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[摘 要]浅析CL建筑结构体系的定义、设计方法、施工方法,以及它的主要优势与特点等。
[关键词]CL建筑结构体系;住宅;应用
中图分类号:TU398.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0197-01
1 引言
随着社会经济的快速发展与城镇化进程的全面推进,城镇住宅建设项目也越来越多。以至达到了前所未有的高峰。然而,住宅建设项目主要采用的是砌体结构、框架结构和剪力墙结构体系。这种新型的复合混凝土剪力墙结构体系(CL建筑结构体系),具有自重轻,整体性好,抗震性能强,防火性能好,保温层与结构同体同寿命。施工时主要部件工厂化程度高,并有较高的性价比等特点,因此受到社会各界关注与欢迎。
2 CL建筑结构体系的定义
对于CL建筑结构体系来说,实际上它属于复合混凝土剪力墙结构,即Composite Light—weight的简称,它是集建筑结构与保温功能为一体的新型复合钢筋混凝土剪力墙结构体系。由CL复合剪力墙及普通剪力墙、现浇楼(屋)盖、现浇边缘构件组合而成的装配整体或整体现浇空间结构,比较适用于不同抗震等级的新建民用建筑。其核心构件一CL复合剪力墙体,则是由CL网架板(钢筋焊接网架保温夹芯板)两侧浇筑或喷抹混凝土后所形成的一种兼承重、保温、隔音于一体的墙体结构。
3 CL建筑结构体系设计方法
1)设计适用最大高度与抗震等级。就CL建筑结构体系来说,它仍属于剪力墙结构。它在设防烈度为6度和7度的地区房屋高度,不应大于1O0m;在设防烈度为8度(0.2g)的地区,房屋高度不应大于80m;在8度(0.3g)I~Ⅲ类场地房屋,高度不应大于70m;在8度(0.3g)IV类场地和9度地区房屋,高度不应大于24m。这些在高度限制范围内,多采用的CL建筑结构体系,房屋建筑抗震等级均按《建筑抗震设计规范》(GBO011-2010)中相关规定执行。
2)合理进行结构布置和墙身构造。CL建筑结构体系中,在有承重、保温和隔声要求的部位(如外墙、楼梯、电梯间墙、分户墙等)采用CL复合剪力墙,其他不需要保温的内承重墙可根据建筑物高度及功能选用普通剪力墙或短肢剪力墙。而CL复合剪力墙的墙身构造,要按照各地方《复合保温钢筋焊接网架混凝土墙(CL建筑体系)技术规程》,或者其他相关技术标准规定执行。
3)计算受力分析与结构方法。由于CL建筑结构体系仍属于剪力墙结构,因此其内力分析完全按照钢筋混凝土剪力墙进行,仍采用建筑结构空间有限元分析软件进行受力分析计算。在进行CL建筑结构体系承载力验算时,CL墙体计算厚度取值可根据不同条件分别采用如下两种方法:一是只取较厚侧混凝土截面厚度,但应考虑较薄侧混凝土的自重荷载和刚度增大;二是取内外侧混凝土截面厚度之和,按等厚的实体剪力墙进行计算,考虑两侧混凝土协同工作。在满足一定条件下,如总高度不超过36m,且地上不超过12层、设置构造墙中柱、边缘构件与墙体同厚、保温层厚度不超过8Omm,可采用第二种方法,否则采用第一种。一般外墙应采用第一种,而分户墙及楼(电)梯间墙可采用第二种方法。
4)设计构造及材料要求。CL建筑结构体系与普通剪力墙结构相比,其中的CL复合剪力墙构造措施有一定的特殊性,所以应依据各地住建部门颁发的CL建筑体系设计技术规程、施工质量验收规程及构造标准图等进行,在施工图设计文件中对这部分予以表示。CL复合剪力墙中的CL网架板的钢筋,宜采用CRB550、HRB400或CPB550级钢筋,剪力墙及边缘构件钢筋按照国家现行相关规范规定执行,而CL复合剪力墙现浇部分应采用自密型混凝土结构。
4 CL建筑结构体系的施工方法
