胶合木结构建筑施工关键技术研究

河北省建筑科技研发中心1号楼木屋是中加合作的装配式木结构合作项目（图1），于2011年 1月开工建设，2012年1月投入使用，总建筑面积约7?000㎡，总高度15.6?m，房屋主体为4层，坡屋顶。该项目在河北省内首次采用了“一托三”的结构形式，其中1层为混凝土框架结构，2~4层为木结构。木结构部分又包括轻型木结构、重木结构及轻重木混合结构3种形式。该工程重木桁架设计形式复杂，由胶合木拼装组成的屋架最大跨度达23?m，居全国之 首。大会议室屋架在施工场地外拼装完成后吊运安装至相应位置。咖啡厅桁架胶合木在施工现场逐个拼装，因胶合木和相应的钢配件加工尺寸要求准确无误，施工难度较大。

图1??河北省建筑科技研发中心1号楼

1??施工难点

1.1??木屋架跨度大

本建筑最大跨度达23?m，木屋架整体跨度较大，木屋架为胶合木构件通过连接件拼装而成，拼装精度控制难度较大，且屋架吊升和使用过程中整体性能相对较差，给现场施工带来挑战。

1.2??木结构造型独特

咖啡厅部分建筑造型独特，为满足建筑造型需求，有多角度多方向的斜梁交于一点，斜向搭接布置的实现需采用特定的安装技术，且须满足连接的可靠性需求，多方向、多角度斜梁的安装是施工控制的关键 问题。

1.3??防腐处理

胶合木构件与基础连接部位易受潮，为整个结构的薄弱部位，若处理不当会导致胶合木构件和基础连接件的腐蚀，降低整个结构的使用功能，影响结构整体安全。墙体的外部潮气侵入引起结露对木结构墙体的耐久性影响较大。

2??工艺原理

2.1??新型节点连接

胶合木结构框架梁、柱采用新型钢连接件连接，其原理是利用构件间的连接件协调变形，在连接件四周设置预应力钢拉杆形成节点间的支撑，完成梁柱构件的固定，确保胶合木结构的整体性和稳定性，形成稳定的空间结构体系（图2）。

图2??新型节点连接

2.2??多向钢板暗销节点连接

多向钢板暗销连接节点由朝多个方向的连接板组成，各连接板交汇于一端，呈散射状。在多根斜梁交汇连接处及房屋顶部多根斜梁固定处，均采用多向钢板暗销连接连接钢板可根据需要设置，实现胶合木结构构件的可靠连接，且可满足灵活多样的特殊 造型。

在胶合木构件端部开贯通槽，侧边开螺栓孔，将多向钢板暗销节点连接板插入贯通槽内，对准螺栓孔插入高强螺栓完成连接。其优点是连接方便，外观优美。该连接方式可增强胶合木构件之间的连接性能，增强连接强度，避免因局部削弱而在节点处产生劈裂，连接件采用暗插方式，节点外表美观（图3）。

图3??多向钢板暗销节点连接

2.3??木构件的防腐处理

胶合木结构构件与混凝土基础采用预埋钢板和T型连接板连接，辅以抗拔连接件提供稳定措施，采用防腐木结合隔汽膜将混凝土基础与上部胶合木构件隔开，可阻断基础潮气向上蔓延，避免连接处胶合木柱端部腐蚀（图4）。

图4??胶合柱与基础连接防腐处理

3??施工控制要点

3.1??胶合柱安装控制要点

3.1.1??焊接T形连接件

清理预埋板上泥垢、铁锈等杂物，使用砂轮将 T形连接件底板外围打磨至露出金属光泽，连接件位置应准确。将T形连接件底板与预埋钢板焊接并按验收规范检查焊缝是否有咬边、气孔、夹渣、裂纹等缺陷（图5）。

图5??T形连接件就位连接

3.1.2??胶合柱吊装

胶合柱吊装前，在柱顶端向下1?m处沿4个侧面标记十字交叉线，以便校正胶合柱的标高和垂直度；在距胶合柱1/3柱长处（沿柱顶向下）用3枚麻花钉将2块38?mm×89?mm的规格材钉入胶合柱两侧，用于牢固绑扎胶合柱（图6）。

图6??胶合柱固定

将胶合柱插入T形连接件后，以胶合柱顶1?m处十字线为基准，从两个方向校准柱垂直度和中心偏 移，确认准确后拧紧对穿螺栓，完成胶合柱固定。

3.2??大跨度木屋架安装要点

3.2.1??木屋架组装

搭设拼装平台，按编号将木构件摆放到平台上的对应位置。确认无误后将各金属连接件插入对应胶合木槽孔并紧固螺栓完成初步组装。使用靠尺检查屋架连接处的平整度，确认无误后拧紧螺栓，完成第一榀屋架的组装。在屋架各节点处各垫2块184?mm× 184?mm×38?mm块材，以该榀屋架为平台组装下一榀屋架。

3.2.2??木屋架扶直

为确保胶合木屋架的稳定性和整体性，防止屋架扶直时失稳破坏，在屋架腹杆的上下两端分别布置 2个H型钢并用螺栓固定。在屋架与型钢接触位置垫2块38?mm×140?mm规格材确保H型钢与屋架之间软接触，减小扶直过程对屋架的影响。在上下端H型钢处左右对称选择两个绑扎点，使屋架起吊后不致倾翻和转动。为防止屋架扶直过程中摆幅过大，在屋架两端上下弦交接处各绑扎1根缆风绳进行辅助调整（图7）。

