塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)
塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)
塑料模塊柵芯墻,
省料簡易蓋住房。
抗震環(huán)保低能耗,
經(jīng)濟舒適綠色房。
一朝魯班施此藝,
民眾安居少困難。
《塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)》建議可否作為一個專題,提請有關人士審議。如能認同,建議安排一個住宅工程試用。總結(jié)經(jīng)驗,斧正完善。作為一項節(jié)約技術措施推廣應用。為改善建筑施工面貌,降低房價,建低炭綠色住房作貢獻,為民眾安居效力。
進一步可研發(fā)用“塑料垃圾”生產(chǎn)建筑模塊工藝,開發(fā)中小型環(huán)保塑料模塊一條龍生產(chǎn)線。因地制宜,廣泛分區(qū)布點設“環(huán)保建材廠”,盡可能回收塑料垃圾,生產(chǎn)塑料模塊,變廢為寶,節(jié)能減排,奪取抗“白色污染”和建綠色住宅雙重效益。這是大有利于國計民生的。
房屋是人們生活必需品,是衣食住行四大生活要素之一。當今房屋以磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)居多,占主導地位。建造工藝復雜,勞動強度大,工期長,造價高是其特點。20世紀七十年代,人們曾以“秦磚漢瓦”比喻建筑工藝的落后,大搞墻體改革和工藝革新,走“設計標準化、構(gòu)件裝配化、生產(chǎn)工廠化、施工機械化”的建筑工業(yè)化道路。搞成功了“裝配式大板建筑”等一大批科研革新成果,制定了相應的技術現(xiàn)范,推廣建造了一批相應的建筑。筆者曾經(jīng)是裝配式大型磚板住宅的熱心參與者,花了十幾年心血,主持施工了“預應力工具式振動磚墻板住宅”試建工程,推廣、設計、建造了十多萬平方米磚板住宅。撰寫了磚板生產(chǎn)工藝、施工工藝、技術經(jīng)濟效益分析等總結(jié)性論文,參與完成了“地震區(qū)裝配式磚板住宅建筑成套技術研究”科研課題。但是,在喧鬧一時之后,由于施工機械費用太大,磚板住宅工程造價高于磚混住宅,推廣不開。最終因找不到工程任務,而偃旗息鼓了。其他革新項目,境遇大致都差不多。三十多年過去了,當時的墻改革新成果大都無聲無息,不見了蹤影。歷史經(jīng)驗表明,以大型預制構(gòu)件為特色的“四化”建筑工業(yè)化道路走不通,建造成本高是第一位的否定因素。
改革開放,國民經(jīng)濟大發(fā)展,人民生活奔小康,住房要求突出。住房已由單位分配走向市場購買。房地產(chǎn)業(yè)興起,成為了支柱產(chǎn)業(yè)。
房價過高是當今突出問題,地價過高,暴利太大是要害,建造成本高也是原因之一。政府決心很大,實施了建保障房、限購等一系列強制措施,要求把房價調(diào)控到到正常合理水平。降低房屋建造成本則是建筑人的社會職責。要不斷創(chuàng)造革新,改進工藝,又好、又快、又省建房。降低造價,使正常房價水平下降,讓低收入人群也能買得起房,住得起房。為實現(xiàn)“居者有其屋”,人民安居效力。
筆者年邁,無能為力。但革新建筑工藝之志未酬,很不甘心。仍反復思考建房工藝改革問題,構(gòu)思了本文方案。自認是建房妙招,能經(jīng)濟簡捷建低碳綠色住房。特作為一個建議提出供有關人士參考。旨在拋磚引玉,但愿能有有識之士接棒,研究開發(fā),斧正完善,讓塑混建筑之花盛開,造福國計民生。
一、塑混柵芯墻
(一)革新思路
1.用塑料模板施工鋼筋砼構(gòu)件,一次性使用,只安裝,不拆除,留作構(gòu)件永久面層。集塑模和鋼筋砼于一體,形成塑混結(jié)構(gòu)。以簡化施工工藝,提高構(gòu)件性能。