1)基本施工方法与流程。由于两者结构施工基本相同,但又具有其特殊性。不同的是在于CL复合剪力墙的施工工艺,即将CL网架板在工厂制作完成,运抵施工现场后安装就位,并与边缘构件钢筋及时有效连接。然后在支设CL网架板两侧模板,进行自密实混凝土的浇筑与养护即可。
2)施工技术要点。在CL建筑结构体系施工过程中,应注重的问题主要有以下几点:①为控制CL网架板和模板的位置,保证网架板在混凝土浇筑过程中不会产生超出允许偏差的位移,应在网架板两侧设置混凝土垫块或采用定制专用塑料卡件。对垫块或卡件,应设置在钢筋网片网格及斜插筋交叉焊点处。垫块均匀呈矩形分布,其中心行距及列距均不大于500mm;网架板两侧的垫块或卡件中心宜对正,误差控制在5Omm以内。②由于两者结构体系最大的区别就是浇筑要采用高性能自密实细石混凝土材料,所以对CL复合剪力墙的模板安装要求较为严格,要求模板的接缝和边角部位都不能留有孔洞和缝隙,以防止漏浆现象发生。③因CL复合剪力墙体中混凝土截面小、钢筋密集,不能采用普通混凝土进行浇筑,也不能用振捣器进行插入式振捣。所以采用高性能自密实混凝土,工作性能应达到如下要求:塌落度范围260~280mm;扩展度范围600~75Omm;良好的和易性,无目视泌水和离析现象。同时要按照一定的浇筑顺序进行,采取必要技术措施确保混凝土浇筑质量。④因CL复合剪力墙中两侧的混凝土截面较薄,尤其是室外侧(一般只有5Omm),为防止产生干缩裂缝,在模板拆除后应立即覆盖浇水或涂刷养护剂对混凝土养护,时间要比普通混凝土长24h以上方可。
5 CL建筑结构体系的优势与特点
CL建筑结构体系的大面积推广应用,绝大部分都是住宅建设项目。通过对其研究分析可知,它具有以下显著的特点:①轻盈。满足安全性的前提下,CL建筑结构体系墙体相对较薄、自重轻,比砖混结构体系减轻一半左右,比剪力墙结构体系减轻10%左右,既可增加套内实际使用面积,又可减少地基及基础的负荷。因自重轻,受到地震的作用小,结构整体性和受力性能也良好,原理与普通钢筋混凝土剪力墙结构相似,抗震性能却优于砖混结构体系和框架结构体系。②保温效果好。满足保温隔热的节能标准,可实现保温层与建筑结构同体同寿命,质量稳定,可有效解决墙体裂缝等弊端,可避免普通保温法所带来的后期维护、更换等不良问题,并可直接进行重型外墙面装饰工程。同等节能标准条件,CL建筑结构体系的保温技术要优于其他保温体系。③造价合理,性价比高。根据已竣工CL建筑结构体系发现,单位建筑面积造价比同等条件下的框架结构和剪力墙结构造价低1O%左右,按使用面积计算,比砖混结构低5%左右。同时,与砖混结构体系和框架结构体系相比,可增加房屋使用面积5%~10%,且复合剪力墙为永久性保温,无后期维护及更换费用,综合效益显著。④CL建筑结构体系70%的构件(CL网架板)可工厂化生产,计算机控制完成,质量稳定,生产效率高,可提高施工进度1/3左右,且能最大限度实现建筑工厂化和住宅产业化。⑤CL结构体系不使用粘土制品,彻底取代砖混结构及粘土材料。在施工中可减少50%以上的建筑垃圾,有利于节约耕地、节约能源、减少环境污染。且该类住宅项目建成后无辐射、无污染,是一种绿色环保型住宅建筑,具有一定的发展前景。
6 结束语
综上分析,CL建筑结构体系的确是一种新型复合剪力墙结构体系,它集保温、抗震、环保、施工周期短、技术成熟先进、工业化程度高、综合造价低等诸多优点于一体,这也是相关领域发展的趋势和行业的需求,在住宅建筑领域具有广阔的发展应用前景。
参考文献
[1] 陈建国,于秀梅,柴红太.CL建筑结构体系研究综述[J].建筑技术开发,2005,10:162-163.
[2] 徐春恒.CL建筑结构体系在住宅项目建设中的应用[J].中国建筑(论坛),2013,55-56.
[3] 河南省住房和城乡建设厅CL建筑体系推广应用领导小组.CL建筑体系(一)——永恒的节能结构[J].绿色建筑之窗,2014,37-39.
