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摘要：墙体节能是实现建筑节能的重要手段。本文介绍了一种具有自主知识产权的结构与保温一体化外墙及配套的FRP连接件。同时，结合墙体自身特性，对外墙的设计及施工关键技术进行了研究。以期在建筑项目中推广此种墙体的使用。
关键词：结构与保温一体化；FRP连接件；设计方法；施工技术
结构与保温一体化外墙是一种新型的保温墙体形式，具有保温效果好、可实现墙体保温与主体结构同寿命的特点，是今后国内节能建筑墙体发展与应用的趋势。
一、外墙设计
1.外墙与连接件开发
针对上述国内对结构与保温一体化墙体的研究较少，国内墙体与连接件产品应用匮乏等问题，上海建工集团与同济大学等单位合作，在国内首次开发出了具有自主知识产权的墙体及FRP连接件产品，并对墙体及FRP连接件开展了力学性能试验研究。
开发的结构与保温一体化墙体适用于夏热冬冷地区，墙体由厚55mm混凝土外墙板、厚40mm泡沫混凝土中间层、厚180mm混凝土内墙板和FRP连接件组成，连接件在墙体中采用矩形或梅花形布置，布置间距为500mm。用于连接内外层混凝土板的FRP连接件呈棒状，由FRP连接体和塑料套环组成，连接体截面形状为十字形。
（1）力学性能试验
针对开发的FRP连接件开展了拔出和抗剪性能试验，试验结果表明（表1），连接件的抗拔承载力和抗剪承载力均达到了设计要求，并有一定的安全储备。
基于试验结果并结合理论分析，得出了连接件的抗拔承载力和抗剪承载力的设计计算方法。棒状连接件的抗拔及抗剪承载力按式（1）、（2）进行计算。
可参考材料力学的定义计算。FRP连接件拔出、抗剪承载力试验值与设计值对比。
可以看出，FRP连接件抗拔与抗剪承载力公式计算值与试验值之间误差较小。
（2）热工性能试验
墙体的热工性能检测结果为：墙体热流量值p=13．02w／m2，墙体热阻值R=0．74m2·K／w，外墙传热阻值R。=0．89m2·K／w，外墙传热系数K=1．12w／（m2·K），内墙传热阻值R。=0．96m2·K／w，，内墙传热系数K=1．04w／（m2·K）
由结果可知，作外墙时，传热系数阽K=1．12w／（m2·K）；作内墙时，传热系数K=1．04w／（m2·K）。两者均小于规范对住宅建筑节能的限值要求[限值为1．50W／（m2·K）。
2．连接设计
（1）外墙与梁的连接
在结构与保温一体化外墙上部墙板中预留插筋并伸入L形梁中形成锚固。在现浇梁中预埋插筋并在预制墙体下部预留一竖孔，安装时将梁中预埋插筋插入孔中。上下墙体间的缝隙用聚苯乙烯棒条和防水材料密封处理。
（2）外墙与柱的连接
在结构与保温一体化外墙端部墙板内预留插筋并伸入柱中形成锚固。插筋的直径与布置间距应满足设计要求，两片墙体间的缝隙用聚苯乙烯棒条和防水材料密封处理。
（3）外墙与剪力墙的连接
结构与保温一体化外墙与现浇剪力墙通过接驳器连接，接驳器的直径与布置间距应满足设计要求，两片墙体外侧混凝土板的缝隙用聚苯乙烯棒条和防水材料密封处理。
二、外墙施工
1.运输保护技术
由于此次开发的结构与保温一体化墙体的外侧混凝土板较薄，故对墙板的运输提出了更高的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为此，特别研发了针对墙体的运输架，并针对不同墙体尺寸，设计了A形架运输和矩形网架运输2种方式。当墙板构件的尺寸较大，尤其是宽度方向尺寸较大时，宜采用A形架运输方式；当墙板构件尺寸适中，且标准化程度较高时，宜采用矩形网架运输方式。在运输过程中，应将外墙的内侧混凝土板与钢架接触，以便保护保温材料和外侧混凝土板。
