛墻板分類(lèi)：可分為平移式外掛墻板和旋轉(zhuǎn)式外掛墻板。一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹1.4

預(yù)制混凝土外掛墻板問(wèn)題

——

連接件問(wèn)題節(jié)點(diǎn)焊死無(wú)法變形節(jié)點(diǎn)連接件與墻板連接不牢焊接質(zhì)量較差節(jié)點(diǎn)無(wú)變形能力接縫寬度不合理一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹1.4

預(yù)制混凝土外掛墻板問(wèn)題

——

接縫問(wèn)題構(gòu)件加工、施工精度導(dǎo)致的接縫尺寸偏差密封膠破壞一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹1.4

預(yù)制混凝土外掛墻板問(wèn)題

——

夾心保溫墻板質(zhì)量問(wèn)題國(guó)內(nèi)部分夾心保溫墻板冷橋嚴(yán)重加工工藝不合理不規(guī)范一、預(yù)制混凝土外掛墻板介紹1.5

標(biāo)準(zhǔn)編制?02預(yù)制混凝土外掛墻板的防水設(shè)計(jì)研究二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究2.1

總結(jié)外掛墻板防水問(wèn)題的影響因素防水做法分類(lèi)：一般可分為密封式防水和開(kāi)放式（等壓）防水兩種做法。目前預(yù)制混凝土外掛墻板采用開(kāi)放式防水的較少（金屬幕墻等工程實(shí)例越來(lái)越多），國(guó)外也基本處在研究向?qū)嵱玫倪^(guò)渡階段。國(guó)內(nèi)工程也均采用密封式防水，所以無(wú)充分經(jīng)驗(yàn)時(shí)建議采用密封式防水做法。影響預(yù)制混凝土外掛墻板（密封式）防水性能的因素：參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，主要包括以下4個(gè)方面：1、密封材料性能的差異2、密封材料的施工質(zhì)量和耐久性3、構(gòu)造防水措施的合理性4、排水措施的合理性二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究2.2 材料防水的差異一道材料防水優(yōu)點(diǎn)：施工較方便且造價(jià)較低。缺點(diǎn)：但由于密封膠易老化，外掛墻板容易漏水、維護(hù)成本較高。兩道材料防水優(yōu)點(diǎn)：國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)和工程實(shí)踐證明其防水性能可靠性高于一道材料防水；內(nèi)側(cè)防水材料不受天氣和光線影響，耐久性較好。缺點(diǎn)：內(nèi)側(cè)材料防水較難施工，帶來(lái)了工期、成本的上升。二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究2.2 材料防水的差異建議分地區(qū)分高度確定是否采用兩道材料防水:最低要求：建議外掛墻板板縫采用不少于一道材料防水和構(gòu)造防水相結(jié)合的防水構(gòu)造；受熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)襲擊地區(qū)：外掛墻板板縫建議采用不少于兩道材料防水和構(gòu)造防水相結(jié)合的防水構(gòu)造；其他地區(qū)的高層建筑：建議采用不少于兩道材料防水和構(gòu)造防水相結(jié)合的防水構(gòu)造。二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究美國(guó)（PCI手冊(cè)）一般采用內(nèi)外兩道密封膠的方式。內(nèi)側(cè)密封膠一般從外部向接縫內(nèi)打膠，要求接縫寬度不小于25mm，內(nèi)側(cè)密封膠距離外側(cè)密封膠的背襯材料至少50mm，打膠的施工工藝要求較高。日本一般采用內(nèi)側(cè)氣密條的方式且氣密條需滿(mǎn)足長(zhǎng)期受壓下的彈性性能及耐久性的試驗(yàn)驗(yàn)證，即要求氣密條能夠達(dá)到長(zhǎng)期防水的目的。PCI手冊(cè)中兩道防水構(gòu)造日本JASS14中防水構(gòu)造2.2 材料防水的差異國(guó)外“兩道材料防水”做法第二道材料防水的建議以上兩種方法均有比較成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。建議有充足試驗(yàn)依據(jù)時(shí)可采用氣密條作為第二道材料防水，否則建議外掛墻板系統(tǒng)內(nèi)側(cè)采用密封膠作為第二道材料防水。二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究2.3

防水密封材料密封膠要求密封膠建議符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土建筑接縫用密封膠》JC/T

