整體裝配式輕鋼龍骨外墻板的研究

王曉彬 劉殿忠

吉林建筑大學(xué)

1 引言

過去，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要是以廣泛的增長模式為主，在這種模式中，資源消耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重。在建筑業(yè)中，追求部分經(jīng)濟(jì)效益和降低建筑成本，在高效和規(guī)范的建筑中，缺乏研究和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致我們的建筑消費(fèi)量不高，使管理結(jié)構(gòu)性能差，密封窗口狹窄，導(dǎo)致生活舒適的低效率建筑，這使我國的建筑節(jié)能水平與發(fā)達(dá)國家產(chǎn)生了很大差距。

歐美等發(fā)達(dá)國家，第二次世界大戰(zhàn)，工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和融入發(fā)展進(jìn)程，從簡單的高度到企業(yè)和工業(yè)發(fā)展之前，到目前為止，整個(gè)加工產(chǎn)品生產(chǎn)部門的住房單位，企業(yè)可以相互協(xié)調(diào)。通過不斷發(fā)展新材料、新技術(shù)、逐步消除落后技術(shù)和母性。標(biāo)準(zhǔn)化確保了生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的有序質(zhì)量，大大提高了生產(chǎn)效率，住房建設(shè)走上了“精煉”的道路。住房建設(shè)的組裝和一體化程度非常廣泛，這使得住房的工業(yè)化得以普及，在住房建設(shè)中獲得了很大的市場份額。

建國后，我國百廢待興，為解決國家千瘡百孔的面貌，各方亟待建設(shè)，這掀起了我國建筑工業(yè)化的第一次高潮。這一階段一直持續(xù)到改革開放，并取得了一些成果。例如，1953 年，在房屋建設(shè)中使用了結(jié)構(gòu)化的磚墻和水泥房屋；1958年，大板化宅的試點(diǎn)工程已經(jīng)完成；幾年后，在北京、天津和上海形成了磚混結(jié)構(gòu)住宅、水泥房屋和住宅區(qū)。以研究建筑業(yè)的工業(yè)化問題，并在相關(guān)進(jìn)程中積累了大量經(jīng)驗(yàn)。隨著建筑業(yè)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，我們?nèi)〉昧艘恍┏删停a(chǎn)力水平——技術(shù)水平——仍然相對較低，生產(chǎn)水平仍然不協(xié)調(diào)，生產(chǎn)水平低，這是為了改變這一人口。一些專家介紹了一體化建設(shè)的概念，與研究建筑技術(shù)相結(jié)合的概念。

2 常見整體裝配式房屋構(gòu)成體系

2.1 結(jié)構(gòu)體系

2.1.1 冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)體系

以熱錐（或金屬鍛造）形式的薄板鋼材外觀作為主要負(fù)荷結(jié)構(gòu)，再加上熱絕緣、隔音、防潮和防火系統(tǒng)，形成了一種多功能的建筑形式，能源效率和環(huán)境友好型。由于大多數(shù)鋼材是在工廠里用0.42mm～2.56mm 的鑄造板制造的，并通過自動(dòng)鉆井和自動(dòng)鉆孔迅速組裝，因此也被稱為“住宅輕型鋼制”。目前，全世界流行的輕鋼、冷彎曲、薄墻住宅系統(tǒng)基本上是以支撐結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。

冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。自20 世紀(jì)中期以來，美國、加拿大、澳大利亞和日本等國在其分析、理論和方法系統(tǒng)中開發(fā)了多專利產(chǎn)品、軟件設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)，以計(jì)算高度精密的設(shè)計(jì)和制造。統(tǒng)計(jì)、制圖、工程和設(shè)計(jì)的提供很快就可以完成，標(biāo)準(zhǔn)化和高生產(chǎn)方面的供應(yīng)也得到改善。

