裝配式鋼結構建筑墻體的發展研究

田寶鵬

摘要：立足于裝配式鋼結構建筑所具有的特點以及其發展趨勢，針對承載了此類建筑的保溫以及美觀、實用性特性的墻體展開分類，并做出綜合的比較，同時，提出了對于墻體選型的建議。對預制墻板以及結構主體的具體連接方式以及節點構造的形式予以介紹，并總結當前工程中多見的一些墻板連接構造，指出預制墻板在當前工程施工中的具體問題，同時為裝配式鋼結構建筑的預制墻板今后的發展提供建議。

關鍵詞：裝配式鋼結構建筑;墻板;連接構造形式

1裝配式鋼結構建筑墻體目前的研究現狀

鋼結構建筑本身的優勢是有益于現代工業化生產以及標準化制作，因此，其墻體材料亦需有足夠高的穩定性與強度，此外，要能夠對建筑結構本身的熱工性能予以滿足。與此同時，切合于工業化需要的墻體需具備輕質以及隔聲、環保、防火等各類優異性能、科學的連接結構。如今，裝配式鋼結構建筑墻體的體系總共有2個大類，即建筑砌塊以及建筑墻板。

1.1建筑砌塊

建筑砌塊主要有以下幾類：混凝土小型空心砌塊以及石膏砌塊、粉煤灰砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊。

1）混凝土小型空心砌塊

一般的混凝土小型空心砌塊的整個制作工藝中會以水泥為皎潔料，以天然砂石為集料，通常來講，會經過一定的攪拌振動以及壓制、養護等有關工藝過程的制作，在此之中，輕集料的混凝土小空心砌塊會使用輕集料混凝土來作為其原材料，多被用在建筑工程的非承重構造，普遍應用于工業以及民用建筑的填充墻以及隔墻工程之中。

2）石膏砌塊

石膏砌塊最為主要的原材料是建筑石膏，在整個生產過程中能加入一些石膏制品（由纖維增強材料、輕集料以及發泡劑等制作而成），多用在建筑物的非承重隔墻上。石膏切塊有著多種特點，比如隔熱性能以及防火性能、隔聲性能較好，此外，其調節室內溫度以及濕度的性能也較佳;砌塊表面比較平坦，無需墻體抹灰，故而其施工效率比較高;其砌塊質量比較小，能夠較好地減輕整個建筑物的重量，并提升整體的抗震性能，讓使用空間持續擴大，加大了建筑物的使用面積。

3）蒸壓加氣型混凝土砌塊

蒸壓加氣型混凝土砌塊具體的主要原材料為硅質材料以及鈣質材料，摻入了特定量的發氣劑以及水來加以攪拌，在原材料互相間的化學反應下生成空隙，繼而澆筑成型以及預養切割、蒸汽養護制成的“多孔硅酸鹽砌塊”。

1.2建筑墻板

建筑板材有著比較高的技術含量，除了對自己的性能有比較高的要求外，還要對墻板以及主體結構的具體連接構造、施工安裝要求予以考慮，是建筑墻體材料的關鍵組成部分。建筑板材有著比較大的優勢，能夠定型化地設計以及生產。

1）纖維增強型水泥板

纖維增強型水泥板具體是指用水泥以及石棉、其他的纖維充當增強材料，再經許多道程序的加工養護后所制作而成的板材。因為纖維水泥板的板薄、質輕特點，加之其抗拉強度以及沖擊強度較高，耐冷熱以及不燃燒，且加工性能優良，故而被普遍地用到了建筑工程中。

2）石膏板

纖維石膏板的原材料為建筑石膏以及外加劑、有機（無機）纖維以及水等，該類板材經過養護凝結，然后干燥后制成。因為石膏硬化之后會有比較大的脆性，強度會比之前有所降低，通過將木質刨花以及玻璃纖維等纖維增強材料加入與石膏中，能夠讓其強度以及韌性大幅加強。此外，纖維石膏板有著比較佳的防火以及防潮性能、隔聲性能，而且可釘可鋸，很容易生產以及再加工。