图7??胶合木大跨度木屋架扶直

3.2.3??木屋架安装固定

（1）吊起木屋架与安装位置中心对齐，将屋架吊至柱顶后再用缆风绳旋转屋架使其对准柱顶，将屋架连接件完全落至柱顶槽孔内，在柱顶连接处对穿锚栓固定。屋架两侧搭设脚手架进行侧向支撑，以增强屋架的平面外稳定。最后校正屋架的垂直度并固定。

（2）用六角头对穿螺栓固定屋架间上弦纵向水平连系梁，将刚性系杆作为屋架间的支撑锚固到弦杆节点上。

（3）待全部支撑系统固定完毕后，依次检查调整和校正各屋架支座部位连接的轴线、标高及垂直度，确认无误后紧固所有锚固螺栓，使屋架形成具有空间刚度的稳定整体（图8）。

图8??大跨度木屋架安装

3.3??木结构墙体安装控制要点

3.3.1??墙体固定

木墙板格栅拼装完毕后固定在胶合木构件间，将其下部固定在防腐木地梁板上，上部固定在顶梁板相互固定。

3.3.2??墙体面板铺设

墙面板采用12.5?mm厚OSB板材，分户墙及内隔墙面板采用12.5?mm或9?mm厚石膏。所有木基结构板和石膏板规格均为1.2?m×2.4?m。覆面板边缘钉间距应小于150?mm，中间部分钉间距应小于300?mm。

为防止墙面板伸缩而发生变形，同一墙骨柱上对接的覆面板之间应至少预留3?mm宽的间隙。

3.3.3??墙体防潮处理

外墙覆面板安装完成后，在外墙面上由下向上逐渐铺设覆面膜（呼吸纸）。呼吸纸可水平或垂直铺设，用形型钉钉到墙面板上。接缝处应搭接100?mm，上层覆面膜搭在下层上，以便将潮气导向外部，搭接处采用专用胶带封堵接缝。

3.4??屋盖结构施工控制要点

3.4.1??密铺檩条

屋面檩条采用38?mm×89?mm及38?mm×140?mm两种规格材，从左向右（或从右向左）、自下而上单向铺设。

依次按2根38?mm×89?mm、后3根38?mm× 140?mm规格材为一个檩条单元的排列方式自下而上排列钉固。

3.4.2??钉固OSB覆面板

檩条铺设完毕后，在密排檩条上铺设OSB板，其板材长度方向应与搁栅垂直，接缝错开，待OSB板铺设完成后，用气钉枪将镀锌螺纹钉沿弹线位置垂直钉入搁栅。

3.4.3??钉固防火石膏板

由于屋面檩条采用无防护措施的SPF规格材，为满足胶合木结构建筑耐火极限的要求，第一层屋面板钉固后，需在覆面板上再铺设1层15?mm厚的防火石膏板。石膏板铺设方式与OSB板相同，石膏板接槎应与OSB板错开。

3.4.4??钉固第二层OSB覆面板

待所有石膏板铺设完成后再铺设一层与首层完全相同的OSB覆面板。所有板材均应错缝和留缝，错缝操作与屋面操作相同。

3.5??屋盖防水防腐施工控制要点

3.5.1??铺设防水层

屋面板基层处理干净后进行防水层处理。先对薄弱部位进行处理，在屋面与落水口连接处和檐沟等排水集中位置铺设一层SBS改性沥青防水卷材作为附加增强层；在屋面转角处铺一层500?mm宽的SBS防水卷材。在伸出屋面管道根部铺一层SBS改性沥青防水卷材作为附加层。由于管道为圆形，故附加层防水卷材应分段搭接铺设。

3.5.2??固定顺水条

屋面顺水条固定前，需拉通线进行定位。将经沥青油浸泡的顺水条用镀锌麻花钉沿顺水条垂直穿透防水层，钉入屋架上弦杆。麻花钉间距300?mm，顺水条间距600?mm；顺水条的高差应控制在3?mm以内。

3.5.3??铺设保温板

顺水条固定完毕后采用胶粘法铺设保温板，其操作流程为：基层处理→铺保温板→板缝处理。

保温板施工完成后，应认真进行检查，若保温板接缝处有空隙，应填塞保温条。所有保温板接缝处均用5?mm宽胶带纸密封，以确保保温板铺平垫稳且拼缝严密平整。

3.5.4??固定挂瓦条

固定挂瓦条时，在距檐口50?mm处并排铺设 2根第一排挂瓦条，用镀锌麻花钉在与顺水条相交处垂直进钉，将挂瓦条固定到顺水条上。在同一个坡面两端铺设挂瓦条并准确进钉，确保所有挂瓦条间距 一致。

4??结束语

河北省建筑科技研发中心1号楼木结构中加合作工程历时近1年施工完成，使用异型金属连接件完成胶合木构件的连接，采用多向钢板暗销节点连接实现了木结构空间独特造型。结合预应力钢拉杆形成了稳定的空间结构体系。施工时还针对特殊的建筑效果制订了一系列施工工法。本工程迄今已使用近9年，经结构变形监测及构件应力应变检测，证明结构稳定，使用效果良好。本工程施工中，形成了一套胶合木结构施工技术，对类似工程施工有一定的借鉴作用。