[关键词]CL建筑结构体系;住宅;应用
中图分类号:TU398.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0197-01
1 引言
随着社会经济的快速发展与城镇化进程的全面推进,城镇住宅建设项目也越来越多。以至达到了前所未有的高峰。然而,住宅建设项目主要采用的是砌体结构、框架结构和剪力墙结构体系。这种新型的复合混凝土剪力墙结构体系(CL建筑结构体系),具有自重轻,整体性好,抗震性能强,防火性能好,保温层与结构同体同寿命。施工时主要部件工厂化程度高,并有较高的性价比等特点,因此受到社会各界关注与欢迎。
2 CL建筑结构体系的定义
对于CL建筑结构体系来说,实际上它属于复合混凝土剪力墙结构,即Composite Light—weight的简称,它是集建筑结构与保温功能为一体的新型复合钢筋混凝土剪力墙结构体系。由CL复合剪力墙及普通剪力墙、现浇楼(屋)盖、现浇边缘构件组合而成的装配整体或整体现浇空间结构,比较适用于不同抗震等级的新建民用建筑。其核心构件一CL复合剪力墙体,则是由CL网架板(钢筋焊接网架保温夹芯板)两侧浇筑或喷抹混凝土后所形成的一种兼承重、保温、隔音于一体的墙体结构。
3 CL建筑结构体系设计方法
1)设计适用最大高度与抗震等级。就CL建筑结构体系来说,它仍属于剪力墙结构。它在设防烈度为6度和7度的地区房屋高度,不应大于1O0m;在设防烈度为8度(0.2g)的地区,房屋高度不应大于80m;在8度(0.3g)I~Ⅲ类场地房屋,高度不应大于70m;在8度(0.3g)IV类场地和9度地区房屋,高度不应大于24m。这些在高度限制范围内,多采用的CL建筑结构体系,房屋建筑抗震等级均按《建筑抗震设计规范》(GBO011-2010)中相关规定执行。
2)合理进行结构布置和墙身构造。CL建筑结构体系中,在有承重、保温和隔声要求的部位(如外墙、楼梯、电梯间墙、分户墙等)采用CL复合剪力墙,其他不需要保温的内承重墙可根据建筑物高度及功能选用普通剪力墙或短肢剪力墙。而CL复合剪力墙的墙身构造,要按照各地方《复合保温钢筋焊接网架混凝土墙(CL建筑体系)技术规程》,或者其他相关技术标准规定执行。
3)计算受力分析与结构方法。由于CL建筑结构体系仍属于剪力墙结构,因此其内力分析完全按照钢筋混凝土剪力墙进行,仍采用建筑结构空间有限元分析软件进行受力分析计算。在进行CL建筑结构体系承载力验算时,CL墙体计算厚度取值可根据不同条件分别采用如下两种方法:一是只取较厚侧混凝土截面厚度,但应考虑较薄侧混凝土的自重荷载和刚度增大;二是取内外侧混凝土截面厚度之和,按等厚的实体剪力墙进行计算,考虑两侧混凝土协同工作。在满足一定条件下,如总高度不超过36m,且地上不超过12层、设置构造墙中柱、边缘构件与墙体同厚、保温层厚度不超过8Omm,可采用第二种方法,否则采用第一种。一般外墙应采用第一种,而分户墙及楼(电)梯间墙可采用第二种方法。
4)设计构造及材料要求。CL建筑结构体系与普通剪力墙结构相比,其中的CL复合剪力墙构造措施有一定的特殊性,所以应依据各地住建部门颁发的CL建筑体系设计技术规程、施工质量验收规程及构造标准图等进行,在施工图设计文件中对这部分予以表示。CL复合剪力墙中的CL网架板的钢筋,宜采用CRB550、HRB400或CPB550级钢筋,剪力墙及边缘构件钢筋按照国家现行相关规范规定执行,而CL复合剪力墙现浇部分应采用自密型混凝土结构。
4 CL建筑结构体系的施工方法
1)基本施工方法与流程。由于两者结构施工基本相同,但又具有其特殊性。不同的是在于CL复合剪力墙的施工工艺,即将CL网架板在工厂制作完成,运抵施工现场后安装就位,并与边缘构件钢筋及时有效连接。然后在支设CL网架板两侧模板,进行自密实混凝土的浇筑与养护即可。