2.用砼柵欄作為墻芯替代實心墻,減小砼用量,減輕墻體自重。既能省料降低成本,又有利于減震,提高房屋安全度。
3.塑料應用廣泛,塑料垃圾(廢舊塑料)數(shù)量龐大,己泛濫成災,
造成“白色污染”。如何遏制是當今一大難題。如將其回收,消毒凈化,熱熔摻料改性,制作成建筑模板,必定成本低廉,應用量大,定能取得極大的技術經(jīng)濟效益。這是變廢為寶,節(jié)能減排,能遏制“白色污染”的低碳舉措,能一石二鳥解決環(huán)保和建筑工藝改革二大課題,取得雙重技術經(jīng)濟效益。
(二)構(gòu)造方案
下圖是初步設想的塑混柵芯墻構(gòu)造方案。是比照剪力墻擬定的。芯肢由截面長厚比小于3的柱密排組成。上設300高連梁,兩邊設異型構(gòu)造柱。
考慮到芯肢截面小,在墻髙中部增設了一道配筋砼腰帶。形似柵欄,故稱塑混柵芯墻。意在既能增大墻體剛度,又能將墻體分為上下兩段,分二次施工,限制砼澆筑高度,減小側(cè)壓力,降低對模塊強度要求和便于操作,確保砼灌筑質(zhì)量。柵芯墻肢全部為柱,柱距小,亦可稱為“塑混柱肢墻”或“塑混密柱墻”。塑混柵芯墻靠砼柵芯承重,仍是混凝土結(jié)構(gòu),可遵循《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》及有關技術規(guī)范、規(guī)程設計施工,沒技術難題。這只是初步設想,有待專家斧正完善。
按此方案,柵芯開洞率可大于40%,與同一厚實心剪力墻相比,可節(jié)省四成以上的砼用量,降低40%以上的墻重。塑料模塊用XPS等保溫材料制作,具有較好的保溫隔熱性能。用模塊施工,對號入座,積木式安裝,不用拆除。操作簡便,減少工序,定能省工省料,加快施工進度,降低工程成本,做到文明施工。塑混柵芯墻優(yōu)點多多,值得研究開發(fā)。
(三)塑料模塊方案
1.模塊配件
(1)平模板
用XPS聚苯乙烯泡沫板或類似材料制作,以委托擠塑板廠家定型生產(chǎn)為佳。購進板材自制亦可。
其型號規(guī)格用PM及六位數(shù)字作為代碼表示。第一位數(shù)示模板厚度,二三位數(shù)示模板寬度,后三位數(shù)示模板長度。例如“PM260150”示2cm厚、60cm寬、150cm高(長)塑料模板?!癙M316137”示3cm厚、16cm寬、137cm高模板。
模板擬用規(guī)格尺寸為:
(2)墻芯模塊
由四塊板組成:
①二塊端板: PM3201x7
②一塊腹板: PM3241x7
③一塊頂板: PM32030
用“PMQn—20301x0”作為代碼表示。前二位數(shù)示芯模厚度,三四位數(shù)字示模寬度,后三位數(shù)字示模高。例如“PMQn—2030140”示厚20cm,寬30cm,高140cm的墻芯膜塊,適用于3m層高的下段墻模塊,上段墻模則用PMQn-2030120。前列芯模板長度依此而定,1470截300頂板后用于上段端板,2540一分為二用于上、下腹板。層高有變則相應調(diào)整。
(3)角模與槽形模
陰(內(nèi))角模PMyn-a.b.La=210 b=210L=1500、1400、1300、1200(mm)
陽(外)角模PMya-a.b.La=440、b=440L=1500、1400(mm)
槽形模PM[—a.b.La=130、b=260L=960、1060、1260、1560、1860
2.墻肢模塊
由二塊面板及一個墻芯模塊組成,以PMQ為代號。PMQ1為墻肢模塊(a=320),是墻體主模塊。PMQ2是門洞邊柱模塊(a=420),PMQ3為外墻窗洞邊柱模塊(a=420)。帶六位數(shù)碼表示規(guī)格,前二位數(shù)字為砼墻肢厚度,中間二位數(shù)示模塊寬度,后二位數(shù)示模塊髙度。例如:PMQ1-206015示用于柵芯厚200的模塊,模寬600,模高1.5m。
墻體分上下兩段施工,在平面圖中配??蓸耸緸?
