高层住宅钢结构住宅墙体和外墙材料研究

时间:2023.10.13

  在高层住宅外墙体设计中,其需要进行多种材料的混合,从而保证墙体结构的稳定性,下面是一篇关于高层住宅外墙体设计研究的论文范文,欢迎前来阅读。

  在现阶段高层住宅钢结构应用过程中,影响其墙体材料的因素非常多。这就需要进行钢结构住宅的有效设计,进行关键性建筑材料的应用,实现建筑造价的控制,进行其处理难度的控制,从而有效抵消地震的破坏影响,这也需要进行整体化建筑的应用,保证其处理难度的提升,实现地震及其相关的防护控制。

  1 关于高层住宅钢结构住宅墙体特点的分析

  1.1 在现阶段高层住宅钢结构设计中,进行住宅墙体的设计。通过对高层住宅钢框架建筑的分析,可以得知影响其荷载的因素是非常多的。比如梁柱传递、墙体承重等。实现其综合应用的优化。一般来说,高层住宅钢框架建筑的荷载受到高层住宅钢结构墙体的影响。和传统的剪力墙住宅设计存在区别。比如进行钢结构的住宅墙体的设计,更好的进行纯围护结构的应用。进行传统的结构空间的限制。比如进行空间灵活性的分隔,保证高层住宅钢结构特征的分析。高层住宅钢结构具备良好的轻质性。为了更好的配合这种特性,进行钢结构建筑墙体材料的控制。保证整体结构荷载的增加,进行高层住宅钢结构的控制。这需要针对重型墙体的结构体系进行控制,保证结构梁的良好支撑,满足其灵活性的布置需要,又如进行良好的保温隔热控制,保证其环境居住的舒适性,健康性,从而保证其整体结构荷载性的控制。在重型墙体控制过程中,进行重量承担的结构体系优化,这需要进行结构梁的支撑,更好的满足其灵活性的布置需要,保证其很好的隔热性,保证防火防渗漏的应用,更好的满足居住环境的舒适性的需要。

  在住宅产业化的今天,进行建筑材料的工业化生产。这就需要进行高层住宅的钢结构控制,进行工业化生产体系的健全,积极做好相关的制作及其安装的需要。进行高层住宅钢结构控制的优化。

  保证高层住宅墙体材料的控制,进行其应用的优化。为了满足钢结构住宅的工业化需求,进行现场装配式施工的优化。保证其高度工业化的墙体材料的质量控制。

  1.2 在现阶段工业化墙体控制中,进行墙体材料的特点及其类型分析,从而满足施工安装的需要,比如进行施工安装的节点构造类型的分析。相对于一般的砌筑式墙体,其具备更加复杂的功能。应该进行居住建筑的材料物理性能的优化,满足现阶段节点构造的需要。这需要进行居住建筑的物理性能的提升,保证节点的有效处理,更好的解决问题。只有这样才能保证墙体建材产品的良好功能性。

  2 关于高层住宅外墙材料特点及其相关的分析

  2.1 在高层住宅外墙体设计中,其需要进行多种材料的混合,从而保证墙体结构的稳定性。受到高层住宅钢结构体系的框架自身性质。进行轻质块材墙体的选择。比如进行混凝土空心砌块墙体的应用,进行混凝土砌块的实践。保证其原料的有效控制。这也需要进行多孔混凝土的制造,以满足工作的需要。比如进行各种应用工序的协调,保证多孔混凝土的运作,进行成品加工、包装及其相关的控制,保证空心砌块的整体控制的优化。根据实践分析,其具备良好的防火性、保温性、质量性,更好的满足高层住宅的外墙材料工作需要。混凝土小型空心砌块是以砂子、石子等为原材料的产品,也需要进行外加剂的应用。