2.现场安装技术
（1）工作流程
外墙施工（包括其他构件）的总体流程为：引测控制轴线一楼面弹线一水平标高测量一预制墙板逐块安装（控制标高垫块放置一起吊、就位一I临时固定一脱钩、校正一锚固筋安装、梳理）一现浇柱、墙板钢筋绑扎（机电暗管预埋）一支撑排架搭设一柱、墙板模板安装一叠合楼板、叠合阳台板安装一现浇楼板钢筋绑扎（机电暗管预埋）一混凝土浇筑一养护一预制楼梯吊装。
（2）前期准备
预制构件运至施工现场后，直接连同运输架一起堆放在塔吊有效范围的施工空地上。墙板采用靠放，用槽钢制作满足刚度要求的三角支架，应对称堆放，外饰面朝外，倾斜度保持在5～100之间。按照最大单件吊装、装配起重量的设计要求，经选型、比较，平面控制采用网状控制法，施工采用方格控制网。通过地面上设置的控制网，在建筑物的地下室顶板面上设置垂直控制点，形成十字相交，组成十字平面控制网，避开每层的柱、梁、墙，并且点与点之间应不被核心筒、柱子等的预留钢筋挡住视线。
（3）外墙安装与调整
本外墙板吊装的顺序为：外墙板进场、编号、按吊装流程清点数量一各逐块吊装的预制保温外墙板搁（放）置点清理、按标高控制线垫放硬垫块一按编号和吊装流程，对照轴线、墙板控制线逐块就位设置墙板与楼板限位装置一设置构件支撑及临时固定，调节墙板垂直尺寸一塔吊吊点脱钩，进行下一墙板安装并循环重复。
3．施工安全防护技术
（1）外墙安全防护
为了在外墙安装施工过程中能够保护操作人员的安全，我们专门制作了结构与保温一体化外墙围挡。
该安全操作围挡的高度为1．8m，用以满足安全技术施工要求。围挡的尺寸根据外墙的不同尺寸定做，共分为12种规格。围挡材料选用方形管，尺寸分别为25mm×25mm×2mm、25mm×40mm×2mm、30mm×40mm×2mm，钢丝网选用10mm×lOmm方孔镀锌网。连接、固定采用在预制墙板上口预埋Ø40mm接驳器，通过连接件与结构连接。
（2）安全操作
针对研发的外墙，我们制定了外墙施工安全操作系列步骤：
1）结构与保温一体化外墙板运输至工地，在外墙板内侧预埋拉结点上设置缆风绳。
2）结构与保温一体化外墙板起吊，楼层内操作人员在该块墙板位置佩带穿心自锁保险带，并与楼层内预埋件螺栓孔拉结、扣牢。
3）结构与保温一体化外墙板起吊至需要安装楼层的外侧位置，操作人员用自制的专用拉钩将缆风绳引至楼层内。
4）操作人员通过缆风绳将结构与保温一体化外墙板拉至装配楼层位置。
5）操作人员在室内装置外墙板与楼层限位器。
6）操作人员在室内装置外墙板与楼层调节杆。
7）外墙板固定就位，吊钩脱钩、移离。
8）操作人员解除穿心自锁保险带与楼层的连接，移到下一顺序的外墙板位置，并与该外墙板预埋螺栓孔拉结、扣牢。
9）重复分解上述步骤，依次循环。
综上所述，结构与保温一体化外墙具有保温效果好、耐久性强、施工便捷等优点，同时可实现墙体保温与主体结构同寿命，是节能建筑墙体发展的趋势，在国家新型城镇化发展的战略背景下具有光明的应用前景。
参考文献：
[1]洪雯，施美灵．夏露萍．等．建筑节能：绿色建筑对亚洲未来发展的重要性[M]．北京：中国大百科全书出版社．2009.
[2]杨佳林，薛伟辰，栗新．预制夹心保温墙体FRP连接件的力学性能试验[J]．江苏大学学报，2013（6）：724—729．
论文作者:郝志强1,韩洪鹏2
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/21
标签：外墙论文; 墙体论文; 结构论文; 墙板论文; 连接件论文; 承载力论文; 混凝土论文; 《建筑模拟》2018年第2期论文;