881的規(guī)定。建議選用低模量彈性密封膠，建議選用位移能力不低于20級(jí)的彈性密封膠；應(yīng)用前應(yīng)進(jìn)行密封膠的相容性試驗(yàn)；另外，密封膠應(yīng)符合相應(yīng)的密度、下垂度、表干時(shí)間、擠出性、適用期、彈性恢復(fù)率、拉伸模量、定伸粘結(jié)性、浸水后定伸粘結(jié)性、冷拉‐熱壓后粘結(jié)性、質(zhì)量損失率等物理力學(xué)性能指標(biāo)要求。氣密條要求：氣密條建議采用三元乙丙橡膠、氯丁橡膠或硅橡膠；橡膠建議符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)用橡膠板》GB/T5574

的有關(guān)規(guī)定。作為第二道防線的氣密條建議滿(mǎn)足長(zhǎng)期受壓下的彈性性能及耐久性的試驗(yàn)驗(yàn)證二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究2.3

防水密封材料國(guó)內(nèi)主流建筑密封膠優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)硅酮系列(SR)耐

UV耐老化耐高溫表面不能涂裝易污染基材對(duì)多孔材料接縫追從性差，易剝離聚氨酯系列(PU)強(qiáng)度高耐

UV

性能較差存儲(chǔ)穩(wěn)定性差容易產(chǎn)生氣泡（CO2）丙烯酸系列(AC)施工性能好表面可涂裝粘接性能較差對(duì)使用溫度有嚴(yán)格要求非常大的體積收縮彈性差聚硫系列(PS)耐化學(xué)性好密封性能高低水汽滲透性粘結(jié)具有局限性回彈性差硅烷改性聚醚膠（MS）施工性能好可涂裝耐老化價(jià)格相對(duì)較高二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究2.4 構(gòu)造防水水平縫和豎直縫均建議帶空腔水平縫建議企口，豎直縫建議分地區(qū)選擇槽口或平口。A

水平縫：應(yīng)采用帶空腔的防水構(gòu)造；宜采用內(nèi)高外低的企口構(gòu)造形式；B

豎直縫：應(yīng)采用帶空腔的防水構(gòu)造；受熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)襲擊地區(qū)的外掛墻板垂直縫應(yīng)采用槽口構(gòu)造形式；其他地區(qū)的外掛墻板垂直縫宜采用槽口構(gòu)造形式，多層建筑外掛墻板的垂直縫也可采用平口構(gòu)造形式。二、預(yù)制混凝土外掛墻板防水問(wèn)題研究2.5

排水構(gòu)造不設(shè)置排水措施的后果外掛墻板接縫處如果不采取排水措施，就會(huì)在接縫內(nèi)產(chǎn)生積水，加速密封劑材料的劣化，也會(huì)加速密封材料與基材粘合的劣化，更容易造成漏水。建議建筑從頂?shù)降自O(shè)置排水措施1、

建筑首層底部建議設(shè)置排水孔等排水措施；2、設(shè)置導(dǎo)水管受熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)襲擊地區(qū)的建筑以及其他地區(qū)的高層建筑建議在十字交叉縫上部的垂直縫中設(shè)置導(dǎo)水管等排水措施，且導(dǎo)水管豎向間距建議不超過(guò)3層；當(dāng)垂直縫下方因門(mén)窗等開(kāi)口部位被隔斷時(shí)，建議在開(kāi)口部位上部垂直縫處設(shè)置導(dǎo)水管等排水措施；3、其他僅設(shè)置一道材料防水且板縫設(shè)置排水措施時(shí)，板縫內(nèi)側(cè)建議設(shè)置氣密條作為輔助排水措施，此時(shí)氣密條的耐久性要求可降低。?03預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51231-2016對(duì)外掛墻板的性能目標(biāo)要求：在正常使用狀態(tài)下，應(yīng)具有良好的工作性能；在多遇地震作用下應(yīng)能正常使用；在設(shè)防烈度地震作用下經(jīng)修理后應(yīng)仍可使用；在預(yù)估的罕遇地震作用下外掛墻板不應(yīng)整體脫落。即在恒活荷載、溫度作用、風(fēng)荷載、多遇地震作用等作用下，密封膠不應(yīng)破壞。3.1

外掛墻板的性能目標(biāo)性能目標(biāo)是接縫寬度計(jì)算的原則外掛墻板接縫對(duì)外掛墻板的抗震性能、抗風(fēng)性能、防水性能非常關(guān)鍵，決定了外掛墻板的性能目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)；因此接縫寬度計(jì)算必須要滿(mǎn)足性能目標(biāo)的要求，以性能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)為基本原則。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究3.2

外掛墻板接縫寬度計(jì)算公式縫寬設(shè)計(jì)的目的：適應(yīng)接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形。影響接縫寬度的直接因素是接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形，包括接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)軸向變形和相對(duì)剪切變形。設(shè)定接縫寬度為Ws；設(shè)定接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)軸向變形為

