以下主要介绍01栋建筑中的预制构件和构件连接设计。其中,预制构件主要包括预制混凝土剪力墙、PCF混凝土外墙板、预制混凝土叠合板等,构件连接包括预制剪力墙的连接、PCF混凝土外墙板的连接等。
1)预制混凝土剪力墙
本项目东西山墙剪力墙采用预制混凝土剪力墙(含保温),在拆分时遵循以下原则:
(1)综合建筑立面效果、结构现浇节点及装饰挂板等,合理拆分外墙。
(2)通过模数化、标准化、通用化减少板型,节约造价。
(3)对每个墙板产品进行编号,每个墙板既有唯一的身份编号又能在编号中体现重复构件的统一性。
(4)考虑运输的可能性和现场的吊装能力确定预制构件的尺寸。
本项目的预制剪力墙采用夹心保温体系,即将结构的剪力墙、保温板、混凝土模板预制在一起。在保证了结构安全性的同时,兼顾了建筑的保温节能要求和建筑外立面的装饰效果,进而实现施工过程中无外模板、无外脚手架、无砌筑、无粉刷的绿色施工。建筑内部仅在预制剪力墙拼接处浇筑混凝土,模板用量以及现场模板支撑及钢筋绑扎的工作量大大减少。
本项目采用的预制混凝土剪力墙(含保温)的外叶墙板为60 mm厚混凝土,中间为50 mm厚燃烧性能为B1级的挤塑聚苯板保温层,内叶墙板为200 mm厚钢筋混凝土墙体,见图4-5所示:

图4-5 预制混凝土剪力墙(含保温)
2)PCF混凝土外墙板
本项目北侧走廊与核心筒部位采用PCF混凝土外墙板。
PCF混凝土外墙板常用于预制叠合剪力墙中,预制叠合剪力墙是一种采用部分预制、部分现浇工艺形成的钢筋混凝土剪力墙,其预制部分称为预制外模板(PCF),在工厂制作养护成型运至施工现场后,和现浇部分整浇。预制外模板(PCF)也在施工现场安装就位后可以作为剪力墙外侧模板使用。
本项目采用PCF外墙板作为剪力墙的外模板,建筑外墙实现了无外模板、无外脚手架、无砌筑、无粉刷的绿色施工。PCF混凝土外墙板见图4-6所示。
3)预制混凝土叠合板
本项目楼板采用预制混凝土叠合板。
传统的现浇楼板存在现场施工量大,湿作业多,材料浪费多,施工垃圾多,楼板容易出现裂缝等问题。采用部分预制、部分现浇的预制混凝土叠合板后,叠合板的支撑系统脚手架工程量、现场混凝土浇筑量均较小,所有施工工序均有明显的工期优势。

图4-6 PCF混凝土外墙板
预制混凝土叠合板设计时遵照标准化、模数化,尽量减少板型、尽量采用大尺寸楼板以及方便运输吊装等原则,卧室、起居室等户内空间楼板采用叠合楼板,叠合楼板的建筑设备管线布线结合楼板的现浇层统一考虑;需要降板的房间的位置及降板范围,结合结构的板跨、设备管线等因素进行设计,为房间的可变性留有余地,降板结构方式采用折板方式;连接节点采用封闭系统,满足结构、热工、防水、防火、保温、隔热、隔声及建筑造型设计等要求。
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图4-7 预制混凝土叠合板
本项目楼板无预应力,为了防止楼板在生产及施工过程中发生开裂,同时为了增加预制层和叠合层间的整体性,在预制层内预埋设桁架钢筋。桁架筋应沿主要受力方向布置,距板边不大于300 mm,间距不大于600 mm,桁架筋弦杆混凝土保护层厚度不小于15 mm。本项目所使用的叠合楼板预制层为60 mm,现浇叠合层为80 mm,水电专业在叠合层内进行预埋管线布线,保证了叠合层内预埋管线布线的合理性及施工质量。预制混凝土叠合板见图4-7所示。
4)预制剪力墙的连接
本项目预制剪力墙采用套筒灌浆连接方式,相对于传统预制构件内浆锚搭接连接方式,套筒灌浆连接具有连接长度大大减少、构件吊装就位方便的优点。灌浆料为流动性能很好的高强度材料,在压力作用下可以保证灌浆的密实性,大量实验证明套筒灌浆连接方式可以达到钢筋等强连接的效果。预制剪力墙连接、预制剪力墙边缘构件连接见图4-8和图4-9所示:

图4-8 预制剪力墙连接

图4-9 预制剪力墙边缘构件连接
5)PCF混凝土外墙板的连接
本项目PCF混凝土外墙板的连接节点见图4-10所示:

图4-10 PCF混凝土外墙板的连接节点
PCF混凝土外墙板连接设计还要满足以下要求:
(1)水平缝、垂直缝及十字缝等接缝部位、门窗洞口等构配件组装部位的构造设计及材料的选用应满足建筑的物理性能、力学性能、耐久性能及装饰性能的要求。
(2)各类接缝设计应构造合理、施工方便、坚固耐久,并结合制作及施工条件进行综合考虑。防水材料主要采用发泡芯棒与密封胶。防水构造主要采用结构自防水+构造防水+材料防水。建筑外墙的接缝及门窗洞口等防水薄弱部位设计应采用材料防水和构造防水结合做法。
(3)预制外墙板接缝必须进行处理。根据不同部位接缝特点及当地风雨条件选用构造防水、材料防水或构造防水与材料防水相结合的防排水系统。挑出外墙的阳台、雨篷等构件的周边应在板底设置滴水线。
(4)预制外墙板接缝采用构造防水,水平缝采用高低缝。
(5)预制外墙板接缝采用材料防水时,必须用防水性能可靠的嵌缝材料。板缝宽度不宜大于20 mm,材料防水的嵌缝深度不得小于20 mm。对于普通嵌缝材料,在嵌缝材料外侧应勾水泥砂浆保护层,其厚度不得小于15 mm。对于高档嵌缝材料,其外侧可不做保护层。预制外墙板接缝的材料防水还应符合下列要求:
①外墙板接缝宽度设计应满足在热胀冷缩及风荷载、地震作用等外界环境的影响下,其尺寸变形不会导致密封胶的破裂或剥离破坏的要求。因此在设计时应考虑接缝的位移,确定接缝宽度,使其满足密封胶最大容许变形率的要求。
②外墙板接缝宽度不应小于10 mm,一般设计宜控制在10~35 mm范围内;接缝胶深度一般在8~15 mm范围内。
③外墙板接缝所用的密封材料应选用耐候性密封胶,耐候性密封胶与混凝土的相容性、低温柔性、最大伸缩变形量、剪切变形性、防霉性及耐水性等应满足设计要求。
④外墙板接缝防水工程应由专业人员进行施工,以保证外墙的防排水质量。
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