輕鋼—配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)在某工程中的應(yīng)用

王 財 文

(廣東建工對外建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510665)

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輕鋼—配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)在某工程中的應(yīng)用

王 財 文

(廣東建工對外建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510665)

介紹了輕鋼—配筋砌體剪力墻混合結(jié)構(gòu)的特點，從基礎(chǔ)、樓蓋、墻體、屋蓋等方面，闡述了該結(jié)構(gòu)在戈洛卡大學學生宿舍工程中的應(yīng)用，有利于促進我國輕鋼結(jié)構(gòu)住宅向經(jīng)濟、實用、節(jié)能的方向發(fā)展。

輕型鋼結(jié)構(gòu)，剪力墻，樓蓋，節(jié)能

0 引言

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅在不同地域形成了各自的特點，如美國用迪特瑞馳建筑體系建造的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅、日本的薄板鋼骨住宅、澳大利亞的博思格輕鋼住宅、歐洲的節(jié)能住宅等等。在我國，由于輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用起步比較晚，沒有形成自己的住宅體系。目前，我國輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅基本上是采用輕型鋼框架再加與之配套的輕鋼屋面、樓面、輕質(zhì)墻體組成，結(jié)構(gòu)形式單一、可供選擇的材料比較少。現(xiàn)通過巴布亞新幾內(nèi)亞戈洛卡大學學生宿舍樓項目介紹一輕鋼—配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系，該體系的成功應(yīng)用希望能為我們提供一種新的理念，使我國的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅能得到進一步的發(fā)展。

1 項目概況

2 輕鋼—配筋砌體剪力墻混合結(jié)構(gòu)體系

戈洛卡大學學生宿舍項目鋼材用Q235-B鋼，直徑不大于16 mm的螺栓為普通C級六角頭螺栓、強度等級為4.6級，直徑不小于20 mm的螺栓為8.8級高強度大六角頭螺栓，錨栓和預(yù)埋螺栓采用Q235鋼；基礎(chǔ)鋼筋混凝土為C25，配筋砌體剪力墻厚度為200 mm，混凝土空心砌塊400 mm×200 mm×150 mm強度為MU15，灌注C25混凝土，鋼筋采用HRB400級鋼筋。

2.1 基礎(chǔ)構(gòu)造

戈洛卡大學學生宿舍基礎(chǔ)采用獨立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)。獨立基礎(chǔ)位于建筑物外圍四周，條形基礎(chǔ)布置在配筋砌體剪力墻下。經(jīng)設(shè)計，獨立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)有不同的截面尺寸，獨立基礎(chǔ)其截面最大為1 700 mm×1 700 mm×300 mm(高)，條形基礎(chǔ)截面最大為2 000 mm×500 mm(高)。所有基礎(chǔ)均落在地基承載力不小于100 kPa的原狀土上，并且基礎(chǔ)埋深從自然地面以下不小于1 000 mm。

2.2 輕鋼—配筋砌體剪力墻混合結(jié)構(gòu)構(gòu)造

戈洛卡大學學生宿舍采用輕鋼—配筋砌體剪力墻混合結(jié)構(gòu)。該宿舍樓角柱為鋼柱，規(guī)格為□200×200×5，柱腳板為340×340×20，每根鋼柱用4個M20地腳螺栓固定，柱腳連接大樣見圖2。在樓梯間、走廊、大空間房間設(shè)置配筋砌體剪力墻，配筋砌體剪力墻用M10水泥砂漿砌筑，灰縫寬度10 mm，砌塊孔洞垂直于砌筑面，上批砌塊壓下批砌塊的1/2砌塊長，并且上下孔洞要對齊。配筋砌體剪力墻在砌塊孔洞中，間距400 mm插入116縱向鋼筋，在砌塊中間，沿剪力墻豎向間距400 mm設(shè)置112的橫向鋼筋，剪力墻縱、橫向鋼筋均通長設(shè)置。配筋砌體剪力墻中鋼筋構(gòu)造見圖2，圖3。