D，相對(duì)剪切變形為δ；如下：三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究則 ，即式中：

dc 是墻板的允許偏差，建議按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T51231‐2016中相關(guān)限值進(jìn)行取值。ε 是密封膠的變形能力。S cW

D

d

短期荷載控制的工況組合，可考慮密封膠的變形能力提升短期作用（地震作用、風(fēng)荷載等）時(shí)密封膠的變形能力要高于長(zhǎng)期作用（溫度作用）時(shí)密封膠的變形能力。日本標(biāo)準(zhǔn)JASS8《建筑工事標(biāo)準(zhǔn)式樣書(shū)?同解說(shuō)‐防水工事》中分別給出了長(zhǎng)期作用和短期作用下密封膠變形能力。建議工況組合按長(zhǎng)期與短期荷載進(jìn)行分類(lèi)，短期荷載控制的組合下密封膠的變形能力可根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)適當(dāng)提高，若無(wú)試驗(yàn)依據(jù)時(shí)可以保守按長(zhǎng)期變形能力取值。3.2

外掛墻板接縫寬度計(jì)算公式

——

接縫兩側(cè)墻板發(fā)生相對(duì)軸向變形時(shí)相對(duì)軸向變形下，計(jì)算公式與幕墻規(guī)范相同從適應(yīng)接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形出發(fā)，考慮一定的施工允許偏差dc

，三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究由于我國(guó)目前密封膠的研究偏少，密封膠的抗剪性能試驗(yàn)則更少，密封膠的相關(guān)規(guī)范中也并未規(guī)定密封膠的抗剪能力，所以建議密封膠的變形參考美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。3.2

外掛墻板接縫寬度計(jì)算公式

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接縫兩側(cè)墻板發(fā)生相對(duì)剪切變形時(shí)日本和美國(guó)計(jì)算公式日本標(biāo)準(zhǔn)JASS

8分別給出了拉壓和剪切變形時(shí)的密封材料變形率，計(jì)算剪切變形下的接縫寬度時(shí)可直接應(yīng)用密封材料剪切變形除以剪切變形率。美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為剪切變形時(shí)，密封材料變形后的對(duì)角線長(zhǎng)度不能超過(guò)靜止時(shí)的長(zhǎng)度加密封材料的拉伸能力，基于此原則計(jì)算接縫寬度。建議參照ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究3.2

外掛墻板接縫寬度計(jì)算公式

——

接縫兩側(cè)墻板發(fā)生相對(duì)剪切變形時(shí)對(duì)ASTM壓剪計(jì)算公式的改進(jìn)美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)無(wú)論拉剪變形還是壓剪變形均將密封材料的剪切能力換算成密封材料的拉伸能力，其在拉剪作用下縫寬計(jì)算合理，但剪拉變形對(duì)于軸壓破壞而言屬于有利變形，所以壓剪作用下的縫寬小于純壓下的縫寬，不盡合理。推導(dǎo)如下：三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究即：壓剪下的接縫寬度大于純壓下的接縫寬度3.2

外掛墻板接縫寬度計(jì)算公式

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接縫兩側(cè)墻板發(fā)生相對(duì)剪切變形時(shí)建議對(duì)壓剪計(jì)算公式進(jìn)行調(diào)整——考慮受壓、受拉破壞并調(diào)整受壓破壞公式建議接縫受壓剪時(shí)考慮纖維受壓破壞和受拉破壞的不利情況：纖維受拉破壞時(shí)建議按受剪公式計(jì)算（受壓變形較小時(shí)可能起控制作用）纖維受壓破壞時(shí)考慮密封材料變形前的對(duì)角線長(zhǎng)度不能超過(guò)變形后的長(zhǎng)度加密封材料的拉伸能力，即纖維長(zhǎng)度從原長(zhǎng) 經(jīng)受剪變形變?yōu)?，

再經(jīng)受壓變形變?yōu)?，則：驗(yàn)證：由于密封材料受壓變形率0≤ε≤1 ，則三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究3.2

外掛墻板接縫寬度計(jì)算公式

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公式匯總綜上，建議接縫寬度計(jì)算公式為：三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究3.3

