8.2.4 外墙挂板与连接设计
1)外墙挂板设计
外挂墙板的形式和尺寸应根据建筑立面造型、主体结构层间位移限值、楼层高度、节点连接形式、温度变化、接缝构造、运输限制条件和现场起吊能力等因素确定;板间接缝宽度应根据计算确定且不宜小于10 mm;当计算缝宽大于30 mm时,宜调整外挂墙板的形式或连接方式。
①外挂墙板的高度不宜大于一个层高,厚度不宜小于100 mm。
②外挂墙板宜采用双层、双向配筋,竖向和水平钢筋的配筋率均不应小于0.15%,且钢筋直径不宜小于5 mm,间距不宜大于200 mm。
③门窗洞口周边、角部应配置加强钢筋。
④外挂墙板最外层钢筋的混凝土保护层厚度除有专门要求外,应符合下列规定:
a.对石材或面砖饰面,不应小于15 mm。
b.对清水混凝土,不应小于20 mm。
c.对露骨料装饰面,应从最凹处混凝土表面计起,且不应小于20 mm。
⑤外挂墙板间接缝包括水平接缝与垂直接缝,如图8.6所示。接缝构造应符合下列规定:
a.接缝构造应满足防水、防火、隔声等建筑功能要求。
b.接缝宽度应满足主体结构的层间位移、密封材料的变形能力、施工误差、温差引起变形等要求,且不应小于15 mm。
2)连接设计
目前,国内外对外挂墙板的连接方式进行了大量研究。研究表明,外挂墙板与主体结构的连接节点主要采用柔性连接的点支承连接和一边固定的线支承连接方式,相较于线支承连接,点支承连接应用更广泛。
图8.6 外挂墙板接缝
①外挂墙板与主体结构采用点支承连接时,如图8.7所示,节点构造应符合下列规定:
a.连接点数量和位置应根据外挂墙板形状、尺寸确定,连接点不应少于4个,承重连接点不应多于2个。
b.在外力作用下,外挂墙板相对主体结构在墙板平面内应能水平滑动或转动。
c.连接件的滑动孔尺寸应根据穿孔螺栓直径、变形能力需求和施工允许偏差等因素确定。
d.承重连接点应避开主体结构支承构件在地震作用下的塑性发展区域,且不应支承在主体结构耗能构件上;面外连接点宜避开主体结构支承构件在地震作用下的塑性发展区域且不宜连接在主体结构耗能构件上。
图8.7 点支承外挂墙板
图8.8 外挂墙板线支承连接示意
1—预制梁;2—预制板;3—预制外挂墙板;
4—后浇混凝土;5—连接钢筋;6—剪力键槽;
7—面外限位连接件
②外挂墙板与主体结构采用线支承连接时(图8.8),节点构造应符合下列规定:
a.外挂墙板顶部与梁连接,且固定连接区段应避开梁端1.5倍梁高长度范围。
b.外挂墙板与梁的结合面应采用粗糙面并设置键槽;接缝处应设置连接钢筋,连接钢筋数量应经过计算确定且钢筋直径不宜小于10 mm,间距不宜大于200 mm,连接钢筋在外挂墙板和楼面梁后浇混凝土中的锚固应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010)的有关规定。
c.外挂墙板的底端应设置不少于2个仅对墙板有平面外约束的连接节点。
d.外挂墙板的侧边不应与主体结构连接。
外挂墙板不应跨越主体结构的变形缝。主体结构变形缝两侧的外挂墙板的构造缝应能适应主体结构的变形要求,宜采用柔性连接设计或滑动型连接设计,并采取易于修复的构造措施。
③外挂墙板与主体结构连接常用节点连接件和预埋件,如图8.9所示,且应采取可靠的防火和防腐蚀措施,并应符合下列规定:
图8.9 外挂墙板常用连接件及预埋件
a.节点连接件和预埋件的抗火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB 50016)的有关规定;外挂墙板与主体结构承重连接点处的节点连接件及预埋件的耐火极限不应低于主体结构支承梁或板的耐火极限。
b.节点连接件和预埋件应根据环境条件、使用要求、施工条件和维护管理条件等进行防腐蚀设计,并应符合国家现行标准《钢结构设计标准》(GB 50017)和《建筑钢结构防腐蚀技术规程》(JGJ/T 251)的有关规定。
c.节点连接件和预埋件的防腐蚀保护层设计使用年限不宜低于15年。
d.节点连接件和预埋件的防腐蚀保护层可采用涂料涂层或金属热喷涂系统,并应符合现行行业标准《建筑钢结构防腐蚀技术规程》(JGJ/T 251)的有关规定;防腐蚀保护层应完全覆盖钢材表面和无端部封板闭口型材的内侧。
e.当节点连接件和预埋件暴露在腐蚀性环境中或使用期间不易重新涂装时,宜采用耐候结构钢,并应在结构设计中留有适当的腐蚀裕量,腐蚀裕量应符合现行行业标准《建筑钢结构防腐蚀技术规程》(JGJ/T 251)的有关规定。
f.连接节点预埋件、吊装用预埋件以及临时支撑预埋件均宜分别设置,不宜兼用。
g.外挂墙板连接节点处有变形能力要求时,宜在节点连接件或主体结构预埋件接触面上涂刷聚四氟乙烯,也可在节点连接件和主体结构预理件之间设置滑移垫片,滑移垫片口采用聚四氟乙烯板或不锈钢板。