淺析承風(fēng)墻在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅外墻的應(yīng)用

（福建閩江源建設(shè)發(fā)展有限公司，福建 三明 365000）

0 引言

隨著建筑行業(yè)快速發(fā)展，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅得到了推廣，在實踐中推出一種專用的外墻建筑構(gòu)造體系，也就是承風(fēng)墻。承風(fēng)墻具有良好性能，例如抗震、防風(fēng)等，將其運用在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅中具有重要意義。為了適應(yīng)發(fā)展需求，要樹立起創(chuàng)新意識，在外墻建筑構(gòu)造體系中引入新技術(shù)、新工藝，提高住宅質(zhì)量。

1 鋼結(jié)構(gòu)住宅外墻建筑構(gòu)造發(fā)展現(xiàn)狀

國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排理念，具有環(huán)保性的鋼結(jié)構(gòu)住宅，對建筑行業(yè)產(chǎn)生了深刻影響。但是由于發(fā)展時間比較短，存在技術(shù)不完善、配套產(chǎn)品不成熟等問題，限制了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。實踐發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅外墻建筑構(gòu)造面臨著諸多問題。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑常見外墻圍護體系包括鋼筋混凝土大板、鋼骨架發(fā)泡混凝土輕質(zhì)大板、加氣混凝土條板、發(fā)泡混凝土灌漿墻等，在實際應(yīng)用中取得了良好成效。但是也暴露出一些問題，例如外墻開裂滲水、隔音效果差等，很大程度上降低了住宅質(zhì)量。

1.1 鋼筋混凝土大板

鋼筋混凝土大板最大的特點就是安裝方便，可以作為外墻建筑材料。但同時考慮到鋼筋混凝土外墻板在平面內(nèi)的剛度比較大，會影響到鋼結(jié)構(gòu)框架的受力變形，所以要選擇合適的鋼筋混凝土大板與鋼結(jié)構(gòu)連接方式。進行深入分析，建議采用柔性連接的方式，有效解決了面臨問題，但同時出現(xiàn)了新的問題，包括外墻開裂、滲水等，還需要進一步解決。目前來看，受到各方面因素的影響，還沒有找到一種理想材料，所以面臨問題得不到解決，后期發(fā)展中還有待加強技術(shù)研究，不斷改善材料性能。

1.2 鋼骨架發(fā)泡水泥輕質(zhì)大板

鋼骨架發(fā)泡水泥輕質(zhì)大板在實際應(yīng)用中出現(xiàn)了一系列問題，適用范圍比較有限，在實際運用過程中，需要進行一些有效處理，否則后期就會出現(xiàn)質(zhì)量問題。另外鋼骨架發(fā)泡水泥輕質(zhì)大板的保溫性能也不是很好，對住宅品質(zhì)會產(chǎn)生不利影響。受到技術(shù)條件限制，出現(xiàn)問題得不到處理，成為了發(fā)展的限制性因素。

1.3 蒸壓加氣混凝土條板

在發(fā)展過程中，將國外先進技術(shù)引入到蒸壓加氣混凝土條板生產(chǎn)中來，目前已經(jīng)在鋼結(jié)構(gòu)建筑的外墻中普遍應(yīng)用，但技術(shù)還不是很成熟，所以無法有效推廣。實踐證明，加氣混凝土條板都嵌入到鋼結(jié)構(gòu)框架中，依然會出現(xiàn)變形、裂縫等問題。從市場情況來看，加氣混凝土條板價格呈現(xiàn)出居高不下的趨勢，成本較高成為了限制推廣應(yīng)用的原因之一[1]。

1.4 發(fā)泡混凝土灌漿墻

發(fā)泡混凝土灌漿墻發(fā)展時間比較短，是近幾年才出現(xiàn)的。通過實際觀察發(fā)現(xiàn)，發(fā)泡混凝土灌漿墻出現(xiàn)問題包括墻體上部等特殊部位很難灌實，漿體會產(chǎn)生側(cè)壓力，導(dǎo)致墻體兩側(cè)水泥板發(fā)生變形，墻體表面無法達到平整度標準，后續(xù)還要花費更多時間去處理，外墻耐久性有待驗證。