溫度作用下接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形分析溫度作用下接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形計(jì)算公式較為普遍：其中：αL為外掛墻板混凝土材料的線膨脹系數(shù)；為計(jì)算方向接縫兩側(cè)最近的兩個(gè)固定點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，對(duì)線支承外掛墻板豎縫計(jì)算時(shí)可取為縫兩側(cè)墻板的最大寬度；ΔT 為外掛墻板的溫度作用標(biāo)準(zhǔn)值。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究：3.3溫度作用下接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形分析——ΔT取值討論國(guó)外溫差取值日本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定根據(jù)表面色調(diào)和構(gòu)件位置取35~45℃。美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定取最低（最高）溫度與安裝溫度的差值。其中冬季外掛墻板最低溫度采用設(shè)計(jì)干球溫度，夏季外壁墻板最高溫度采用下式進(jìn)行計(jì)算式中,TA為當(dāng)?shù)刈罡呋練鉁?；AX

為太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)；HX為熱容常數(shù)。按該式計(jì)算得到的夏季墻板最高溫度與外墻顏色相關(guān)，最高可以達(dá)到接近90℃。歐洲標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)似，但夏季墻板溫度根據(jù)外掛墻板的朝向取最熱月平均氣溫+（0~42

℃

）。ΔT取值建議有地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)建議根據(jù)地區(qū)基本溫度結(jié)合墻板外表面的朝向、表面材料、色調(diào)以及施工安裝溫度綜合確定，基本溫度可取為我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中各地區(qū)的最低、最高溫度；無(wú)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)筆者參考?xì)W美的規(guī)范并多次試算，建議可取60~80度。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。3.4

風(fēng)荷載和地震作用下接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形分析外掛墻板的接縫建議對(duì)齊當(dāng)相鄰跨外掛墻板的水平縫不對(duì)齊時(shí)，外掛墻板，尤其是平移式外掛墻板將更容易發(fā)生碰撞且碰撞時(shí)破壞會(huì)較為嚴(yán)重，所以建議外掛墻板尤其是平移式外掛墻板的水平縫盡量對(duì)齊。上下層外掛墻板的豎縫不對(duì)齊時(shí)，外掛墻板，尤其是旋轉(zhuǎn)式外掛墻板將更容易發(fā)生碰撞且碰撞時(shí)破壞會(huì)較為嚴(yán)重，所以建議外掛墻板尤其是旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的豎縫盡量對(duì)齊。當(dāng)相鄰接縫不對(duì)齊時(shí)，需根據(jù)具體情況研究外掛墻板的變形特征并計(jì)算板縫寬度，難以給出統(tǒng)一公式。因此以下主要針對(duì)相鄰接縫均對(duì)齊的外掛墻板變形進(jìn)行分析，接縫不對(duì)齊的外掛墻板可參照接縫對(duì)齊的外掛墻板進(jìn)行分析。線支承外掛墻板可按照平移式外掛墻板的計(jì)算公式計(jì)算在風(fēng)荷載、地震作用下，線支承外掛墻板與平移式點(diǎn)支承外掛墻板的變形接近，接縫密封膠的相對(duì)變形與平移式點(diǎn)支承外掛墻板相同，可按照平移式外掛墻板的計(jì)算公式計(jì)算。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。：，當(dāng)主體彎曲變形不可忽略時(shí)，墻板將同主體梁板一起轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)豎直縫兩側(cè)的墻板將產(chǎn)生相對(duì)軸向變形式中 為豎縫兩側(cè)墻板的轉(zhuǎn)角差0。水平縫的軸向變形可取為左右端點(diǎn)處接縫上下墻板豎向變形值差的極值。注：固定點(diǎn)在頂部時(shí)結(jié)論相同3.4

風(fēng)荷載和地震作用下相對(duì)變形分析

——

平移式外掛墻板非建筑角部不考慮主體梁板彎曲變形時(shí)發(fā)生水平縫的相對(duì)剪切變形當(dāng)主體梁板抗彎剛度較大時(shí)，可以假定主體結(jié)構(gòu)僅側(cè)向移動(dòng)而不彎曲變形，則墻板將跟隨本層主體梁板發(fā)生平移。因?yàn)樯舷聦訕前迤揭屏坎煌运娇p處產(chǎn)生相對(duì)剪切變形 。豎縫無(wú)相對(duì)剪切變形。考慮主體梁板彎曲變形時(shí)還將產(chǎn)生豎直縫的相對(duì)軸向變形三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。。如右圖，一層樓板一起平移，所以豎縫兩側(cè)墻板將產(chǎn)生相對(duì)變形：當(dāng)作用X向風(fēng)或地震時(shí)，該變形為軸向變形；當(dāng)作用Y向風(fēng)或地震時(shí)，該變形為剪切變形。綜上，建議接縫考慮以下兩種變形的不利情況：式中，為角部豎直縫寬度方向第i層的彈性層間位移角，為垂直于角部豎直縫寬度方向第i層的彈性層間位移角。當(dāng)角部接縫斜向布置時(shí)，可推導(dǎo)出上式偏于保守。。3.4

