近期,住房和城乡建设部发布了《装配式建筑可复制可推广技术体系和产品目录》(第一批),我市“隐式框架钢结构住宅技术体系”“桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙技术”和“波形钢板组合剪力墙结构体系”3项创新技术被列入推广目录。
本期来看一看装配式建筑中的另一结构体系:装配式钢框架-钢板墙结构住宅体系。我市企业研发的波形钢板组合结构体系、桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙结构技术体系、钢管混凝土束结构体系均属于装配式钢框架-钢板墙结构住宅体系。一起来了解一下吧。
一、技术内容
装配式钢框架-钢板墙结构住宅体系由结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统构成。结构系统采用钢框架-钢板墙体系,框架柱采用型钢或钢管混凝土柱,梁采用型钢梁,钢板墙包括防屈曲钢板剪力墙、钢板组合剪力墙及开缝钢板剪力墙等;楼盖采用叠合楼板或钢筋桁架楼承板,并采用预制楼梯等;外围护系统外墙采用蒸压加气混凝土条板、一体化复合墙板等;内装系统采用装配式装修,内隔墙采用条板类、轻钢龙骨类墙体。该技术体系通过建筑引领的各专业协同设计,全过程采用信息化技术,实现主要部品标准化;通过采用大柱网与钢板墙结构布置实现户内空间灵活可变;外墙采用多道防水构造,解决渗漏问题;内隔墙与主体结构采用柔性连接,并填充隔声材料,提升抗裂、隔声性能。
二、技术优势与创新性
装配式钢框架-钢板墙结构住宅体系将钢结构与混凝土结构有效结合起来,充分发挥钢材与混凝土材料的协同工作能力及各自的材料性能优势。组合墙体布局灵活,能够有效解决室内露梁、露柱问题,满足建筑对平面布置以及空间利用上的多样化需求。
杭萧钢构股份有限公司的钢管混凝土束结构体系、浙江中南绿建科技集团有限公司的波形钢板组合结构体系、浙江东南网架股份有限公司的桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙结构技术体系均属于装配式钢框架-钢板墙结构住宅体系。
钢管混凝土束结构体系
钢管混凝土束结构体系以钢管混凝土束剪力墙为主要抗侧力构件。由多个标准化、模数化冷弯成型的U型钢或U型钢与矩形钢管拼装在一起形成具有多个竖向空腔的结构单元,内部浇筑自密实混凝土形成钢管混凝土束剪力墙。
▲ 钢管混凝土束示意图
钢管束组合剪力墙结构可采用3层联体模块化吊装技术,按照建筑层高单元预制,每3层作为整体吊装单元进行吊装,通过BIM模拟预拼装技术,配合自锁式连接节点技术,使高空对接精度达±1.5mm。该结构无需经过混凝土养护等待期,主体结构施工周期可缩短40%~50%。
波形钢板组合结构体系
波形钢板组合结构体系以波形钢板剪力墙为主要抗侧力构件,分内嵌波形钢板延性墙和波形钢板混凝土组合墙两种形式。内嵌波形钢板延性墙通过平钢板上辊轧横向波形,提高钢板平面外刚度,从而充分发挥构件抗剪承载能力;波形钢板混凝土组合墙由波形钢板、内填混凝土、对拉螺栓和边缘构件组成,各部分协同工作,从而使得构件能同时承受压弯剪荷载。
▲ 内嵌波形钢板延性墙和波形钢板混凝土组合墙
企业自主研发的钢板辊轧设备可实现冷压4~6mm钢板形成非对称梯形波形钢板,与同类双钢板组合剪力墙相比,节约用钢量约8%~15%。构件可现场装配,施工周期缩短30%~50%,实现2~3天一层。
桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙结构技术体系
桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙结构技术体系以桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙为主要抗侧力构件。通过外侧双钢板、内部平面钢筋桁架以及矩形钢管组装形成具有多个相互连通腔体的钢结构构件,内部浇筑混凝土后形成桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙。
▲桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙构造示意图
桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙同时实现了双钢板组合剪力墙混凝土全贯通和墙体两侧钢板的面外高效约束,具有整体性好、施工便捷、抗震受力性能强的优点。
目前,已发布《钢管混凝土束结构技术标准》《波形钢板组合结构技术规程》《桁架加劲多腔体钢板组合剪力墙技术规程》等团体标准,申请发明专利40余项。相关研究成果荣获中国建筑金属结构协会科学技术奖、浙江省科学技术进步奖、浙江省科学技术发明奖等多个省市级奖励。
三、应用场景与典型案例
该体系广泛适用于抗震设防烈度6~8度的多高层住宅,以及办公楼、学校、医院等公共建筑。尤其对施工速度、抗震能力、空间灵活性有较高要求的项目有较强适用性。
陶南村下村自然村旧村改造工程项目
陶南村下村自然村旧村改造工程:该项目位于瑞安陶山镇,总建筑面积8.9万平方米,共8幢高层钢结构住宅建筑。主体结构采用钢管混凝土束结构体系,建设周期仅21个月。项目荣获绿色住宅小区示范工程、国家二星绿色建筑设计标识、浙江省钢结构金刚奖。
沧州罗湖四季花语项目
沧州罗湖四季花语:该项目位于河北省沧州市,建筑面积1.3万平方米,地上18层。主体结构选用钢管混凝土柱-波形钢板剪力墙结构体系,项目荣获中国钢结构金奖。
浙江绿建集成科技有限公司公寓楼工程
浙江绿建集成科技有限公司公寓楼工程:该项目为住宅项目,地上12层,总建筑面积1.7万平方米,建筑高度44.15米,抗震设防烈度为6度。该项目主体结构采用多腔体加劲钢板组合剪力墙,配合可拆卸楼承板、蒸压加气混凝土条板、外墙一体化板等装配式产品。此技术的应用提高了构件加工和结构施工的质量和效率、降低了人力成本投入,实现了装配式钢结构建筑体系的高效与低碳。
来源:浙江建设