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高层钢结构住宅围护墙板HCL板的特点
发布时间:2012-3-19 11:09:51 | 人感兴趣 | 评分:3 | 收藏:
来源:本站原创 | 作者:佚名
    HCL板具高强、轻质、保温等特点

    1、高强

    一般水泥砂浆的强度为5.0~10.0 MPa,混凝土强度为10.0~30.0MPa,为进步水泥基材料的强度,HCL板生産工艺采取了公道的骨料级配;严格控制水灰比,适加添加剂,其强度可达到120MPa以上。考虑到高层抗风振的要求和开孔的需要,在几十种方案中优化组合,现将强度控制在40MPa左右。同时爲了进步材料的韧性,加进了少量高弹性模量的纤维,由此引发了与强度相抵触的矛盾。经过反复试验,在保证强度的条件下,掺进适量的纤维增加墙板的“延性”是必要的。

    2、轻质

    为了减少板材的面密度,HCL板常规采用圆孔,其空芯率仅为40%左右,显然对于无轻骨料的板材来说还是太重。由于材料强度的进步,壁厚可以减至20~30mm,同时加大空芯率,才能达到轻质的要求。经过反复研究与实验,现用方孔带肋和薄壁的方案,空芯率控制在54%左右,使90厚板的面密度小于79kg/m2,一方面满足了行业标准,另一方面为在方孔中复合隔热材料提供了条件。

    3、保温

    根据建设部2001年颁布的《冬冷夏热地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001),明确规定围护结构的传热系数K=1.5W/(m2.k),目前一般作法是在砌体结构粉刷层外,加设隔热材料,再做面层。这样经过四、五道工序,势必造成现场作业量大,施工速度慢。HCL板是在工厂灌注成型后,随即将隔热材料EPS或岩棉插进其方孔中,运抵工地可直接安装,这样可以达到省工省时,进步安装速度的效能。经测试,120厚板材的传热系数K1.2W/(m2.K),在上海地区,满足了外节能20%的要求。北方地区在其板上附加了40~50mm保温材料和面层,在工厂一次完成。

    3.1 热桥的处理

    在目前钢结构住宅已建工程中,常存在不同程度的热桥和热工性能偏低的题目,HCL板应用新技术、新工艺,较好地解决了这个题目。

    (1)双凹槽的拼接阻断热桥

    一般条板的拼接方式大多采用凹凸槽相接,连接处越宽越易造成热桥影响。HCL板在板型设计时,采取了双凹槽方案,尽可能减少拼接处的有效面积,而且在拼接处的双凹槽中加设尽热材料,既要考虑拼接处的强度,又要最大限度地阻断热桥的影响,否则大量的热量从此处流失,不能起到隔热的效果。

    (2)连接件不过露避免热桥

    将板材拼装成围护墙体,连接件是必不可少的。70年代的“一模三板”整开间的大板拼接时,一般采用直口焊接的方式。由于金属的导热性能比普通水泥制品高达几十倍,如若外露就会产生热桥耗掉大量的热能。HCL板的连接件功能为一托、二扣,在竖向重力的作用下,起到支托作用的金属连接件与板上的预埋件连接,仅限于内侧熔焊或点焊,不让连接件外露,且在其外端加设隔热材料,避免了热桥的影响。

    抗风振、防地震

    1、抗风振

    围护结构的受力,除了竖向板自重以外,主要来自风振作用的水平力,风振是离地2米,按50年一遇的最大峰值沿高度方向逐步增大。高层钢结构区别钢筋混凝土高层的最大特点是:在同样风荷载的作用下,其水平变形前者远大於于者,这就要求围护材料应有足够抵抗风荷载的能力。显然风荷载的计算按照后者来计算,肯定偏小,若按高层钢结构的风荷载计算,有一个风振系数的取值题目(风振系数与结构的自震周期有关)。HCL板为了安全与方便,按玻璃幕墙风荷载计算方法(包含了自振周期的因素),其值为后者的2~3倍。经实测表明,其抗弯值为10kN/m2,支距为280米,而原设计荷载(30层高时)仅为3.5kN/m2,足以证实尚有较多的抗弯能力的余量。

    2、洞口加强板的处理

    门、窗洞口的面积,一般占住宅围护结构总面积的50~60%。在风荷载的作用下,洞口板受力集中是薄弱环节,若处理不慎最易开裂和渗漏,所以洞口板列进了围护结构板型中之重点。日本在处理这一题目时,将板型分为百余种。为了使板型标准化、系列化,HCL板特列出了门窗框板,加强了刚度和配筋,增加了抗裂防渗的构造措施,使板型减少到十几种。为了配合任意建筑尺寸的需要,除了标准板之外,还有雨蓬板、搁置空调板、檐口板、女儿墙板以及装饰板等。

    3、防地震

    当地震发生时,在地震波的冲击下,对于围护结构来说,受到了强大的水平荷载的作用,所以在设计上以预防为主,HCL板的设计原则是:(a)连接件与主体钢结构的关系是弹性连接;(b) 围护结构应有一定的适变(或跟随)性,节点可以消减一部分能量,使“大震不碎,小震不裂”,从而进步围护结构的抗震能力。

    4、节点设计

    以上无论提及风振或地震,对于节点来说都存在着水平和竖向的作用力。固节节点不能消能,因而HCL板采取弹性连接,适应主要来自两个方向力的传递与消能,同时还有扭转力矩的影响。连接主要件在设计时,充分留意到其受力的特点,也考虑到平面内微小的滑动。所以,在板缝设计时,除了设置橡胶密封条外,板缝留出20mm宽。若使用有机的矽胶,其抗老化性能差,现采用水泥基的弹性腻子,其强度既能与板质匹配,又可进步板缝的抗裂能力,加之HCL板的干燥收缩值是0.29m/mm,小于日本挤压水泥基板0.34m/mm,使之更有效地克服“裂、渗”的题目。
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