1.5 加氣混凝土塊砌體墻

和上述其他四種外墻圍護體系比較而言，加氣混凝土塊砌體墻實際應(yīng)用效果比較好，但是也存在一定不足之處，砌體墻讓剛度得到明顯增強，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)自振周期變小，地震效應(yīng)增大。施工過程中受到技術(shù)條件、人為因素等影響，導(dǎo)致很難達到建筑質(zhì)量標準。

對鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑外墻構(gòu)造進行分析，為了保證住宅質(zhì)量，必須要滿足以下要求。一是可以有效抵抗外荷載的作用，滿足鋼結(jié)構(gòu)建筑的變形要求，保證墻體不開裂、不滲水。二是最大程度降低外墻帶給鋼結(jié)構(gòu)框架的剛度，使得地震效應(yīng)減小。當鋼結(jié)構(gòu)框架變形超出正常范圍時，外墻結(jié)構(gòu)能夠提供一定剛度來防止變形，保證住宅結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。三是具有和鋼結(jié)構(gòu)框架相近的使用年限，符合SI建筑理念。四是使用建筑住宅發(fā)展要求，具有節(jié)能保溫、防水抗?jié)B等性能。五是裝配式干式施工，安裝起來比較方便。六是容易滿足建筑裝飾要求[2]。

目前鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑外墻構(gòu)造中出現(xiàn)了諸多問題，所以必須總結(jié)、分析問題找到其中原因，并采取有效措施處理。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑外墻圍護體系處于發(fā)展之中，還不是很成熟，在實際應(yīng)用中會，還需不斷通過改進來提升建筑質(zhì)量。在實踐應(yīng)用中承風(fēng)墻表現(xiàn)性能優(yōu)越。

2 鋼結(jié)構(gòu)住宅外墻承風(fēng)墻

2.1 承風(fēng)墻的構(gòu)成

承風(fēng)墻墻體材料構(gòu)成比較復(fù)雜，每種材料具有特定性能，組合起來可以提高質(zhì)量，應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)住宅中。水泥基材料和鋼材的熱膨脹系數(shù)非常相近，在現(xiàn)場施工中，將高效保溫材料澆筑在墻體的核心空間，形成復(fù)合墻體，具有良好性能，提高了墻體的質(zhì)量。承風(fēng)墻構(gòu)成包括多個層面，每層都有特定功能，保證承風(fēng)墻具有良好性能。在安裝承風(fēng)墻時，必須要遵循由外向內(nèi)的順序，這是非常重要的，直接關(guān)系到質(zhì)量水平，最后再進行處理，保證滿足規(guī)定標準。

最外層是帶邊框的鋼筋混凝土板，外墻外板由標準化構(gòu)件組成的邊框、窗戶外框等組成，構(gòu)成了一個整體，具備抗腐蝕、抗地震的作用，保證建筑外墻具有良好耐久性。兩層輕鋼龍骨夾增強纖維水泥壓力板組成外墻內(nèi)板，需要注意的是，體現(xiàn)在外墻內(nèi)板預(yù)留出空間，為管線布置做好準備，后期不需要剔墻開槽，大大減少了施工工作量。外側(cè)是澆灌發(fā)泡混凝土的模板。將斷橋連接件設(shè)置在內(nèi)板和外板之間，用來抵抗?jié)补喟l(fā)泡混凝土過程中產(chǎn)生的漲力，從而提高了墻體安全性。

在澆灌發(fā)泡混凝土之前，需要做好防水保護工作，主要方法是在外墻外板內(nèi)側(cè)噴涂，內(nèi)板做好防滲漏。承風(fēng)墻在鋼筋混凝土外板和防水蓋縫板形成剛性防水層，共有三道防水層，為墻體的防水抗?jié)B提供可靠保障。將高效保溫材料澆筑在發(fā)泡混凝土核心，不僅可以發(fā)揮出保溫材料的最大作用，還能夠改善防火性能和保溫效果。承風(fēng)墻預(yù)留了有上層向下層墻體澆灌發(fā)泡混凝土的空間，大大改善了澆灌效果，更加的密實，保證滿足質(zhì)量要求。