風(fēng)荷載和地震作用下相對(duì)變形分析

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平移式外掛墻板建筑角部建筑角部豎直縫應(yīng)考慮兩個(gè)方向地震作用下的相對(duì)變形不利值沿作用方向的墻板頂部與本層樓板一起平移，垂直于作用方向的墻板頂部與上三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。3.4

風(fēng)荷載和地震作用下相對(duì)變形分析

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旋轉(zhuǎn)式外掛墻板非建筑角部旋轉(zhuǎn)式外掛墻板不受主體梁板彎曲影響下水平固定點(diǎn)處的水平位移同本層樓板，上水平固定點(diǎn)處的水平位移同上層樓板，

所以外掛墻板發(fā)生旋轉(zhuǎn)且旋轉(zhuǎn)角度與主體層間位移角有關(guān)而與主體彎曲變形無(wú)關(guān)；豎直縫兩側(cè)墻板產(chǎn)生相對(duì)剪切變形同一層墻板轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同，所以豎直縫將產(chǎn)生相對(duì)豎向剪切變形 而不產(chǎn)生相對(duì)軸向變形；上下層層間位移角不同，所以水平縫處將產(chǎn)生較小的相對(duì)剪切變形三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。：3.4

風(fēng)荷載和地震作用下相對(duì)變形分析

——

旋轉(zhuǎn)式外掛墻板非建筑角部墻板轉(zhuǎn)角要大于層間位移角！由于墻板上下連接件之間的高度小于層高，則由上述分析可知，旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的轉(zhuǎn)角 為：可見(jiàn)，外掛墻板的轉(zhuǎn)角要大于層間位移角，增大系數(shù)為為第

i

+1層樓板頂標(biāo)高與上節(jié)點(diǎn)連接件的標(biāo)高差；為下節(jié)點(diǎn)連接件標(biāo)高與第

i

層樓板標(biāo)高差由墻板轉(zhuǎn)角得到接縫兩側(cè)墻板相對(duì)剪切變形可得到水平方向和豎直方向板間接縫處的剪切變形分別為三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。當(dāng)發(fā)生X向地震時(shí)，對(duì)應(yīng)X向作用位移角，該變形為軸向變形

；當(dāng)發(fā)生Y向地震時(shí)，對(duì)應(yīng)Y向作用位移角，該變形為剪切變形 。。b’x(b’y)為X（Y）向墻板的寬度。角部豎縫兩側(cè)墻板產(chǎn)生水平相對(duì)變形建筑角部豎縫兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)式外掛墻板均發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)角不同，所以將產(chǎn)生較小的水平相對(duì)變形：3.4

風(fēng)荷載和地震作用下相對(duì)變形分析

——

旋轉(zhuǎn)式外掛墻板建筑角部角部豎縫兩側(cè)墻板產(chǎn)生豎向相對(duì)剪切變形由于豎縫一側(cè)墻板發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生了豎向相對(duì)剪切變形，其值與其他位置的豎直縫大小接近：三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。較替然后取和的組合值計(jì)算縫寬。經(jīng)驗(yàn)證該式偏于保守且一般情況下與實(shí)際值比較接近。。3.4

風(fēng)荷載和地震作用下相對(duì)變形分析

——

旋轉(zhuǎn)式外掛墻板2）建筑角部豎直縫簡(jiǎn)化計(jì)算公式理論上應(yīng)比 組合與 組合的大小并取不利值，但這會(huì)造成計(jì)算非常繁瑣?？紤]外掛墻板相對(duì)軸向變形對(duì)接縫的影響要大于同樣的相對(duì)剪切變形對(duì)接縫的影響，建議保守取 代 和 ?？紤]b’x(b’y)一般略小于墻板實(shí)際寬度且與實(shí)際寬度差距不大，建議保守取 代替 和 。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究3.4

風(fēng)荷載和地震作用下接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形分析

——

變形匯總。。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究3.4

風(fēng)荷載和地震作用下接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形分析

——

變形匯總。。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。。3.4

風(fēng)荷載和地震作用下接縫兩側(cè)墻板的相對(duì)變形分析

——

變形匯總外掛墻板變形特點(diǎn)概況在建筑角部，平移式外掛墻板的相對(duì)變形較大，在強(qiáng)震作用下容易碰撞，因此該部位豎直縫寬一般大于其他部位的豎直縫寬；旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的相對(duì)變形較小，縫寬與其他部位豎縫接近，即旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的板間接縫受建筑部位的影響非常小，這是旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的一大優(yōu)點(diǎn)。非建筑角部平移式外掛墻板的主要變形為水平縫兩側(cè)墻板的相對(duì)剪切變形，當(dāng)考慮主體梁板變形時(shí)，平移式外掛墻板的豎直縫受影響較大。旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的主要變形為豎直縫兩側(cè)墻板的相對(duì)剪切變形。當(dāng)考慮主體梁板變形時(shí)，旋轉(zhuǎn)板的豎直縫受影響則較小，這是旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的另一大優(yōu)點(diǎn)。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。。3.5

