加快新型墻材結(jié)構(gòu)體系在農(nóng)村的應(yīng)用

范 偉，郝英華

(1.新奧能源公司規(guī)劃設(shè)計(jì)中心，廊坊102800;2.河北省墻材革新辦公室，石家莊050051)

河北省目前的農(nóng)村住宅，單層建筑占總建筑面積的95%，絕大多數(shù)為磚砌體結(jié)構(gòu)，存在住宅結(jié)構(gòu)抗震性能低、保溫性能差等問(wèn)題，隨著全省關(guān)停取締粘土實(shí)心磚瓦窯工作的推進(jìn)，各類新型墻體材料將逐步替代粘土實(shí)心磚成為農(nóng)村建房的主要建筑材料，農(nóng)村建房的建筑結(jié)構(gòu)體系亟需進(jìn)一步研究和推廣。目前符合節(jié)能抗震要求，又滿足農(nóng)村條件的住宅建筑體系主要有混凝土空心砌塊砌體建筑體系、鋼筋混凝土異形柱框輕體系、非粘土多孔磚混合結(jié)構(gòu)體系、CL 建筑體系、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。

1 混凝土空心砌塊砌體建筑體系。

混凝土小型空心砌塊(以下簡(jiǎn)稱混凝土小砌塊)屬于非燒結(jié)型塊材，它是由膠凝材料、骨料按一定比例經(jīng)機(jī)械成型、養(yǎng)護(hù)而成的塊材。它取材廣泛、施工方便、造價(jià)低廉、強(qiáng)度高、延性好，是代替實(shí)心粘土磚的新型墻材主導(dǎo)產(chǎn)品之一。

我省混凝土小砌塊經(jīng)歷了20 多年的發(fā)展，目前，全省有一定規(guī)模的生產(chǎn)廠家超過(guò)200 多家，其中引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)線12 條，砌塊生產(chǎn)呈現(xiàn)供應(yīng)大于需求的局面。石家莊、唐山、保定、滄州等地城鄉(xiāng)都建有一些砌塊建筑，積累了一定的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，國(guó)家頒布的《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，都對(duì)混凝土小砌塊砌體結(jié)構(gòu)列有專門章節(jié)，規(guī)定設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求。國(guó)標(biāo)02J102-1《混凝土小型空心砌塊墻體建筑構(gòu)造》圖集，詳細(xì)列出了不同開間的墻體排塊和各部構(gòu)造，以及各種外墻保溫做法。

由于小型砌塊是空心薄壁構(gòu)件，灰縫的砂漿結(jié)合面小，豎縫的砂漿飽滿度差，為加強(qiáng)整體性和抗震能力，利用其空心加筋填實(shí)形成芯柱，通過(guò)芯柱、圈梁和拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片，形成縱橫網(wǎng)格，加強(qiáng)對(duì)墻體的約束，使墻體之間、墻體和屋面之間的連接部分具備必要的強(qiáng)度和變形能力;同時(shí)結(jié)構(gòu)的屋面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，以保證芯柱沿房屋全高貫通，加強(qiáng)房屋的整體性，有利于提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。混凝土砌塊墻體本身的保溫性能較差，要做復(fù)合墻解決保溫問(wèn)題，嚴(yán)寒地區(qū)多做夾芯保溫，寒冷地區(qū)宜做外保溫，外保溫常見做法有水泥聚苯板保溫體系和加氣混凝土砌塊保溫體系等。目前這種建筑體系在我省滄州的農(nóng)村住宅建設(shè)中已推廣使用，效果較好。

2 鋼筋混凝土異形柱框輕體系。

鋼筋混凝土異形柱框結(jié)構(gòu)是采用輕質(zhì)墻材填充墻體的現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形柱框架，異形柱框架—斜撐及異形柱框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱是矩形的，由于其斷面尺寸大，一般柱子都突出墻外，影響室內(nèi)的家具布置，影響使用效能的發(fā)揮。異形柱就是按照框架柱所處位置的墻體形狀、厚度的不同將柱設(shè)計(jì)成L 型、T 型、十字形的斷面，使室內(nèi)不出現(xiàn)柱的楞角，輕型墻材填充墻較薄，可增加室內(nèi)使用面積，填充墻材料可利用輕質(zhì)高效的保溫建筑材料，達(dá)到節(jié)能的目的。

異形柱框輕結(jié)構(gòu)是一種新型住宅結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以輕質(zhì)填充墻作內(nèi)、外墻，質(zhì)輕、保溫，有利于抗震。為了使該建筑體系設(shè)計(jì)、施工規(guī)范化，原省建設(shè)廳頒布了《鋼筋混凝土異形柱框輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》，河北工業(yè)大學(xué)對(duì)異形柱的抗震性能和異形柱框輕結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計(jì)及應(yīng)用，進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論分析，證明鋼筋混凝土異形柱框輕體系具有可靠的承載力和較好的延性。該建筑體系完全能夠在城鄉(xiāng)住宅建設(shè)中推廣應(yīng)用。