  通过对粉煤灰切块的应用,更有利于提升多层建筑的钢结构的稳定性。该材料的应用需要进行多种原料的混合。比如进行石灰、石膏、集料等材料的应用,按照一定的比例进行加水搅拌,保证其砌体的密实性。这就需要进行多种轻质砌体的材料控制。保证其良好的保温性、防水性及其抗震性能,保证其原材料资源的丰富性。进行环境的保护及其控制,这就需要进行生产工艺的分析,保证造价的控制。板材型墙体可以定型化设计、工厂化生产,更加符合工业化住宅发展的要求。随着我国建材工业的发展,以及大量引进国外先进的建材产品生产线,作为建筑物外围护结构的墙体板材品种越来越多。目前适用于钢框架结构,并且能够达到居住建筑外围护结构保温隔热、防渗隔声要求的板材类墙体材料主要有以下几种。

  2.2 在加气混凝土板的应用过程中,其需要进行水泥、生石灰、石膏等的混合搅拌。进行铝粉浆料的控制,进行钢筋网片的模具的分析。这也需要进行高温高压蒸汽养护工作的应用。保证其板材的整体保温性能。由于发泡及高温蒸养,板材内部形成很多封闭的小孔,在减小材料密度的同时使板材具有良好的保温性能,发泡过程中产生的闭口式孔隙可以有效的防止雨水、潮汽的渗透,同时微气孔具有一定的隔音效果。

  在工作中,进行钢筋混凝土绝热材料的应用。这就需要进行复合外墙板的应用。比如进行内外薄壁钢筋混凝土板的应用。其中间需要进行保温材料的夹芯式材料的应用,保证多种保温材料的应用。这就需要进行复合成型生产工艺的应用,保证各种模具的应用,从而满足工作的需要。大板式复合墙板令墙板生产制作的大量作业在工厂内预制完成,大大简化了现场施工量,同时板材尺度与结构框架尺寸相对应,方便施工安装,并有利于抗震处理。由于保温层是整体预制在复合板内部的,在板与板的接缝处必然会形成一定的冷、热桥,对建筑的整体热工性能产生不利影响。

  2.3 金属面夹芯板在应用中也环节,其需要进行金属面材料的应用,进行各种钢板的应用,也需要进行芯体材料的应用。保证板型接缝处的规格尺寸种类的控制。这就需要进行模数生产的优化,.保证其材料的面板样式及其衍生的控制,从而满足钢结构居住建筑的工作需要。其金属面夹心板具备良好的重量性能,具备良好的强度性,其施工比较简单。具备良好的应用性能,能够满足钢结构的住宅建筑需要。在工作中,内隔墙的砌体材料比较多。比较常见的有石膏砌块、加气混凝土砌块等。这一系列的轻型砌块的施工做法在我国的应用非常广泛。比如水泥砂浆砌筑,其具备良好的墙体应用性能,能够满足建筑物的防火及其隔声的需要。为了更好的控制砌块的质量,进行一些养护措施的应用。

  3 结束语

  在内隔墙工作中,进行板材预制板的控制。这就需要进行板材类型的控制,比如进行预制复合墙板及其单一材质墙板的控制。比如进行单一材质的墙板的控制,保证其均匀性,满足建筑物的防火需要及其隔声的需要,从而提升其应用性能。空心条板在用作分户墙时常采用双层墙夹隔声材料的做法以满足隔声要求。

  参考文献

  [1]吴红利。新型节能型建筑材料的发展趋势[J].陕西建筑,2008,(05)。

  [2]曹小奇。新型建筑材料行业形势分析[J].陕西建筑,2009,(03) .

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  [4]刘立荣。中国主要建筑材料的发展与利用[J].陕西建筑,2009,(07)。

  [5]龚平。建筑材料生态化探析[J].中国建材资讯,2006,(05)。


第二篇:钢结构住宅结构体系


  钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支,是以钢结构为骨架,配合多种复合材料的轻型墙体拼装而成,其主要承重骨架是由钢结构或钢管圆管或矩形管混凝土构件组成。

  钢结构住宅结构体系【1】

  【摘要】目前钢结构已是发达国家的主导建筑结构,钢结构广泛应用于高层、超高层建筑,大跨度和大空间建筑,中小型工业、商业、社区、文教卫生、高层超高层的民用住宅。

  钢结构住宅以其巨大的优势引起了广泛的关注。

  本文阐述了钢结构住宅体系的组成及其相应的适应范围,并简易分析了其技术经济综合效益。

  【关键词】钢结构住宅;结构体系;住宅建筑

  钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支,是以钢结构为骨架,配合多种复合材料的轻型墙体拼装而成,其主要承重骨架是由钢结构或钢管圆管或矩形管混凝土构件组成。