（1）現(xiàn)場施工簡單、迅速，施工周期短。在薄墻輕鋼結(jié)構(gòu)工程中，傳統(tǒng)的“建筑”概念只是一種“裝配”過程。在四川省杜江揚(yáng)地區(qū)，農(nóng)民重建的部分房屋是用輕鋼、薄墻和庫爾維達(dá)結(jié)構(gòu)建造的。許多項(xiàng)目是農(nóng)民在工程技術(shù)人員的協(xié)助下建造的。

（2）用鋼量少，造價(jià)低廉，低碳環(huán)保。其結(jié)構(gòu)部分的橫截面是所有輕鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)建筑類型中最小的。由于房屋重量小，基金會(huì)的治療非常簡單，通常是以8噸重的條形基座進(jìn)行，可以滿足需要，建筑費(fèi)用也相應(yīng)減少。材料是可回收的，建筑過程中的環(huán)境污染最小。

（3）抗震性能優(yōu)異。由于重量輕，在地震行動(dòng)中產(chǎn)生的水平力很小，而且本身的剛性很強(qiáng)，因此可以通過建造合理結(jié)合的墻來實(shí)現(xiàn)理想的地震效應(yīng)，在防御強(qiáng)度強(qiáng)的地區(qū)，最好使用雙面板；同時(shí)，薄墻輕鋼住宅系統(tǒng)屬于彈性結(jié)構(gòu)，通過變形可以吸收和消耗大量的地震動(dòng)力學(xué)能量。在這種結(jié)構(gòu)下，可以使用兩個(gè)面板。有效地減少地震對建筑物造成的破壞。

（4）開間靈活，舒適度高。輕鋼薄壁住房系統(tǒng)通常采取框架結(jié)構(gòu)的形式，有支持性，寬度大，開放式房間的布局靈活，可以形成一個(gè)大的開放式房間，從而使視野寬闊，沒有內(nèi)在壓迫感。其復(fù)合墻不僅可以作為具有高熱強(qiáng)度的富有結(jié)構(gòu)建造，使室內(nèi)溫度在冬天和夏天都是溫暖的，而且還能調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，使居住者感到舒適。

2.1.2 鋼框架體系

該系統(tǒng)的承重框架由熱軋H 型鋼、高頻焊接H 型鋼和冷彎方管等構(gòu)件組成。結(jié)構(gòu)體系類似于混凝土土框架結(jié)構(gòu)?；炷亮?、柱改為鋼梁、鋼柱。豎向支承體系和水平支承體系均為鋼框架結(jié)構(gòu)。

2.2 樓板體系

樓板是建筑物的重要構(gòu)件，承受豎向荷載，傳遞水平荷載。一般情況下，一層樓板直接建在地面上，采用全部或部分現(xiàn)澆的方式。其他地板形式有：現(xiàn)場地板、組合地板和組合整體地板。預(yù)制單片樓板使用預(yù)制樓板，將在現(xiàn)場組裝，節(jié)省了平板支架的建造程序，加快了施工速度，減少了現(xiàn)場的施工數(shù)量。層壓層是在層壓時(shí)與共同甘油一起建造的，這樣可以將設(shè)備的管線放在層壓層上，便于設(shè)備的整合。因此，根據(jù)對普通的地板形式和預(yù)制綜合房屋特點(diǎn)的比較分析，預(yù)制綜合房屋適合用作混凝土層壓地板的一種地板形式。

2.3 圍護(hù)體系

根據(jù)我國可持續(xù)發(fā)展的要求，禁止使用粘磚，國家鼓勵(lì)和支持發(fā)展新型墻體材料。新型墻體材料具有保溫節(jié)能的特點(diǎn)，可分為新型磚、新陶塊、新型型板三種類型。

隔離墻和預(yù)制建筑的節(jié)能是綜合建筑的重要特點(diǎn)，因此，綜合住房的推廣需要大力開發(fā)隔離墻和節(jié)能板。根據(jù)上述比較分析，綜合性住房的設(shè)計(jì)和建造需要大量投資。根據(jù)不同表格的特點(diǎn)和集成房屋裝配整合的特點(diǎn)，綜合性的研究與開發(fā)與研究預(yù)制房屋設(shè)計(jì)了輕鋼龍骨外墻板。