PMQ1一360(13/15)
即模塊髙度用分數(shù)表示,分母示下段模塊高度,分子示上段模塊髙度。住宅層高取2.9或3.0m。樓板厚度200mm。模塊髙度組合可取1.2/ 1.5或1.3/1.4組成2.7m墻髙,應用于2.9m層高內(nèi)墻。用1.3/1.5或1.4/1.4組成2.8m墻髙,應用于3.0層高內(nèi)墻。外墻模則用14/15或15/15模高組合。
下圖是配模標注方法,內(nèi)墻用模塊型號標注,外墻用模板型號標示。
增強方案:
XPS是絕熱保溫材料,國標GB/T10801.2—2002只規(guī)定了壓縮強度不小于150…300(kpa)等等級,未提及其他力學性能。強度比較低。按柵芯墻分上下兩段施工,每次澆筑髙度1.5m計算,其最大側(cè)壓力為37.5+4=41.5kn/㎡。模塊強度可能不夠,應作實驗檢驗。如需加固,用對拉鋼模臨時支護是較簡便方案,詳見下圖。
(四)可遵循的技術規(guī)定:
《建筑結(jié)構(gòu)設計新規(guī)范應用手冊》(第二版)在第八、九章均列有短肢剪力墻和小墻肢專篇,有下列規(guī)定可遵循:
1.“高層規(guī)程”規(guī)定墻肢長厚比在8~5為短肢剪力墻,小于5的獨立墻肢構(gòu)造從嚴,小于3的墻肢接框架柱進行截面設計。
“混凝土規(guī)范”規(guī)定長厚比小于4時,應按柱進行截面設計。
2.短肢剪力墻厚度不應小于200mm。
3.短服剪力墻混凝土強度等級不應低于C25。
4.長短比小于3的小墻肢,必須應用時應采取下列加強措施:
(1)降低小墻肢的承載力要求;
(2)適當提高小墻肢的縱筋配筋率,加大配筋率,箍筋全高加密;
(3)避免梁筋在小墻肢頂部錨固,盡可能直通。
5.小墻肢的配筋應滿足框架柱的要求,總配筋率不小于0.8%,箍筋直徑不小于8,間距不大于150。
6.抗震短肢剪力墻的最大適用高度應適當降低,7度和8度抗震設計時,分別不應大于100m和60m。
7.短肢剪力墻的抗震等級應比一般剪力墻提高一級。
8.小墻肢軸壓比限值:
表中N為小墻肢在重力荷載咋用下產(chǎn)生的軸向壓力設計值。
9.小墻肢的配筋要求:底部加強區(qū)縱向鋼筋配筋率不得小于1.2%,其他部位不小于1.0%。箍筋全高加密。
10.長厚比<3的超短小墻肢,按框架柱進行設計,從嚴要求;軸壓比和配筋購造可按小墻肢要求控制。
11.塑混柵芯墻實為聚苯模塊混凝土柵芯墻,材料可參照《聚苯模板混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》聚苯模板的規(guī)定?!八哂斜亍⒏魺?、隔聲、耐火性能好、裂縫問題不明顯、平面布置靈活、建筑美觀實用等優(yōu)點,能滿足我國對建筑節(jié)能的要求?!边@個評定同樣適合于塑混柵芯墻建筑。
(五)塑混柵芯墻性能及可行性探討
塑混柵芯墻由鋼筋混凝土柵欄芯和塑料模塊構(gòu)成,構(gòu)造示意詳見下圖。
擬用a=300,b=200,c=300、600、900、1200、1500等。模塊用30厚XPS聚笨板制作。配筋用6Φ12Φ8@150。
1.比照剪力墻分類屬于”壁式框架”類型
塑混柵芯墻構(gòu)造及幾何參數(shù)列如下表:
塑混柵芯墻型號、參數(shù)表
此表參照《建筑結(jié)構(gòu)設計資集(3)》剪力墻分類列制。
塑混柵芯墻肢型號以QZ為代號,后兩位數(shù)字表示墻肢承載長度(Lj=c/2+a+c/2),即墻肢名義長度。QZ06表示一個芯肢柱的承載范圍為0.6m長。
混柵芯墻開洞面積大,In/I>>ζ,建筑層數(shù)n≥2,整體性系數(shù)α即大于10,可按壁式框架計祘。屬于剪力墻的“壁式框架”類型。
2.塑混柵芯墻的優(yōu)越性
(1)用料省,表一數(shù)據(jù)表明柵芯開洞率達40%~65%,即砼用量僅同厚實心墻的35%~60%。能大重節(jié)省混凝土用量,降低工程成本。
(2)自重輕。墻重僅為與柵芯同厚砼墻的35%~60%。能大大降低建筑自重,減小地震力,極有利于抗震。