2.2 承風(fēng)墻的建筑構(gòu)造

承風(fēng)墻是裝配整體式墻體。選擇標準部件的挑塊，將鋼框架梁和鋼圍梁連接起來。挑塊由保溫材料制成，保證具有良好強度和剛度，可以滿足使用要求。挑塊讓外墻外板處于室外溫度區(qū)，外墻內(nèi)板和鋼框架處于室內(nèi)溫度區(qū)，很容易就可以區(qū)分。

圍梁是標準化部件，由鋼板制成，可以發(fā)揮出有效作用，其重要性包括幾個方面。圍梁具有預(yù)留出墻的通風(fēng)管孔或空調(diào)架位置的功能。圍梁使用減少了減少了外墻外板的用量，有效提升了外板標準化程度。當發(fā)生地震時，圍梁發(fā)生變形來可以避免對外墻板造成的破壞，提高了建筑的安全性。外墻外板上下邊緣預(yù)留出兩排螺栓，主要是為了方便和圍梁的上下導(dǎo)軌連接。外墻外板的垂直板縫需要進行密封處理，一般會采用鋁合金防水蓋縫板，另外要噴涂防水層，這樣密封效果會更好。外墻內(nèi)板的橫龍骨與外墻外板的鋼筋桁架采用斷橋連接件拉接。

2.3 安裝與精度協(xié)調(diào)

對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅而言，安裝是一道非常重要的工序，要由專業(yè)技術(shù)人員來負責(zé)，并按照既定順序安裝完成。目前對鋼結(jié)構(gòu)框架安裝精度要求比較高，確保達到10mm，但是達到這一標準對其他部件的正常安裝會產(chǎn)生不利影響，為了解決面臨問題，必須要設(shè)置精度協(xié)調(diào)機制，主要由圍梁來承擔(dān)。安裝精度關(guān)系到住宅質(zhì)量，因此要加強控制，避免出現(xiàn)過大偏差，導(dǎo)致出現(xiàn)更多問題。

圍梁借助于挑塊和鋼框架螺栓連接起來，挑塊具有很強適用性，而且可以根據(jù)實際情況進行合理調(diào)整，對鋼框架的精度缺失進行彌補。精度調(diào)整完成后通過局部錨固筋與疊合板一起澆筑固定。調(diào)整之后，將圍梁高度和長度方面的誤差控制在合理范圍內(nèi)，方便后續(xù)部件安裝。如果精度得不到控制，不利部件安裝，從而影響整體性，因此精度調(diào)整是至關(guān)重要的，必須要滿足相關(guān)要求，控制在合理范圍內(nèi)，防止出現(xiàn)過大偏差。

2.4 墻體的抗震性能

為了了解墻體的抗震性能，可以采用擬動力試驗的方法，通過試驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑墻體在鋼結(jié)構(gòu)框架變形發(fā)展到一定程度時，幾乎都會出現(xiàn)板角壓碎的情況，建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度會大大降低，削弱了抗震能力，當發(fā)生地震時很有可能出現(xiàn)坍塌，直接威脅到人民生命財產(chǎn)安全。據(jù)報道相關(guān)人員通過研究發(fā)現(xiàn)，這類填充墻的剛度可以支持鋼結(jié)構(gòu)框架的抗震性能，在這種情況下，用鋼量就會有所減少。鋼結(jié)構(gòu)框架抗震設(shè)計目的不是為了發(fā)生地震時不倒塌，而是在于設(shè)防烈度地震不傷人、罕遇地震不倒塌。在彈性工作階段，填充墻能夠提供比較大的剛度，但也有弊端，地震破壞性會更大。設(shè)防烈度地震主要目的是保護人員安全，避免建筑構(gòu)件破損掉落傷人。在鋼結(jié)構(gòu)變形接近限值時好的填充墻可以為結(jié)構(gòu)提供剛度支撐。地震是自然災(zāi)害，具有突發(fā)性、破壞力大的特點，因此抗震性能研究越來越受到人們重視。結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)住宅實際情況來看，制定科學(xué)合理抗震設(shè)計方案，嚴格按照要求去執(zhí)行，不斷提高住宅質(zhì)量。