3 輕鋼龍骨外墻板

輕鋼龍骨外墻板是以薄壁輕鋼為龍骨框架，有水泥纖維板作為面板，兩個(gè)側(cè)板，以及板上填充的粉末水泥等輕質(zhì)材料，用外聚苯乙烯泡沫板（XPS板）作為絕緣材料形成一個(gè)三明治型外部板。薄墻輕型人行道重量輕，具有很強(qiáng)的耐力。鋼材表面采用電鍍處理法，以提供良好的防腐蝕保護(hù)；厚、輕量級、絕熱、絕佳的聲學(xué)絕緣和吸收；XPS板是絕緣、耐火和輕便的。輕鋼殼外

殼由上述材料的組合組成，具有很強(qiáng)的絕熱、聲頻絕緣和聲音吸收性能，以及車體重量。輕鋼殼外殼可根據(jù)建筑和施工的需要改裝。可在工廠生產(chǎn)，以便運(yùn)到組件加工場安裝和建造。

3.1 墻板的連接形式

由于輕型鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，輕型鋼的外殼是穩(wěn)定的。墻壁板與鋼結(jié)構(gòu)組件的結(jié)合是通過鋼板進(jìn)行的，連接的位置是用螺絲釘固定的，最后是用電焊進(jìn)行加固的焊接。墻壁板與鋼結(jié)構(gòu)模塊的連接過程是在工廠進(jìn)行的，高度機(jī)械化和可操作。在將這些模塊運(yùn)到安裝這些模塊的地點(diǎn)之后，對板的縫隙進(jìn)行密封處理。

3.2 墻板制作過程

（1）預(yù)制輕鋼龍骨框架，在龍骨上留孔，以便連接錯(cuò)件玻璃纖維。

（2）按布置圖將玻璃鋼連接件布置在保溫板上。

（3）內(nèi)、外龍骨垂直放置，內(nèi)、外龍骨之間安裝玻璃鋼錨保溫板，兩側(cè)龍骨通過錯(cuò)件兩端錯(cuò)頭與保溫板連接。

（4）以內(nèi)貼硅鈣面板為底模，放置龍骨框架，內(nèi)貼硅鈣板面板用螺釘與龍骨框架連接，同時(shí)做好埋件與龍骨、面板的連接，按需噴一層粘結(jié)砂漿，內(nèi)現(xiàn)澆泡沫水泥窗框或輕質(zhì)材料，如聚苯乙烯顆粒砂漿，及埋件。

（5）保溫材料養(yǎng)護(hù)后，噴一層粘結(jié)砂漿，在框架內(nèi)現(xiàn)場澆筑發(fā)泡水泥或聚苯顆粒砂漿等輕質(zhì)材料。

（6）硅鈣板面板上外側(cè)，用螺釘將面板與龍骨框架連接。

4 總結(jié)

本文提出了一種適用于預(yù)制集成建筑復(fù)合保溫板、輕鋼龍骨兩側(cè)墻板為框架的輕鋼龍骨、框架內(nèi)填充氣泡的混合空間、兩側(cè)形成復(fù)合板的方法，輕鋼龍骨設(shè)置在兩側(cè)中部的経鋼龍骨復(fù)合板畳一層XPS 板上，輕鋼橋骨復(fù)合板以兩側(cè)側(cè)面粘貼的水泥纖維板為面板，最終形成夾心式覆面。由于該墻板采用雙層鋼框架結(jié)構(gòu)，與普通混凝土主體復(fù)合墻體相比輕50%左右。因此，該墻板在結(jié)構(gòu)中的受力性能優(yōu)于普通混凝土這種墻板的機(jī)械性能是可以保證的。