  它具有钢结构一系列特性,同时又具备一般住宅建筑的共性。

  一、常用钢结构住宅体系

  钢结构体系形式有多种,但应用于住宅建筑的钢结构体系主要可分为轻钢龙骨体系、纯钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架一混凝土剪力墙体系、错列析架体系、钢框架一核心筒体系等。

  不同的结构体系有不同的适用范围,虽然有些结构体系应用范围较广,但通常会受到经济等因素的限制。

  轻钢龙骨结构体系较适用于1―3层的低层住宅,不适用于强震区的高层住宅。

  纯钢框架体系一般适用于6层以下的多层住宅,不适用于强震区的高层住宅,并且用于高层住宅经济性相对较差。

  钢支撑框架体系比纯钢框架体系侧向刚度大,常用于多层及小高层住宅,应用较广;而且当房屋层数较高时,该体系要比纯钢框架体系经济。

  钢框架―混凝土剪力墙体系常用于小高层及高层住宅;而且从受力特点看出,带缝剪力墙体抗震性能较好,较适用于地震区。

  错列析架结构体系具有住宅布置灵活、楼板跨度小、结构自重轻和造价低的特点,是一种经济、实用、高效的新型结构体系,适用于多层及小高层住宅。

  为了体现钢结构住宅的优越性,减轻结构自重,外墙体一般采用轻质复合板,与梁柱的连接方式,主要采用外挂式,也可采用内嵌式。

  内墙材料一般可采用空心砌块、加气混凝土等轻质填充材料,也可采用纸面石膏板,纤维石膏板、玻璃纤维增强水泥板、纸面稻草板。

  楼板体系作为房屋的水平构件,起着支撑竖向荷载和传递水平荷载作用。

  因此楼板必须有足够的强度、刚度和整体稳定性,还要具有较好的隔音、防水和防火性能,同时宜尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重,并提高施工速度。

  国外钢结构住宅普遍采用木版为楼层板,我国由于木材资源短缺,现阶段主要采用压型钢板―现浇混凝土组合楼板、预制混凝土叠合板、现浇钢筋混凝土楼板、密排托架―现浇混凝土组合楼板、轻骨料或加气混凝土楼板。

  钢结构建筑的屋顶依据屋面材料和屋面的结构布置,可以做成平屋顶或是坡屋顶。

  平屋顶即在钢楼板层的基础上只需将面层换做防水层材料或是彩色涂层牙型钢板,并按要求设置一定的排水坡度和排水天沟。

  坡屋顶的构造一般是在钢屋架上设置檩条,上铺彩色涂层压型钢板或彩钢板夹芯板,采用彩钢夹芯板,色彩美观,还具有一定的保温隔热效果,施工简便,可以做到不渗水。

  二、钢结构住宅体系的经济分析及应用

  钢结构住宅与传统结构相比,在使用功能、设计、施工以及综合经济方面具有优势,主要体现在以下方面。

  1、设计制造周期短,设计生产一体化

  现代结构设计借助于计算机和专业化结构分析软件,使得设计周期大大缩短;同时,由于钢结构具有工厂预制、现场安装的特点,可以将前期设计和现场的生产手段相结合,通过网络计算机和数控机床结合,使设计人员在工作室中完成设计后,即由工厂的生产线完成产品制作,具有极高的效率和精确度,可以大大减少项目建设周期。

  2、能够合理布置功能区间

  与传统住宅建筑相比较,可以采用大开间柱网布置,使建筑平面利用非承重墙体灵活分隔室内空间,形成开放式住宅。

  同时,可以利用钢结构连接简单的特点,在垂直平面内比传统结构能更好地应用错层、跃层结构。

  由于钢结构住宅的构件截面尺寸小,可以增加使用面积,提高使用率。

  3、承载强度高,抗震性能优越

  相同的荷载,钢结构截面最小,相同的截面,钢结构承载力最大。

  在抗震设防区,由于钢结构重量轻,其本身所受的地震作用小,且钢材具有高延性,有较好的耗能能力;因此,抗震性能好,结构安全度高。

  4、综合造价低

  钢结构承载力高,可以实现结构的大开间布置,构件截面小,与砼结构和砖混结构相比,自重比较轻,地基的处理比较容易,基础型式简单,可以降低基础的造价;钢结构施工机械化高的特点,减少了人工费用和模板等其它辅助材料费用。