承風(fēng)墻由內(nèi)板和外板之間澆灌發(fā)泡混凝土組成。內(nèi)板和外板處于特定位置上，保證發(fā)揮出有效作用，內(nèi)板和外板之間保溫材料比較多。當鋼結(jié)構(gòu)框架變形比較小時，墻體不會發(fā)生太大變化，變形具有協(xié)調(diào)一致的特點。當鋼結(jié)構(gòu)框架變形比較大時，墻體就會出現(xiàn)裂縫，內(nèi)板和外板之間產(chǎn)生變形差，內(nèi)板與鋼結(jié)構(gòu)會同時發(fā)生變形，而且外板變形速度比較慢，在這種情況下就會形成外掛墻板。通過研究表明，外掛墻板的應(yīng)用，大大提高了鋼結(jié)構(gòu)框架的穩(wěn)定性和強度，一定程度上提升了建筑的抗震性能。據(jù)查詢相關(guān)資料顯示承風(fēng)墻外板由帶鋼邊框的鋼筋混凝土板組成，具有較強抗破損能力，當鋼結(jié)構(gòu)框架的層間變位達到1/100或者更大時，外板不會出現(xiàn)破壞，而且會給給鋼框架提供剛度。承風(fēng)墻對鋼結(jié)構(gòu)框架振動有明顯的阻尼作用，可以減少結(jié)構(gòu)變形，降低地震造成的破壞，為人員生命財產(chǎn)安全提供可靠保障[3]。

3 BIM技術(shù)在承風(fēng)墻建筑構(gòu)造體系運用展望

BIM是建筑信息模型，作為一項先進技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用在建筑領(lǐng)域，對于行業(yè)發(fā)展具有重要意義。BIM技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在五個方面，分別是可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性，對整個施工過程進行模擬，通過分析制定科學(xué)合理方案，作為重要參考依據(jù)。借助模擬將施工過程展現(xiàn)出來，對于發(fā)現(xiàn)問題及時處理，消除不利因素影響，保證施工順利開展，在工期之內(nèi)完成建設(shè)任務(wù)，提高整體經(jīng)濟效益。將BIM技術(shù)運用到裝配式建筑中來是發(fā)展的必然趨勢，具有廣闊市場潛力，特別是對承風(fēng)墻建筑構(gòu)造體系進行深入研究，改善實際運用情況和推廣具有催化劑效應(yīng)。在ABD三維建筑軟件的基礎(chǔ)之上，建立起可視化的建筑模型數(shù)據(jù)庫，對鋼結(jié)構(gòu)住宅特點全面分析，綜合考慮建筑構(gòu)造、建筑設(shè)計規(guī)范、工程條件等要求，開發(fā)出具有強大功能的BIM軟件，有效應(yīng)用到實際中去。運用BIM技術(shù)時要從裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅專用的外墻建筑構(gòu)造具體情況出發(fā)，實現(xiàn)技術(shù)有效融合，有助于提高住宅質(zhì)量。充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢，對設(shè)計方案進行完善，可以達到更好效果。為了提升BIM技術(shù)應(yīng)用的針對性，需要與裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅專用的外墻建筑構(gòu)造聯(lián)系起來，將具體效果落實下去，實現(xiàn)預(yù)期目標。BIM技術(shù)處于不斷發(fā)展之中，因此要增強創(chuàng)新意識，大力引入新技術(shù)、新工藝，更好應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)住宅中去。

4 結(jié)語

綜上所述，更加全面了解裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅專用的外墻建筑構(gòu)造，進行深入研究是很有必要的。承風(fēng)建筑構(gòu)造體系可以滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅外墻的性能要求，具有較高推廣價值。外墻是裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的重要組成部分，和整體質(zhì)量有著密切關(guān)系，分析裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅特點，明確外墻建筑構(gòu)造要求，有利我國建筑工廠化發(fā)展，有利建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。