接縫寬度及密封材料厚度限值國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于接縫寬度和密封材料厚度限值的規(guī)定歐洲Fib

74中規(guī)定一般情況下外掛墻板的接縫寬度不應(yīng)小于12mm，且應(yīng)不大于30mm。除此之外，還根據(jù)構(gòu)件的寬度不同，給出了具體的密封材料最小寬度和厚度的建議值(表3）日本標(biāo)準(zhǔn)JASS8中，根據(jù)密封材料的不同，給出了相應(yīng)接縫寬度的最大值和最小值規(guī)定（表4）。此外，在確定接縫寬度后，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)圖9得到密封材料厚度限值。美國(guó)PCI手冊(cè)建議一般部位接縫寬度不小于19mm，雙層密封膠時(shí)不小于25mm，建筑角部縫寬不小于30mm。當(dāng)縫寬不大于25mm時(shí)，規(guī)定密封材料厚度取縫寬一半且不小于6mm；縫寬大于25mm且小于50mm時(shí)，密封材料厚度取12.5mm；當(dāng)縫寬大于50mm，規(guī)定由廠家應(yīng)根據(jù)實(shí)際給出相關(guān)的建議值。三、預(yù)制混凝土外掛墻板接縫寬度研究。。3.5

接縫寬度及密封材料厚度限值建議提高接縫寬度的下限和上限值綜合上述標(biāo)準(zhǔn)并考慮我國(guó)的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)和施工現(xiàn)狀、主體結(jié)構(gòu)的層間位移、密封材料的變形能力及施工安裝誤差等因素，建議外掛墻板的接縫寬度下限由10mm提高至不小于15mm，上限由30mm提高至35mm；當(dāng)計(jì)算接縫寬度大于35mm時(shí)，建議調(diào)整外掛墻板的板型或支承形式或采用具有更高位移能力的彈性密封材料。對(duì)于密封膠的厚度，建議不小于8mm，且不小于縫寬的一半。?04預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.1外掛墻板的地震力計(jì)算

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(JGJ1-2014)中的計(jì)算公式《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1‐2014中對(duì)外掛墻板的地震力計(jì)算公式規(guī)定如右:其中，動(dòng)力放大系數(shù)的取值，是依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB

50011中非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的規(guī)定給出的：簡(jiǎn)而言之，JGJ1的計(jì)算要求為：墻板與節(jié)點(diǎn)均為小震彈性。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.1外掛墻板的地震力計(jì)算

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（GB/T

51231-2016）中的計(jì)算公式連接的重要性及GB/T51231對(duì)節(jié)點(diǎn)計(jì)算的調(diào)整相對(duì)傳統(tǒng)的幕墻系統(tǒng)，外掛墻板的自重遠(yuǎn)大于其他幕墻材料，且與主體結(jié)構(gòu)的連接往往超靜定次數(shù)低，連接節(jié)點(diǎn)缺乏良好的耗能機(jī)制，其破壞模式通常屬于脆性破壞。連接破壞一旦發(fā)生，會(huì)造成外掛墻板整體墜落，產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果。因此《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T

51231‐2016中對(duì)于外掛墻板的連接節(jié)點(diǎn)作用效應(yīng)進(jìn)行了提高，在多遇地震作用計(jì)算的基礎(chǔ)上將作用效應(yīng)放大2.0倍，使得連接節(jié)點(diǎn)接近“中震彈性”的要求。簡(jiǎn)而言之，GB/T51231‐2016的計(jì)算要求為：墻板小震彈性，節(jié)點(diǎn)接近中震彈性。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.1外掛墻板的地震力計(jì)算

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點(diǎn)支承外掛墻板建議考慮設(shè)計(jì)加工施工現(xiàn)狀，建議提高點(diǎn)支承連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能GB/T

51231‐2016的要求是外掛墻板設(shè)計(jì)的最低要求?？紤]國(guó)內(nèi)在外掛墻板的設(shè)計(jì)、加工和施工方面經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏，質(zhì)量控制壓力較大，建議在目前階段為確保點(diǎn)支承外掛墻板的安全性，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿(mǎn)足罕遇地震作用下不屈服的目標(biāo)。參考現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB

50011對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的規(guī)定，在計(jì)算地震作用標(biāo)準(zhǔn)值過(guò)程時(shí)，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能系數(shù)γ丙類(lèi)建筑可取1.0，乙類(lèi)建筑可取1.4；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件類(lèi)別系數(shù)η可取1.0；狀態(tài)系數(shù)與位置系數(shù)不變。因此罕遇地震作用下外掛墻板連接節(jié)點(diǎn)承載力驗(yàn)算時(shí)，建議丙類(lèi)建筑地震作用動(dòng)力放大系數(shù)βE取4.0，乙類(lèi)建筑地震作用動(dòng)力放大系數(shù)βE取5.6。計(jì)算墻板構(gòu)件時(shí)地震作用不變。點(diǎn)支承外掛墻板建議墻板小震彈性，節(jié)點(diǎn)大震不屈服。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.1外掛墻板的地震力計(jì)算

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線支承外掛墻板建議提高線支承連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能線支承外掛墻板與點(diǎn)支承外掛墻板類(lèi)似，但考慮其受彎承載力要求可略有降低，因此建議設(shè)防地震作用下連接的受彎承載力彈性；罕遇地震作用下連接的受剪承載力不屈服。其計(jì)算地震作用動(dòng)力放大系數(shù)與點(diǎn)支承外掛墻板的要求相同：即計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，建議丙類(lèi)建筑地震作用動(dòng)力放大系數(shù)βE取4.0，乙類(lèi)建筑地震作用動(dòng)力放大系數(shù)βE取5.6。簡(jiǎn)而言之，線支承外掛墻板建議：墻板小震彈性，節(jié)點(diǎn)抗彎中震彈性，節(jié)點(diǎn)抗剪大震不屈服。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。式中，N為重力G或者FEV平移式外掛墻板4.2重力和豎向地震作用下

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平移式外掛墻板節(jié)點(diǎn)連接計(jì)算兩豎向承重節(jié)點(diǎn)受力，其余節(jié)點(diǎn)不受力。在地震作用下平移式外掛墻板不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)豎向承重節(jié)點(diǎn)均受力，所以平移式外掛墻板中由重力和豎向地震作用引起的節(jié)點(diǎn)豎向反力標(biāo)準(zhǔn)值可以用靜力分析方法得到，即：四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。重力和豎向地震作用時(shí)有水平地震作用或風(fēng)荷載參與的組合工況旋轉(zhuǎn)式外掛墻板個(gè)4.2重力和豎向地震作用下

——

旋轉(zhuǎn)式外掛墻板節(jié)點(diǎn)連接受力計(jì)算應(yīng)區(qū)分工況組合是否包含水平地震作用或風(fēng)荷載墻板旋轉(zhuǎn)將引起單一豎向支承點(diǎn)承受豎向荷載的情況當(dāng)墻板僅承受重力和豎向地震作用時(shí)，節(jié)點(diǎn)的反力標(biāo)準(zhǔn)值與平移式外掛墻板相同。在水平地震作用或風(fēng)荷載的組合工況下，墻板將旋轉(zhuǎn)，造成僅一節(jié)點(diǎn)承受豎向荷載作用的情況；由于豎向力偏心，將產(chǎn)生相應(yīng)的水平力組以平衡彎矩。此時(shí)各節(jié)點(diǎn)的反力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列公式進(jìn)行計(jì)算：四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。平移式或旋轉(zhuǎn)式外掛墻板4.2

重力和豎向地震作用下

——

垂直墻板方向點(diǎn)支承節(jié)點(diǎn)連接的受力計(jì)算應(yīng)注意考慮豎向偏心ey的影響，計(jì)算面外節(jié)點(diǎn)力垂直外掛墻板方向，由重力和豎向地震作用引起的節(jié)點(diǎn)反力標(biāo)準(zhǔn)值受到豎向偏心ey的影響，將產(chǎn)生垂直面外方向的反力：四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。平移式外掛墻板4.3

面內(nèi)水平地震作用下

——

平移式外掛墻板節(jié)點(diǎn)連接受力計(jì)算面內(nèi)固定支承點(diǎn)承擔(dān)水平力，不平衡彎矩由豎向支承點(diǎn)承擔(dān)平移式外掛墻板的水平地震作用由面內(nèi)固定支承點(diǎn)承擔(dān)，其余點(diǎn)均不承擔(dān)。這個(gè)支承點(diǎn)與重心在水平方向不重合，造成了水平地震作用下豎向承重點(diǎn)的受力，具體計(jì)算方式可參照下列公式：四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。旋轉(zhuǎn)式外掛墻板4.3