2)施工技术要点。在CL建筑结构体系施工过程中,应注重的问题主要有以下几点:①为控制CL网架板和模板的位置,保证网架板在混凝土浇筑过程中不会产生超出允许偏差的位移,应在网架板两侧设置混凝土垫块或采用定制专用塑料卡件。对垫块或卡件,应设置在钢筋网片网格及斜插筋交叉焊点处。垫块均匀呈矩形分布,其中心行距及列距均不大于500mm;网架板两侧的垫块或卡件中心宜对正,误差控制在5Omm以内。②由于两者结构体系最大的区别就是浇筑要采用高性能自密实细石混凝土材料,所以对CL复合剪力墙的模板安装要求较为严格,要求模板的接缝和边角部位都不能留有孔洞和缝隙,以防止漏浆现象发生。③因CL复合剪力墙体中混凝土截面小、钢筋密集,不能采用普通混凝土进行浇筑,也不能用振捣器进行插入式振捣。所以采用高性能自密实混凝土,工作性能应达到如下要求:塌落度范围260~280mm;扩展度范围600~75Omm;良好的和易性,无目视泌水和离析现象。同时要按照一定的浇筑顺序进行,采取必要技术措施确保混凝土浇筑质量。④因CL复合剪力墙中两侧的混凝土截面较薄,尤其是室外侧(一般只有5Omm),为防止产生干缩裂缝,在模板拆除后应立即覆盖浇水或涂刷养护剂对混凝土养护,时间要比普通混凝土长24h以上方可。
5 CL建筑结构体系的优势与特点
CL建筑结构体系的大面积推广应用,绝大部分都是住宅建设项目。通过对其研究分析可知,它具有以下显著的特点:①轻盈。满足安全性的前提下,CL建筑结构体系墙体相对较薄、自重轻,比砖混结构体系减轻一半左右,比剪力墙结构体系减轻10%左右,既可增加套内实际使用面积,又可减少地基及基础的负荷。因自重轻,受到地震的作用小,结构整体性和受力性能也良好,原理与普通钢筋混凝土剪力墙结构相似,抗震性能却优于砖混结构体系和框架结构体系。②保温效果好。满足保温隔热的节能标准,可实现保温层与建筑结构同体同寿命,质量稳定,可有效解决墙体裂缝等弊端,可避免普通保温法所带来的后期维护、更换等不良问题,并可直接进行重型外墙面装饰工程。同等节能标准条件,CL建筑结构体系的保温技术要优于其他保温体系。③造价合理,性价比高。根据已竣工CL建筑结构体系发现,单位建筑面积造价比同等条件下的框架结构和剪力墙结构造价低1O%左右,按使用面积计算,比砖混结构低5%左右。同时,与砖混结构体系和框架结构体系相比,可增加房屋使用面积5%~10%,且复合剪力墙为永久性保温,无后期维护及更换费用,综合效益显著。④CL建筑结构体系70%的构件(CL网架板)可工厂化生产,计算机控制完成,质量稳定,生产效率高,可提高施工进度1/3左右,且能最大限度实现建筑工厂化和住宅产业化。⑤CL结构体系不使用粘土制品,彻底取代砖混结构及粘土材料。在施工中可减少50%以上的建筑垃圾,有利于节约耕地、节约能源、减少环境污染。且该类住宅项目建成后无辐射、无污染,是一种绿色环保型住宅建筑,具有一定的发展前景。
6 结束语
综上分析,CL建筑结构体系的确是一种新型复合剪力墙结构体系,它集保温、抗震、环保、施工周期短、技术成熟先进、工业化程度高、综合造价低等诸多优点于一体,这也是相关领域发展的趋势和行业的需求,在住宅建筑领域具有广阔的发展应用前景。
参考文献
[1] 陈建国,于秀梅,柴红太.CL建筑结构体系研究综述[J].建筑技术开发,2005,10:162-163.
[2] 徐春恒.CL建筑结构体系在住宅项目建设中的应用[J].中国建筑(论坛),2013,55-56.
[3] 河南省住房和城乡建设厅CL建筑体系推广应用领导小组.CL建筑体系(一)——永恒的节能结构[J].绿色建筑之窗,2014,37-39.