(3)隔熱性能好,能耗低。傳熱系數(shù)0.37W/ m2k左右,滿足節(jié)能住宅外墻中上等標準。能大量節(jié)省使用能耗。由于建材用量少,房屋的建造能耗也必然大量節(jié)省。用于內(nèi)墻能減少室間、戶間熱傳導,便于分室控熱和分戶計量,更有利于節(jié)能。
(4)施工簡易。模塊施工,對號入坐安裝,工藝簡單,不拆除。能簡化工藝,減少工序,做到快捷文明施工。能加快施工進度,縮短工期,降低工程成本。
塑混柵芯墻優(yōu)點很多,具有很好的技朮經(jīng)濟價值,應予研究開發(fā)。
3.塑混柵芯墻承載力分析
4.塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)大有可為
塑混柵芯墻作為鋼筋混凝土實心剪力墻的改良方案提出,擬用于住宅建筑工程。是否可行?從上述承載力分析來看,可明確如下幾點:
(1)柵芯墻的單層墻重僅為同厚實心墻(芯肢)的57%~31%。即減少了四到七成的墻重和混凝土用量。能大幅度減小地震作用和降低工程成本,具有極大的技術經(jīng)濟價值。
(2)可廣泛應用于多、中、高層住宅工程??稍?級裂度地震設防區(qū)建5到13層以下一級抗震等級住宅,在七八度地震設防區(qū)建7到18層以下一級,8到22層二級,10到27層三級抗震等級住宅,非抗震住宅可建到15到30層??蓮V泛運用,具有極大的優(yōu)勢。在最大可建高度和抗震等級調(diào)整表中均有在9座區(qū)“不應采用”短肢剪力墻的規(guī)定。筆者認為塑混柵芯墻的墻肢全是“框架柱”,并非短肢剪力墻,可不必受其約束。
(3)塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)適用于各種住宅建筑平面。可依具體倩況和要求,參照上述承載力分析,初步確定結(jié)構(gòu)設計方案,按實進行結(jié)構(gòu)計算復核,配以合適的基礎設計,就形成了經(jīng)濟合理的完美的結(jié)構(gòu)設計。
(4)宜優(yōu)先選用QZ12型(墻肢承載長度1.2m)柵芯墻,它墻重最輕,能減小約七成的地震作用力,節(jié)省約七成的混疑土用量。價值巨大,實效明顯。能建十四層以內(nèi)各抗震等級的住宅和19層內(nèi)非抗震居住建筑。如能在城鄉(xiāng)廣泛推廣應用,定能降低工程戰(zhàn)本,多建房,建好房,為人民安居作出明顯的奉獻,能獲得巨大的經(jīng)濟效益。
(5)模塊施工,對號入座,積木式安裝,與預制好的柱鋼筋同步配合安裝,澆注混凝土后即完成了結(jié)構(gòu)施工全過程。操作簡單,工序少,能加快施工進度,縮短工期,做到文明施工。乃改革建筑施工工藝,降低工程成本的一個極好舉措。
(6)塑模隔離了芯柱混凝土與大氣接觸,減緩炭化。如用C30混凝土,則建筑使用壽命可達百年以上。
(7)優(yōu)于聚苯模板混凝土結(jié)構(gòu)免拆模工藝
民用建筑設計技術措施節(jié)能專篇載有用聚苯模板的免拆模工藝,編有《聚苯模板混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》。參照國外資料推薦的構(gòu)造是用60mm厚的雙面聚苯模板,鋼件固定拉接,外抹不小于15mm的鍍鋅鋼絲網(wǎng)水泥砂漿護面。按材料信息價估算,其材料成本大約每平方米墻180元以上,還未計鋼連接件費用。雖比同厚外保溫砼墻低,但為不保溫內(nèi)墻的1.5倍以上。內(nèi)墻數(shù)量遠大于外墻,其建造成本肯定高出一般剪力墻結(jié)構(gòu)不少。造價高,很難推廣應用。將重蹈墻改革新成果復轍,推廣不開。
與之相比,本文推薦的塑料模塊柵芯墻方案,按材料信息價估算,材料成本僅100元/m2,每平方米墻面低80元,僅約為前者的一半。極具研發(fā)價值,建議將本文構(gòu)思方案引入該規(guī)程,修訂補充其不足。以利推廣應用。
5.塑混柵芯墻是否新結(jié)構(gòu)?
《塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)》初稿曾以革新建議投寄有關部門和單位,希望能予關注。大都石沉大海。唯陜西省住建廳轉(zhuǎn)省標辦技術主管,約我面談,謂這是全新結(jié)構(gòu)。沒有試驗結(jié)論,無專家技術鑒定,不能應用?!督ㄖ夹g》亦同理拒之。
“塑混柵芯墻”確有創(chuàng)新,其創(chuàng)新有三:一是用混凝土柵芯替代實心剪力墻,以節(jié)省混凝土用量和減輕墻重;二是用塑料模塊積木式施工,不拆除,減化施工工藝,減少工序,能文明快捷施工;三是提出了用塑料垃圾生產(chǎn)建筑模塊,變廢為寶抗“白色污染”的思路。這是一項革新建筑工藝的方案和建議,并非創(chuàng)立新結(jié)構(gòu)。
塑混柵芯墻是由小柱排列組成的多肢墻,其承重構(gòu)件全部是“柱”。柱是混凝土結(jié)構(gòu)的廣用基本構(gòu)件,無新可言。它不是“新結(jié)構(gòu)”。它靠混凝土柵芯承重,仍是混凝土結(jié)構(gòu)。
混凝土結(jié)構(gòu)有框架、剪力墻、框剪等多種類型。塑混柵芯墻只是剪力墻的一種改良方案,它的芯肢是“框垛柱”,它是“柱肢多肢墻”,它肢距小,亦可稱為“密柱墻”。是框架柱和剪力墻的綜合體,是介于框架和剪力墻之間的一種新結(jié)構(gòu)型式,并非新結(jié)構(gòu)。它性能優(yōu)越,能減少四到七成的混凝土用量,減輕相應的墻重;還具有較好的熱工性能。其應用技求,遵循現(xiàn)行混凝土結(jié)有關規(guī)范、規(guī)程,都能解決。沒有技術難題。它的承重購件是“框架柱”,沒有重新作結(jié)構(gòu)實驗等的必要。這是一項很好的節(jié)約技術措施,應大力宣傳,提醒結(jié)構(gòu)設計人員關注,自主應用。
《塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)》不是新結(jié)構(gòu),只是一種新的結(jié)構(gòu)類型,是混疑土剪力墻結(jié)構(gòu)的改良和優(yōu)化方案,是對建筑工藝的革新思維,是一項頗有價值的創(chuàng)新建議。
塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)是大有可為的,能廣泛替代實心剪力墻應用,是項很好的節(jié)約技術堵施。應提醒廣大結(jié)構(gòu)設計人員自主運用,發(fā)揮聰明才智,創(chuàng)作出經(jīng)濟合理、安全可靠的優(yōu)秀設計成果,為民眾安居效力。
本文是一個搞了約半個世紀工程施工的年近八旬老工程師的思考,自認是建房妙招。怎奈年邁無能為力開發(fā),特奉獻諸君參考。但愿能有智者接棒??粗兄T君可自主運用,無知識產(chǎn)權(quán)之優(yōu)。筆者無所求,只期盼塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)之花能盛開,廣為應用,就如愿以償了!