在樓蓋處，剪力墻間連接用鋼梁，鋼梁有組合鋼梁和型鋼梁，鋼梁與剪力墻連接節(jié)點大樣見圖4。大空間房間的樓蓋主梁采用組合鋼梁，用2根[16a的槽鋼通過4 mm厚綴板組合成截面為230 mm(寬)×168 mm(高)鋼梁?？缍刃〉牟课?，如：門洞口依門洞寬窄設(shè)有[20b，[18a的型鋼梁，組合鋼梁大樣及其斷面見圖5。

2.3 樓蓋構(gòu)造

沿戈洛卡大學學生宿舍樓結(jié)構(gòu)豎向，鋼柱與剪力墻間由樓蓋支撐次梁和墻體龍骨連接，橫向樓蓋將鋼柱、配筋砌體剪力墻連接為一個整體。該大樓各層樓蓋是由輕型鋼結(jié)構(gòu)樓蓋模塊單元組成，1層樓地面為鋼筋混凝土。在建筑平面中，單個房間所圍成的區(qū)域即為一個模塊單元，見圖6。

樓蓋模塊單元由樓板邊緣支撐次梁、樓板次梁、CFC板、拉條等組成。模塊邊緣的支撐次梁、樓板次梁通過計算確定。樓蓋模塊單元側(cè)邊靠砌體剪力墻的，其支撐次梁用M20的穿墻預(yù)埋螺栓固定于該剪力墻上，螺栓間距不大于600 mm。室內(nèi)大空間房間樓蓋由若干個樓蓋模塊單元通過組合鋼梁拼裝而成，模塊單元的支撐邊次梁通過M20 8.8級高強螺栓固定在組合鋼梁上。樓蓋模塊單元與配筋砌體剪力墻、組合鋼梁連接節(jié)點大樣見圖7。

樓蓋模塊單元側(cè)邊僅有鋼柱時，樓蓋模塊單元支撐次梁端頭通過連接板焊接在鋼柱上，連接節(jié)點見圖8。

樓蓋模塊單元樓板次梁采用C150×64×15×1.2的C形鋼，間距按600 mm布置，有水房間、走廊的樓板次梁為C102×51×15×2，間距為400 mm，所有C形鋼樓板次梁用6 mm厚連接板連接在支撐次梁上，樓板次梁連接節(jié)點大樣見圖7，圖8。24 mm厚的CFC板鋪設(shè)在C形鋼次梁上，有水房間鋪設(shè)18 mm厚CFC板。在C形鋼樓板次梁底部、單個模塊單元對角線設(shè)2根鋼拉條，規(guī)格為80 mm(寬)×6 mm(厚)，通過8 mm連接板同支撐次梁連接，拉條連接節(jié)點見圖7，圖8。

2.4 墻體構(gòu)造

戈洛卡大學學生宿舍外墻及內(nèi)墻均采用輕質(zhì)墻體。外墻□70×50×4為主骨架，連接在鋼柱或是砌體剪力墻上，外墻有洞口部位均在洞口四周設(shè)置□70×50×4。在非洞口區(qū)域，主骨架間再增設(shè)U75×50×0.8輕鋼龍骨作為副龍骨，主骨與副骨共同構(gòu)成外墻骨架系統(tǒng)，外墻龍骨布置大樣見圖9。

在外墻骨架外側(cè)安裝9 mm厚佳壁埃特板，內(nèi)側(cè)安裝8 mm厚硅酸鈣板，板用ST4.2×25十字槽沉頭自攻自鉆釘固定，間距為150 mm、在板中間間距為300 mm，螺釘?shù)桨暹吘壍木嚯x為10 mm。內(nèi)墻由U75×50×0.8輕鋼龍骨作骨架體系，豎龍骨縱向間距600 mm，橫向支撐龍骨設(shè)二道，位于距地面1 220 mm，2 440 mm處。在門窗洞口及輕鋼墻體轉(zhuǎn)角部位附加一道L70×5角鋼來增強洞口骨架的剛度。輕鋼龍骨內(nèi)墻面安裝8 mm厚硅酸鈣板，但在有水房間迎水面安裝7.5 mm厚埃特板。有水房間的輕鋼龍骨墻體底部設(shè)一道同輕鋼龍骨墻體寬度相同，高度不小于120 mm的混凝土止水坎，內(nèi)墻輕鋼龍骨墻體豎向、橫向大樣如圖10，圖11所示。

