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预制混凝土外挂墙板整体工艺技术，可节约建造成本

发布于：2025-05-08 09:40:08 来自：建筑结构/混凝土结构

来源：预制与预应力混凝土结构

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外挂墙板的安装辅助装置，通过竖向限位板与水平引导板的设置，能够实现墙板连接节点与主体结构之间的快速对准定位，提高安装效率；

通过缓冲垫的设置，能够有效地阻止墙板与主体结构产生碰撞，造成破损；同时，安装辅助装置能够进行重复利用

1. 预制混凝土外挂墙板整体运用技术

该工程自主研发适用于某地区的预制混凝土外挂墙板整体运用技术。外挂墙板为折线形，采用工业化方式生产。

预制混凝土外挂墙板

采用了创新性可活动旋转式墙板运动模型，预制外挂墙板采用挂点衔接上下板材的方式，在保证结构可靠性的同时形成了外墙一体化造型，生产外挂墙板的同时在侧面预埋附框，使得外挂墙板与玻璃幕墙有效地连接，保证外立面风格统一。

外挂墙板设计

外挂墙板节点

2. 高空钢桁架连廊-大跨度钢结构连廊全过程仿真分析及监测技术

两塔楼在11层～屋顶层间距32.4m，为减小梁高，提高室内净空高度，采用实腹式钢桁架，总跨度为26.5m，最大吊装高度49m，吊装完成后还需要在连廊部分安装外挂板、桁架楼板等构件，对钢结构加工精度、起拱计算、吊装安全与质量等均有较高要求。

钢桁架连廊

该工程运用“大跨度钢结构连廊全过程仿真分析及监测技术”，利用MIDAS/GEN软件对其施工全过程进行模拟分析，模拟从吊装到构件安装全施工过程中结构的应力和竖向变形的变化。

钢结构连廊施工模拟分析

钢结构连廊应力分析

分析计算得出，吊装过程中弦杆应力增量最大值出现在跨中上、下弦杆，腹杆应力增量最大值出现在两侧斜腹杆中部，施工过程中应重点监控。

全过程监测选取在应力模拟值较大位置的杆件来安装应变传感器，测点具体布置如图所示。

钢结构连廊施工过程监测

对比模拟与监测数据，各关键杆件的应力变化较为一致，整体应力水平较低且可控，结构处于安全状态。

钢结构连廊施工过程监测数据

钢结构连廊吊装施工

3. 基于BIM技术的装配式构件深化

通过搭建三维工程模型进行辅助设计，以三维BIM模型为出发点和数据源，完成从方案设计到施工图设计的全过程任务，充分发挥BIM技术可视化的优势，各专业协同深化设计、信息共享。

叠合板深化

6~8层楼板采用叠合板，运用PKPM-BIM软件生成深化图纸，其参数化设计大大提高了深化图纸的准确性，三维可视化设计相较于传统的二维设计更加快捷直观，减少了繁琐预制率的计算步骤，进一步提高设计出图效率。

装配式构件深化

预制率计算书

构件物联网应用

预制混凝土外挂墙板深化

运用BIM技术对预制外挂墙板的拆分及吊装分析模拟，可直接作为外墙板施工的可视化技术交底资料。并对预制外挂墙板进行精细化建模，在模型进行碰撞检查，对不易施工位置墙板优化调整。

预制混凝土外挂墙板模型

外挂墙板三维分析

预制外挂墙板构造的拆分与拼装

节点模型

预制外挂墙板配筋模型

相邻墙板交接模型

4. 装配式叠合板技术

北侧6～8层楼板采用叠合板施工技术，施工简便快捷，下部预制混凝土部分可以很好地解决施工现场踩筋露筋的现象，在保证上下面层钢筋间距、底部钢筋保护层以及钢筋间距定位等方面均有着良好的效果。

混凝土叠合楼板施工

5. 工业化成品支吊架技术

根据BIM模型确认的机电管线排布，通过数据库快速导出支吊架型式，从供应商的产品手册中选择相应的成品支吊架组件，经过强度计算，根据结果进行支吊架型材选型，设计，工厂制作装配式组合支吊架，在施工现场仅需简单机械化拼装即可成型，减少现场测量、制作工序，降低材料损耗率和安全隐患，实现施工现场绿色、节能。

工业化成品支吊架应用

1. 经验做法

因用地朝向为南偏东30°，建筑房间窗体朝向无法设置为南北向，因此工程外墙体整体设计呈曲折状，自主研发适合的预制混凝土外挂墙板整体运用技术，设计将外窗造型进行两个方向推拉，形成折线形外墙，使得外窗朝向正南，避免西晒。建筑采用回字型规划布局，最大化利用南北楼间形体自遮挡。

由于预制混凝土外挂墙板整体为不规则异形平面，单元板块外挂墙板体积大，单块重量高达3~6吨不等，造成现场吊装施工难度大。为此，本工程通过对外挂墙板进行设计优化，利用BIM正向设计解决外挂墙板分块不合理的问题，全楼共728片外挂墙板优化后仅分为3类，大大节省了外挂墙板的生产成本。

材料选用新型配方页岩陶粒混凝土，页岩陶粒种类和参量配比通过多次试验选定，最终达到减重约20％和增强保温节能性能约30％的效果，位于标准层的南北立面折板模块质量为2.75t，其下挂折板模块质量为3.83t，位于标准层的东西立面折板模块质量为3.54t，其下挂折板模块质量为4.93t，位于标准层的四角部折板模块质量为4.15t，其下挂折板模块质量为5.78t。