3 非粘土多孔磚混合結(jié)構(gòu)體系。

該建筑體系采用非黏土燒結(jié)(免燒)多孔磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)所使用的實(shí)心粘土燒結(jié)磚，為滿足傳熱系數(shù)限值的要求，墻體可以另外采取保溫措施。非粘土多孔磚混合結(jié)構(gòu)體系是與農(nóng)村住宅建設(shè)采用的磚混結(jié)構(gòu)相坊的結(jié)構(gòu)形式，房屋建設(shè)造價(jià)相近，目前我省有煤矸石頁(yè)巖燒結(jié)多孔磚生產(chǎn)線200 余條，生產(chǎn)能力120 多億標(biāo)準(zhǔn)磚。混凝土多孔磚全省超過(guò)百家，年產(chǎn)能50 億塊標(biāo)準(zhǔn)磚，可以滿足河北大部分農(nóng)民住宅建設(shè)的需求。

4 CL建筑體系。

CL 建筑體系(簡(jiǎn)稱CL 體系)是由石家莊晶達(dá)建筑體系發(fā)展公司發(fā)起，聯(lián)合有關(guān)院校開發(fā)研究的具有節(jié)能效果明顯、抗震性能好的新型建筑體系。CL 體系是由CL 復(fù)合墻板、裝配整體式或現(xiàn)澆整體式結(jié)構(gòu)體系，局部設(shè)置少量L 型、T 型、矩形小墻肢。它與傳統(tǒng)剪力墻的區(qū)別在于:傳統(tǒng)剪力墻為實(shí)體墻，而CL 復(fù)合墻板是由兩層鋼絲網(wǎng)通過(guò)斜插絲連接，中間加聚苯乙烯形成空間網(wǎng)架，內(nèi)外兩側(cè)分別澆筑混凝土形成的整體受力墻板。CL 體系是一個(gè)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品配套的新型建筑體系。它的CL 網(wǎng)架板、CL 模板、CL 石膏空心砌塊和粉刷石膏都是配套生產(chǎn)的。近年來(lái)，CL 建筑體系在我省邯鄲、石家莊等地建筑中大量的采用。衡水市景縣將此結(jié)構(gòu)體系用于農(nóng)村住宅建設(shè)，并作為示范典型進(jìn)行推廣。

5 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。

輕鋼結(jié)構(gòu)體系具有空間分隔靈活、施工安裝快捷，可避免鋼筋混凝土作業(yè)造成的環(huán)境污染和噪音污染，屬于綠色建筑體系。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅中常用的結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。梁柱大都為軋制或焊接工形截面，有時(shí)柱也可采用箱型截面?？蚣芙Y(jié)構(gòu)平面布置靈活，各部分剛度比較均勻，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于施工。

為了加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，抵抗水平風(fēng)和地震作用，通常采用槽鋼或角鋼在墻體平面內(nèi)布置垂直支撐體系，根據(jù)要求沿縱、橫向單向布置或雙向布置。支撐與框架鉸接，按拉桿或壓桿設(shè)計(jì)?？紤]到門窗的布置，可采用X 型、單斜桿型、人字型、倒人字型、W 型、倒W 型、門式等形式，還可采用偏心支撐。其中偏心支撐的優(yōu)點(diǎn)是在較小或中等的水平荷載作用下有足夠的剛度，而在嚴(yán)重超載(如大地震)時(shí)具有良好的延性，是一種較好的抗剪支撐。在不影響建筑功能的前提下，在平面上支撐應(yīng)均勻布置。輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋的屋面要具有足夠的承載力，剛度和整體性。當(dāng)前較常采用的是在鋼梁上鋪設(shè)壓型鋼板，澆注100～500mm厚混凝土板。壓型鋼板與鋼梁之間有栓釘鏈接，保證屋面板和鋼梁之間的可靠連接。為了減輕鋼結(jié)構(gòu)房屋的自重，圍護(hù)結(jié)構(gòu)大都采用輕質(zhì)填充材料，如輕集料混凝土空心砌塊、加氣混凝土塊等產(chǎn)品。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系一般應(yīng)用于高檔住宅建設(shè)，目前在農(nóng)村還少有使用，隨著鋼材價(jià)格的不斷回落，使這種結(jié)構(gòu)形式在城鄉(xiāng)住宅建設(shè)中推廣成為可能。