  从经济效益角度讲,楼层越高,造价越低;规模越大,成本越小,6-7层的多层成本最高,但综合效益十分可观。

  5、符合住宅产业化和可持续发展的要求

  钢结构适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高。

  它能将节能、防水、隔热、门窗等先进的成品集合在一起,实现综合成套应用,将设计、生产、施工安装一体化,提高住宅的产业化水平。

  钢结构比传统结构的拆除更容易实施,钢材回收利用率高、拆除成本低、污染较小,符合可持续发展的要求。

  三、我国钢结构建筑基本情况

  近年来,随着城市建设的发展和高层建筑的增多,我国钢结构发展十分迅速,钢结构住宅已由选择试点进行建设发展为作为被建设部一种绿色环保建筑列为重点推广项目。

  特别是在我国大中城市中,人多、土地资源少,而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下,较大范围应用钢结构住宅。

  综上所述,由于钢结构住宅建筑具有多项优点,在我国住宅建设中得到逐步应用,钢结构住宅体系在我国已经开始逐步走向成熟,随着国家发展节能省地型住宅、建设节约型社会的战略决策实施,作为节能省地型的新型住宅体系的钢结构体系,必将继续迅速发展。

  钢结构住宅代表了我国未来的住宅发展方向。

  经过这些年的发展,已具有相当规模,形成了一批科研、设计、制造、施工、监理等骨干企业,广泛应用于国民经济基本建设的各个领域,加上国家对推动钢结构发展给予的政策上的重视和支持,相信钢结构住宅在未来必定有更加美好的前景。

  参考文献:

  [1]胡孜华.浅谈我国钢结构住宅的应用与发展[J].中国建设教育,2007,8.

  [2]王亚,刘坤,赵军.多高层钢结构住宅设计探讨[J] .工程建设与设计,2007,10.

  [3]蔡玉春,钢结构住宅设计中防火问题的对策研究[J]. 钢结构,2007,3.

  钢结构住宅体系构成【2】

  钢结构住宅体系指的是主要承重构件为钢材,围护及分隔构件为新型轻质墙体材料的住宅建筑体系。

  1.结构体系

  钢结构住宅的结构体系是由钢结构构件为主的各承重构件构成的结构类型。

  主要是梁柱组成的框架体系。

  钢结构体系自重小,自振周期比较长,抗震能力好,但抗侧移刚度小。

  在风荷载及地震的作用下,其层间侧移与总侧移无法符合规范要求,必须设置多种侧向抗力体系。

  抗侧力体系由各框架间的连接支撑、剪力墙以及核心筒等构成。

  因此,钢结构住宅的结构体系又分为:纯钢框架体系、钢框架支撑结构体系、钢框架――剪力墙结构体系、钢框架――核心筒结构体系、错列桁架钢结构体系。

  住宅设计中选择钢结构住宅体系,应遵循安全、便捷以及经济等原则,结合住宅的功能、模数以及后期维修等具体要求进行,同时还需满足住宅的使用功能,节约投资。

  整体而言,纯钢结构框架的构件截面较大,影响平面空间尺寸;错列桁架体系中的桁架会影响到平面布置;钢框架――支撑体系中的支撑构件影响到立面门窗的布置;框架剪力墙中剪力墙的位置会影响到门洞与隔墙的布置;框架核心筒的围护体系布置比较灵活,不受结构限制,但是会有部分现场湿作业,施工比较复杂,施工速度慢。