2墻板的連接方式以及節點構造

現如今，墻板分成了剛性連接以及柔性連接。剛性連接具體所指的是以水泥砂漿來把墻板以及結構框架有效粘接好的方式;而柔性連接具體所指的是以柔性密封膠（又或是柔性材料）把墻板以及主體框架間所存的接縫充分填充，繼而達成連接效果。當建筑結構出現了位移狀況時，墻板若是屬于剛性連接的方式，就會生成比較大的應力，繼而出現變形以及開裂;若是選了柔性連接方式，那么在結構開始位移的時候，柔性填充材料即可借助于特定的微小變形來講應力有效釋放出來，繼而不會使得墻板實際開裂和被破壞。盡管柔性連接可以具備特定的抵抗變形能力，但是墻板以及主體結構間不具備足夠的緊固力，易發生墻板脫落的情況，故而設置相應的抗剪連接件變成了墻板的柔性連接方式的重點。因為其本身強度比較低，故而，預制墻板僅可承受自己的荷載，故而和主體結構的具體連接形式通常是柔性連接，以確保墻體和主體結構能夠協同受力、變形。如今，市場上針對蒸壓加氣型的混凝土外墻板的可用的連接構造方法具體為下列4種：鋼管錨連接以及螺栓連接、直角鋼件連接件以及斜柄連接件。就內墻板的接縫位置的連接構造而言，通常是在和鋼結構建筑的主體梁所在的連接位置焊接一U形的連接件，并且，連接件的整個間距絕不超出600毫米，每一塊墻板應該要由2個（最少）U型卡件有力固定，此外，還有下列的若干種連接構造，即條形連接法以及接縫鋼筋法、角鋼法、管卡法以及直角鋼件法、十字相交法等。

3 工程應用與現存的問題

1）墻體連接節點的具體強度。對于鉤頭螺栓的連接點本身的承載力而言，能夠決定其大小的直接因素是構配件的實際強度，也即是鉤頭螺栓以及墊片的實際強度，同時，還和鉤頭螺栓以及角鋼的實際焊接質量具有很大的關系。其一，墻板連接件的使用材料其價格各不一樣，材料質量很難有所保證，而且節點連接件多有比較高的價格。其二，連接件的現場焊接比較多，并且其安裝方式是比較繁瑣的，現場焊接的質量無法被保障。

2）墻板接縫的處理。因為墻板接縫處理的溫度會有所變化，并對此有所影響，此外建筑材料出現的收縮效應等也會帶來影響，故而，墻板接縫處多會出現變形以及裂縫問題。

3）沒有技術標準圖集。中國目前的裝配式鋼結構建筑的配套墻板技術以及標準、圖集仍舊不是很成熟，而且圖集多半為企業性質，很難做到標準化以及通用化。

4 結論

1）發展現代的裝配式鋼結構建筑，其一應該強化配套預制板的持續研發，比如材料的有效優選以及多種性能的提高，其二需要著重研究墻板的整體連接構造，連接件的質量的提高。 2）提升當前的裝配式住宅的外墻技術標準以及圖集的有效編制速度，持續的規范以及指導對于預制板的科學施工安裝，逐漸地做到主體結構以及圍護結構的全面的一體化設計以及生產、現場施工安裝。3）對裝配式鋼結構住宅建筑工程的專業技術人才以及產業工人要加大培育力度，推進新材料以及新工藝、新型極具在該類建筑工程的施工現場的實際應用，持續提升工程施工效率。

參考文獻：

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[2]張愛林，胡婷婷，劉學春. 裝配式鋼結構住宅配套外 墻分類及對比分析[J]. 工業建筑，2014，44（08）：7-9+34.

（作者單位：山東省建設集團有限公司）