二、塑混密肋樓板
密肋板是成熟構(gòu)件,與實心板相比可大幅度節(jié)省砼材料和降低自重。在住宅建筑中用XPS板預制塑料模塊,施工單向密肋鋼筋砼樓板,不拆模,即形成塑混密肋樓板。具有與塑混柵芯墻相似的優(yōu)越性。兩者配套建住宅是極佳方案。
模塊構(gòu)造方案:
密肋樓板模塊組成表
L—模塊長度=房屋開間—芯肢厚度。其組成清單詳見下表:
此表按芯肢厚200制定。肢厚不符可微調(diào)1.0m板長適應。例如肢厚160,3.6m開間的樓板模塊可采用PMB1—1660(104+120+120)。即模長3440mmPMB1為樓板主模塊,可施工肋寬100mm,肋高120mm,板寬600mm,面板厚40mm,砼肋髙160,總厚度200mm的塑混密肋樓板(單向)。PMB2、PMB3為配套模塊。PMB2調(diào)節(jié)配板寬度,PMB3每間一塊。樓板配??梢婪块g進深按下表配置:
按此方案,塑混密肋樓板的砼折算厚度約為60mm,比100mm厚現(xiàn)澆板減厚四成。而且塑模提高了樓板的隔熱、隔聲性能。下表面平整無需抹灰和吊頂,因而樓面荷載減輕,材料節(jié)省,施工工藝簡化,造價也自然降低。塑混密肋摟板也是一種經(jīng)濟適用的好結(jié)構(gòu)形式,應大力推廣應用。
三、塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)設計探討
(一)建筑設計
1.用塑混柵芯墻與塑混密肋樓板配套建塑混結(jié)構(gòu)住宅,是極好的組合。具有省材料,自重輕,保溫隔熱性能好等諸多優(yōu)點,是抗震、環(huán)保、節(jié)能型綠色住宅方案,是符合科學發(fā)展觀的建房之路,是又好、又快、又省的建房之路,應優(yōu)先采用。
2.建筑設計可視同剪力墻結(jié)構(gòu)對待,建筑平面應盡可能規(guī)整、對稱,避免突變,不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),符合抗震要求。
3.宜用雙層塑鋼窗提高保溫隔熱性能,與墻體保溫配套,提高節(jié)能效果。
4.墻面無需抹灰飾面,噴涂耐候性好、耐磨、美觀的優(yōu)質(zhì)塑膠或漆料面層即可,簡便經(jīng)濟。還可比照聚苯板外保溫作法,抹4mm厚聚脂砂槳貼外墻飾面層,廚房衛(wèi)生間可貼磁磚,內(nèi)墻面還可貼墻紙。
5.塑混密肋樓板隔音好,樓面構(gòu)造可簡化。
6.塑混柵芯墻住宅,樓板、內(nèi)墻保溫隔熱性能均好,可分室控熱,減少熱傳導,極有利于分戶計量供熱,節(jié)省能耗。
7.電路設計可盡量利用模體空間和槽形踢腳板走線,以節(jié)省電路埋管和便利檢修。
8.如能引用太陽能供熱和光伏供電,增設中水系統(tǒng),增大節(jié)能效果,那將是極好的低碳綠色住宅。
(二)結(jié)構(gòu)設計
草擬了《塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)設計技術措施(建議草案)》,供評議、參考。
塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)設計技術措施
(建議草案)
1.一般規(guī)定:
(1)塑混柵芯墻由塑料模塊和混凝土柵芯構(gòu)成,靠混疑土柵芯承重,仍屬混凝土結(jié)構(gòu)。柵芯遵循《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》《高層建筑混疑土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》及有關技術規(guī)范設計,不考慮塑模承載能力。