面內(nèi)水平地震作用下——旋轉(zhuǎn)式外掛墻板節(jié)點(diǎn)連接受力計(jì)算上下面內(nèi)水平支承點(diǎn)承擔(dān)水平地震作用旋轉(zhuǎn)式外掛墻板的水平地震作用由上下兩個(gè)支承點(diǎn)承擔(dān)。這兩個(gè)支承點(diǎn)的合力與重心在一條水平線上，所以豎向承重點(diǎn)不受力。此時(shí)上下兩個(gè)支承點(diǎn)的反力可以根據(jù)下列公式計(jì)算：四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.4

面外水平地震作用下——點(diǎn)支承外掛墻板節(jié)點(diǎn)連接受力計(jì)算面外水平地震作用宜按三點(diǎn)支承板包絡(luò)計(jì)算并考慮荷載偏心影響外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)支承連接時(shí)，在垂直外掛墻板平面的風(fēng)荷載、地震作用下，外掛墻板支承點(diǎn)的反力宜按可能的三點(diǎn)支承板分別計(jì)算，并取包絡(luò)值確定，計(jì)算時(shí)宜計(jì)入荷載偏心的影響。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.5

節(jié)點(diǎn)與主體相對(duì)位移的解決方案豎向荷載、溫度作用、風(fēng)荷載和地震作用等均會(huì)引起節(jié)點(diǎn)與主體的相對(duì)位移在風(fēng)荷載和地震作用下，除固定節(jié)點(diǎn)之外其余節(jié)點(diǎn)均與主體結(jié)構(gòu)有一定的相對(duì)位移；在溫度作用下連接節(jié)點(diǎn)與主體結(jié)構(gòu)也存在一定的相對(duì)位移。在豎向荷載作用下，外掛墻板應(yīng)適應(yīng)相應(yīng)主體結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件的變形，否則將會(huì)影響主體結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件的受力狀態(tài)，同時(shí)在外掛墻板構(gòu)件內(nèi)形成應(yīng)力。相對(duì)位移的解決方案應(yīng)從以下兩個(gè)方面考慮：提升節(jié)點(diǎn)適應(yīng)能力和適當(dāng)限制主體支承構(gòu)件的變形。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.5

節(jié)點(diǎn)與主體相對(duì)位移的解決方案

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提升節(jié)點(diǎn)適應(yīng)能力相對(duì)位移通過(guò)設(shè)置滑移墊片并給節(jié)點(diǎn)預(yù)留充足的變形能力根據(jù)日本和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，點(diǎn)支承外掛墻板的連接節(jié)點(diǎn)與主體結(jié)構(gòu)的相對(duì)位移可以通過(guò)在節(jié)點(diǎn)連接件和預(yù)埋件之間設(shè)置帶有長(zhǎng)圓孔或大圓孔的滑移墊片，形成平面內(nèi)可滑移的支座來(lái)實(shí)現(xiàn)。主體結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性分析比較復(fù)雜，GB/T

51231‐2016中為簡(jiǎn)化計(jì)算，要求外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)在墻板平面內(nèi)應(yīng)具有不小于主體結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度地震作用下彈性層間位移角3倍的變形能力。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.5

節(jié)點(diǎn)與主體相對(duì)變形的解決方案

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提升節(jié)點(diǎn)適應(yīng)能力施工時(shí)不能焊死原本有變形要求的節(jié)點(diǎn)，并應(yīng)注意對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)。在點(diǎn)支承外掛墻板工程施工過(guò)程中，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，不能焊死原本有變形需求的節(jié)點(diǎn)。另外，應(yīng)特別注意對(duì)支承節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行必要的保護(hù)，避免后澆混凝土或裝修施工造成連接節(jié)點(diǎn)處的變位裝置被固定死，使得外掛墻板無(wú)法適應(yīng)相對(duì)位移需求。以往工程中出現(xiàn)過(guò)此類(lèi)施工質(zhì)量問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響外掛墻板在持久設(shè)計(jì)狀況和地震設(shè)計(jì)狀況下的安全性，對(duì)此問(wèn)題應(yīng)引起足夠的重視。四、預(yù)制混凝土外掛墻板與主體的連接研究。4.5

節(jié)點(diǎn)與主體相對(duì)變形的解決方案

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限制主體支承構(gòu)件的變形GB/T51231-2016中對(duì)主體構(gòu)件的要求GB/T

51231‐2016

中要求支承外掛墻板的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)符合下列規(guī)定：1）應(yīng)滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)連接件的錨