外挂墙板重优化前后对比（以标准WQ1-4500为例）

预制混凝土外挂墙板性能试验

预制混凝土外挂墙板造型独特复杂，现场采用无外架吊装，安装固定困难，为消除主体结构预埋件的细微偏差对外挂墙板连接节点的影响，本工程外挂墙板与预埋件连接采用“点支承连接技术”。

点支承连接技术：挂板与预埋件采用柔性连接的方式，在允许误差3cm范围内进行可调螺栓连接，有利于安装误差的调整和挂板单元块变形控制。

点支承连接模型

点支承连接现场施工

折线外挂墙板的挂点需要落位在折线形悬挑楼板上，因此对结构尺寸以及标高要求极高，针对结构施工特点，分别进行支撑预定位，对悬挑板支撑薄弱位置采用钢管架独立搭设并与内部连接，模板支撑稳定，有力地保证了折线形悬挑板结构尺寸精准，标高准确，外挂墙板吊装过程中无结构返工。

外挂墙板的挂点支撑预定位

外挂墙板的挂点结构

挂板连接采用企口做法，内高外低便于排水。拼缝处外侧采用发泡聚乙烯棒填充，耐候胶封口，内侧设置橡胶密封条挤压封口，耐火胶收口，内外侧双重防水、密封。

2. 创新举措

一种叠合板安装台车配合塔吊安装叠合板的施工工艺，包括底板，底板的外壁顶部边角处均通过螺栓安装设置有升降气缸，且升降气缸的顶端通过螺栓安装设置有驱动板，驱动板的外壁顶部边角处均固定设置有支撑柱，且支撑柱的顶端外壁中心处固定设置有调整板，调整板的外壁顶部中心处开设有安装口。

通过旋转板、升降气缸、夹持气缸、限制架、步进电机和旋转筒，可以实现对叠合板的安装位置进行稳定的夹持和调整，方便使用者进行快速地定位和安装，通过驱动夹持气缸、夹持板和定位筒，可以实现对叠合板进行稳定的限制和固定，避免在安装和定位的过程中，造成叠合板发生滑脱或者偏移，提高了使用的便捷性。

叠合板安装

建筑外立面外挂墙板包括外层混凝土层、钢筋网层、保温墙板和内层混凝土层，钢筋网层设置于外层混凝土层与保温墙板之间。保温墙板设置于保温墙板与内层混凝土层之间。本实用新型，在吊装前，安装人员对吊装件进行安装，便可以通过吊装件实现对外挂墙板的吊装，完成吊装后，可以拆卸吊装件，保障外挂墙板的平整，避免对后续施工造成影响，保温墙板内采用中空结构，能够减轻外挂墙板的重量，安装的加强筋能够增强整体的强度，通过设置轻质保温填料与轻质隔音填料，使得外挂墙板能够具有良好的保温和隔音效果。

建筑外立面外挂墙板

装配式叠合楼板包括板体，板体的两端均开设有卡槽，板体的一端开设有凹槽，板体远离凹槽的一端延伸设置有凸沿，板体的顶部开设有竖孔。在板体两侧分别设置凹槽和凸沿，能够使得相邻板体稳定地连接，采用装配式安装结构，便于进行施工，钢丝和增强层能够增强隔板的强度，在墙板一端抹砂浆，然后将墙板在地面竖立起来，用撬棍上下移动板使板与地面线、相吻合，用力顶住墙板并使板顶挤出砂浆，用木楔打紧使板固定，用木楔来调整板的平整度，能够保障墙板安装后的平整度，在缝隙全部填满后，等5天后，把木楔取出后再回填砂浆对于墙板安装节点进行处理，保障墙板连接紧密。

装配式叠合楼板

一种点支承预制混凝土外挂墙板的连接节点，包括上连接节点和下连接节点，主体结构上连接有转动支座；转动支应包括转动件以及与主体结构连接的限位器；转动件一端位于限位器内与主体结构抵接，另一端向上延伸出限位器与外挂墙板的上连接节点固定连接；限位器设有供转动件穿出的通孔，通孔与转动件之间具有间隙；转动件包括有转动部，转动部包括位于底部的球面部以及设置于球面部中心处的圆形平面；上连接节点设有用于与上方外挂墙板的下连接节点连接的连接部，连接部设有供下连接节点上下左右活动的余量。采用上述方案使得外挂墙板在风震荷载下具有一定偏转的能力，能够适应主体结构的变形，起到抗震消能的作用，使得节点不易损坏。

点支承连接现场施工

一种PC外挂墙板板间窗的连接结构，包括墙板、附框和窗框，窗框包括上横杆、连接于上横杆两端的竖直段以及连接于两个竖直段之间的下横杆，墙板相对的一侧的底部均设置有芯套，下横杆的两端设置有用于供芯套插接的插腔，下横杆上设有穿设过下横杆两侧的连接螺栓，连接螺栓上螺纹连接有连接螺帽，芯套开设有用于供连接螺栓穿过的穿孔，穿孔的直径大于连接螺栓的直径，芯套的截面尺寸小于插腔的尺寸，竖直段和相邻的附框之间设置有弹性连接件。墙板发生偏移时，芯套能够在下横杆内腔先发生移动，从而使得墙板偏移时不会先直接作用于窗框上，能够适应墙板偏移距离，同时能够在墙板偏移时保证墙板与窗框之间的气密性、水密性的效果的稳定。