(2)塑混柵芯墻具有用料省、自重輕、保溫隔熱性能好等諸多優(yōu)點,是剪力墻的一種改良類型。用其替代實心砼剪力墻是一項可行的、很好的節(jié)約技術措施,應優(yōu)先采用,適用于建多、中、高層住宅建筑。
(3)《髙層規(guī)程》規(guī)定截面髙厚比小于3屬超短肢墻結(jié)構(gòu),按框架柱設計,從嚴要求。柵芯墻肢全部為柱,實為“柱肢墻“結(jié)構(gòu),屬壁式框架類型。
(4)柵芯最小厚度200mm,芯肢距可以300mm為模數(shù)增大,以調(diào)劑承載能力。柵芯應成列均勻布置,上下對齊,直接傳力,直到基礎。豎向剛度避免突變,宜向上漸變遞減。
(5)墻邊及交接處均設異型構(gòu)造柱。
2.設計計稱要點:
(1)塑混柵芯墻墻肢全部為柱,其計算模型可視為多層多跨立體剛架??砂淳€彈性分析方法分解為平面剛架,用分層法和底部剪力法進行內(nèi)力分析,按框架柱設計。
(2)墻肢全為截面高厚比小于3的超短墻肢,應按框架柱設計,從嚴要求。可采取降低軸壓比限值和增大配筋率等加強措施。擬降低軸壓比要求,比照剪力墻結(jié)構(gòu),取下表所示軸壓比限值:
(3)柵芯連梁跨度極小,且均勻?qū)ΨQ。在重力荷載作用下的柱端彎矩極小,可與剪力墻一樣忽略不計,而簡化為僅依軸向力進行芯柱的設計:
①以柱為計算單元,集中計算裁面以上,受荷范圍內(nèi)的全部重力荷載代表值為柱的軸向力代表值。
②取其設計值,核算軸壓比限值和進行正裁面受壓強度設計。
③用柱的軸向力代表值乘以水平地震力影響系數(shù),求得水平地震剪力,核算芯柱水平截面剪切強度,并以與此剪力相對應的柱下端力矩作為柱端彎矩進行偏心受壓強度驗算和配筋計算。因芯柱出平面方向最弱(截面高度最小,又無柱中撐桿),應取該方向截面核算。
④依縱橫兩個方向,以層間各柱側(cè)移剛度或等效側(cè)移剛度之和進行結(jié)構(gòu)變形和整體穩(wěn)定安全度驗算。
3.構(gòu)造要求:
(1)芯肢厚度不得小于200mm。
(2)砼標號不低于C25。
(3)縱向鋼筋最小配筋率不低于下表規(guī)定:
縱筋直徑不得小于10mm。縱筋混凝土保護層厚度不應小于20mm。
(4)箍筋宜全髙加密配置,箍筋直徑不得小于8mm,間距不大于150mm。
(5)連梁鋼筋宜通長配置,錨固于構(gòu)造柱內(nèi),避免在墻肢頂部錨固。
(6)鋼筋錨固構(gòu)造及其他構(gòu)造要求均比照框架柱要求。
四、塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)施工方法
模塊施工法專用于塑混柵芯墻結(jié)構(gòu)的施工,具有工藝簡化,操作簡單,工效髙等特色。
(一)施工準備工作:
1.編制施工紐識設計。
2.繪制、審定模塊布置圖。模塊布置圖是首要的必備施工文件,以結(jié)構(gòu)平面圖為依據(jù)繪制,標注明各部位的模塊型號和規(guī)格。
3.統(tǒng)計模塊數(shù)量。提供模塊清單和備料計劃,務須準確無誤,
4.培訓施工人員,進行技術交底。
(二)模塊制作:
1.模塊宜委托專業(yè)廠家制作,亦可購料在現(xiàn)場設加工棚預制??梢虻刂烈耍C合選定。
2.模塊備料以按組成部件委托擠塑板廠家定型生產(chǎn)為宜,盡可能減少現(xiàn)場切割配料。如能委托廠家,擠塑成型整件模塊,那就更佳。
3.材料進場必須逐批驗收,有出廠質(zhì)量證明,并抽取實樣撿測試驗,各項指標務須合格。