  因此,在进行钢结构住宅设计时,要根据具体情况,选择结构体系。

  2.楼板体系

  楼板体系主要起到竖向支撑与水平传递的作用。

  建筑的楼 板 结 构 必 须 具 有 足 够 的 刚 度 、 强 度 和 保 证 梁 的 整 体 稳 定 性 。

  对 于 住 宅 建 筑 还 要 有 良 好 的 隔 声 、 防 火 性 能 , 同 时 要 考 虑 在 楼 板 内 敷 设 管 线 的 空 间 。

  各种楼板都会受限于梁的布置,梁露于室内,减少了室内的空间净高,因此对于楼板厚度的研究十分有必要。

  国外的钢结构住宅通常采用木板楼板层,这主要是由于钢结构对木结构的可替代性,由于木材短缺以及与现行防火安全法规冲突等问题,木板楼板层并不适用于我国,我国目前一般采用的楼板体系有:全现浇楼板、压型钢板――现浇钢筋混凝土楼板、预制预应力叠合现浇楼板、双向轻钢密肋组合楼盖、密排小桁架―现浇混凝土楼板、压型钢板干式组合楼板、预制加气混凝土楼板

  以上几种楼板结构各有特点,从大范围可分为复合式和单板式。

  国内已建的钢结构住宅楼板体系大多为预应力叠合板,是介于装配式和现浇式中间的一种类型,反映了目前中国钢结构住宅正处在从传统设计建造方式向工业化生产方式过渡的改革时期。

  楼板的跨度范围通常为6~7m,预制加气混凝土楼板由于其跨度较小,难以实现钢结构大跨度的优势,现浇钢筋混凝土楼板全部采用现场作业,压型钢板干式组合楼板与双向轻钢密肋组合楼板虽然实现了全部或部分的装配化,但是楼板厚度较大,占用室内空间净高。

  压型钢板――现浇钢筋混凝土楼板与预制预应力叠合现浇楼板这两种楼板形式,由于跨度适宜,并且实现了部分装配化,楼板厚度为200~300mm,因而成为我国目前应用较广的楼板体系类型。

  3.围护体系

  常用的围护体系有:幕墙体系、成品墙板体系以及砌块系统。

  其中,幕墙是最理想的钢结构围护体系,目前已建成的许多钢结构建筑中都采用了幕墙系统。

  但是由于造价问题,现阶段幕墙体系无法在住宅中得到普及。

  外墙围护体系按施工工艺可分为填充和外挂两种。

  一般选用墙板与砌块作为填充材料,通过内嵌于梁板或楼板的底部而构成。

  而外挂通常选取轻质墙板,分为小板与大板。

  填充砌块的设计及施工比较容易,使用比较普及,挂板砌块相对比较复杂。

  砌块系统是由各种材料制成的块体砌筑而成的外墙围护体系。

  由于钢结构体系的框架承重特性,外墙围护体系的砌体应选用不承重的新型轻质砌块,通常采用的砌块如蒸 压 加 气 混 凝 土 砌 块 墙 体 、 混 凝 土 小 型 空 心 砌 块 墙 体 ( 普 通 型 和 轻 集 料 ) 、 粉 煤 灰 砌 块 墙 体 等 。

  其 中 , 蒸 压 加 气 混 凝 土 砌 块 墙体的应用最为广泛,技术相对更加成熟。

  板材型墙体可以定型化设计、工厂化生产,适合于装配式施工建造,更加符合工业化住宅发展的要求。

  随着我 国 建 材 工 业 的 发 展 , 以 及 大 量 引 进 国 外 先 进 的 建 材 产 品 生 产 线 , 作 为 建 筑 物 外 围 护 结 构 的 墙 体 板 材 品 种 越 来 越 多 。

  根 据 材 料 的 组 成 类 型 可 分 为 单 一 材 质 墙 板 和 复 合 材 质 墙 板 ; 根 据 生 产 加 工 及 施 工 建 造 工 艺 不 同 可 分 为 工 厂 预 制 墙 板 和 现 场 复合拼装墙板;按板型,板材类墙体材料又分大板和条板。

  4我国钢结构住宅技术体系实践

  我国近十年来,各地进行了多高层钢结构住宅的工程实践或工程示范,这些项目积累了一定的经验。

  通过对国内钢结构住宅实践工程的体系构成的使用情况进行统计,可以发现,目前国内钢结构住宅的结构形式以框架――支撑、框架――剪力墙以及框架――核心筒为主,特别是框架――剪力墙与框架――核心筒广泛的应用于高层住宅中。

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