2.5 屋蓋構(gòu)造

戈洛卡大學學生宿舍屋蓋主要由屋架、檁條、屋面板構(gòu)成。在桁架跨度不小于12 m和屋面安裝太陽能熱水器的部位，桁架上弦桿用 □80×80×5、下弦桿用 □80×80×4、垂直腹桿用 □80×80×5、斜腹桿用□60×60×3。桁架跨度小于12 m和一般無附加荷載屋面，桁架上下弦桿用 □75×50×4，腹桿用 □50×50×3。桁架豎向與配筋砌體剪力墻的連接是將桁架上下弦桿直接焊接在剪力墻預(yù)埋板上，連接節(jié)點大樣見圖12。

桁架在砌體剪力墻頂部支撐點的連接是通過8 mm厚連接板將桁架下弦與剪力墻上預(yù)埋板焊接，焊接節(jié)點大樣見圖13。

支撐在屋面鋼梁和柱端的桁架其連接節(jié)點是用8 mm厚異形連接板將桁架與鋼梁或是鋼柱焊接，連接節(jié)點大樣見圖14。

屋面檁條采用C160×70×20×3型鋼，水平間距為1 200 mm。在檐口及荷載較大部位適當加密。在桁架上，檁條依檁條布置間距設(shè)置檁托，將屋面檁條通過M12的螺栓固定在屋面桁架上，連接節(jié)點大樣見圖15。

屋面瓦采用增強型潔面恒力板冷軋成形的波形瓦，基材厚度為0.6 mm，副寬0.75 m，在波峰處用ETCKS 12-14×68HGS六角頭螺釘將屋面瓦固定在檁條上，連接點間距不大于350 mm，并且每塊板與同一根檁條間不得少于3個固定點。

3 輕鋼—配筋砌體剪力墻混合結(jié)構(gòu)的特點

輕鋼—配筋砌體剪力墻混合結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)受力合理，抗震性能高，安全性高；建筑布局靈活、豐富、可根據(jù)使用要求任意布局，并且輕鋼結(jié)構(gòu)、配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件所占用面積小、空間少，使房間使用面積增大；輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、混凝土砌塊還可以實現(xiàn)工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；施工便捷、進度快，輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件到現(xiàn)場均為成品，測量放線后現(xiàn)場直接可以安裝，配筋砌體剪力墻不用支模；綠色、環(huán)保、節(jié)能，尤其是輕型鋼結(jié)構(gòu)還可以實現(xiàn)再生利用。

4 我國輕鋼—配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系住宅的展望

現(xiàn)階段我國住宅建設(shè)量大面廣，建設(shè)持續(xù)時間長，建筑資源的可持續(xù)發(fā)展與建筑節(jié)能已被提上日程。另外，我國的鋼產(chǎn)量大幅度增加，庫存量大，鋼材的品種、質(zhì)量不斷提高，輕鋼—配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系的住宅又適用于抗震與非抗震地區(qū)，并且不受地域和氣候的限制。因此，若能促進輕型鋼結(jié)構(gòu)和配筋砌體剪力墻的發(fā)展，對與之相配套的輕質(zhì)樓蓋、圍護墻體、屋蓋及其與鋼結(jié)構(gòu)的連接配套技術(shù)、機電材料設(shè)備及其安裝的技術(shù)革新有很大的推動和提升，因此開發(fā)和應(yīng)用輕鋼—配筋砌體剪力墻結(jié)構(gòu)具有重要的現(xiàn)實意義。

[1] 王明貴，儲德文.輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2011.

Application of light steel-reinforced masonry shear wall structure in one project

Wang Caiwen

(GuangdongForeignConstructionCo.,Ltd,Guangzhou510665,China)

This paper introduced the characteristics of light steel-reinforced masonry shear wall structure, from the foundation, floor, wall, roof and other aspects, elaborated the application of this structure in Geluoka University students dormitory engineering, to promote our light steel structure housing development to economic, practical, energy-saving direction.

light steel structure, shear wall, floor, energy saving

1009-6825(2016)20-0026-04

2016-04-28

王財文(1980- )，男，工程師

TU398.2

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