4.模塊制作必須在專用拼裝架上組拼粘接,加釘固定。確保模塊規(guī)格統(tǒng)一,尺寸符合要求。成品要標明型號規(guī)格和檢驗合格標記,分類堆放。并注意保護,避免損壞。
5.模塊要按部位配套,用專用設備運至安裝地點。注意防護,小心輕放,不得甩扔。
(三)施工工藝:
1.主要施工工序:放線抄平——安綁墻柱鋼筋——套裝下段墻柱模塊及支護加固——隱蔽驗收——澆灌下段墻柱砼——安裝上段墻柱模塊和梁極模塊——安綁梁板鋼筋——隱蔽驗收——澆砼——樓面養(yǎng)護——轉(zhuǎn)入上一層循環(huán)施工。大約隔兩三層,砼達到規(guī)定強度即可拆除樓板支撐,插入水電等各項設備安裝,輕質(zhì)隔墻和門窗安裝,鋪設地面,修飾墻面,完成該層全部施工過程。
2.鋼筋按墻肢預制綁扎成柱,整件樹立綁固安裝。
3.模塊安裝按圖索驥,對號入座。依模塊平面圖套裝在已綁好鋼筋的部位??删o隨鋼筋,依先內(nèi)墻后外墻順序安裝。接縫加膠粘接,填實抹平,并上木螺釘固定。校正后支鋼模板加強。這是抗側(cè)壓力的臨時加固措施,砼凝固后即可拆除,周轉(zhuǎn)使用。墻肢是整體模塊,各向側(cè)壓力能自相平衡,自穩(wěn)性好。支護可拆下段支上段,側(cè)面支撐可從簡,要視施工操作具體情況確定。
4.樓板模塊安裝必須設置立柱、龍骨支撐,以承受施工荷載。待砼達到規(guī)定強度后拆除。
5.混凝土澆筑要先澆水濕潤模板。墻肢因截面小,不能目測砼質(zhì)量,必須用塌落度不低干160mm的自密實砼精心澆筑,用輕型震動器震搗,并實行旁站式監(jiān)督,確保施工質(zhì)量。樓蓋梁板可用普通砼澆筑,震搗密實抹平,澆完后要覆蓋養(yǎng)護。
電路安裝可利用模塊空腔和帶槽踢腳板走線,盡量節(jié)省埋管和便利維修。
6.澆注砼必須有防漏撒的嚴密措施。加之鋼筋、模塊都是整件擺放,可做到現(xiàn)場無建筑垃圾。施工噪聲也不大,可謂是文明施工。
7.由于模塊整體包裹砼,墻體砼水分不會流失,無須澆水養(yǎng)護,無養(yǎng)護不周影響砼質(zhì)量之憂。模塊保溫性好,亦無冬季施工防凍之慮。
模塊施工,操作簡單,無技術難度,并能簡化工藝,節(jié)省人工材料,縮短工期,降低工程成本。能做到文明施工,使建筑施工面貌大為改觀,應研究、完善,形成完整的“模塊工法”。
塑混柵芯墻、塑混密肋樓板都是很好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,用兩者配套建塑混柵芯墻住宅,具有用料省、自重輕、保溫、隔熱性能好、造價低等諸多優(yōu)點,是抗震、環(huán)保、節(jié)能型綠色住宅。居住安全、舒造、經(jīng)濟,是極有利于國計民生的建房妙招,應當研發(fā),大力推廣應用。
本文方案是一個建議,技術創(chuàng)新含量不高。只是依據(jù)有關技術規(guī)定構(gòu)思到一個又好、又省、又快的建房的途徑,發(fā)現(xiàn)了一條變廢為寶,節(jié)能減排,符合科學發(fā)展觀的,能取得環(huán)保、經(jīng)濟雙重效益的建房綠色通道,是切實可行的。只要有人看中,接棒研發(fā),完善實施,定能取得實效。用于經(jīng)濟適用房建設,必能大幅降低建房成本,降低房價,使更多的人能買得起房,能安居樂業(yè)。但愿塑混建筑之花能盛開,能造福人民和子孫后代!如能見到有人實施,吾就如愿以償,心滿意足了。
2010年3月
2011年5月修改
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