我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)

我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)

0建立健全新型工業(yè)化節(jié)能住宅結(jié)構(gòu)體系為了實(shí)現(xiàn)第25條規(guī)劃綱要提出的節(jié)能住房建設(shè)，改變環(huán)境友好的中國(guó)現(xiàn)階段的建筑科技量低，大量建筑以混合結(jié)構(gòu)為主，難以滿(mǎn)足建筑承受的傳統(tǒng)材料。特別是加快綠色建筑和綠色建設(shè)，注重先進(jìn)建設(shè)和信息技術(shù)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，中國(guó)迫切需要改變傳統(tǒng)的住宅生產(chǎn)模式，促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)工業(yè)化，大力推廣新型工業(yè)化節(jié)能住房結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用。近年來(lái),國(guó)內(nèi)工程技術(shù)人員結(jié)合國(guó)內(nèi)外建筑發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀并汲取在汶川地震等地質(zhì)災(zāi)害中的寶貴經(jīng)驗(yàn),提出了一批適合我國(guó)國(guó)情的新型工業(yè)化節(jié)能住宅結(jié)構(gòu)體系。這些結(jié)構(gòu)體系提高了住宅科技含量,降低能源資源消耗,并積極探討和貫徹了對(duì)粉煤灰、石膏等工業(yè)副產(chǎn)品或工業(yè)垃圾的再利用、變廢為寶的可持續(xù)發(fā)展的理念。針對(duì)目前幾種應(yīng)用范圍廣泛、具有代表性的新型工業(yè)化節(jié)能結(jié)構(gòu)體系作簡(jiǎn)要的分析。1輕鋼結(jié)構(gòu)的住宅系統(tǒng)1.1鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)住宅體系的設(shè)計(jì)CTSRC住宅-鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)住宅體系由工廠預(yù)制的鋼構(gòu)骨架和現(xiàn)場(chǎng)澆筑其中的混凝土構(gòu)成墻體和樓板,從而形成整體結(jié)構(gòu)。鋼構(gòu)骨架由格構(gòu)鋼和與之正交的型鋼拉條構(gòu)成。結(jié)構(gòu)再用鋼模網(wǎng)充當(dāng)永久模板,最后澆入混凝土從而形成整體墻體、樓板等住宅建筑中的基本受力構(gòu)件(圖1)。該體系是一種剪力墻結(jié)構(gòu)體系,其中由鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土形成的復(fù)合墻體中的格構(gòu)鋼和混凝土共同工作,形成組合暗柱,承受豎向荷載。在水平荷載作用下,復(fù)合墻體具有較高的承載力和較好的延性。當(dāng)在復(fù)合墻體端部配置附加鋼筋時(shí),可有效的提高墻體的承載力和剛度。復(fù)合墻體中的鋼模網(wǎng)對(duì)墻體的承載力和剛度的提高影響均較小,但能增加墻體的整體性,改變墻體的破壞模式和減小墻體裂縫的數(shù)量和寬度。因此,計(jì)算過(guò)程中不考慮鋼模網(wǎng)和中部型鋼的抗剪作用,復(fù)合墻體的受剪承載力由混凝土、水平分布鋼筋、軸力和鋼骨提供。鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合樓板也具有較好的承載力和延性,改變復(fù)合板中的格構(gòu)式鋼和拉結(jié)角鋼的間距可以相應(yīng)提高樓板的承載力和延性。針對(duì)鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合墻體的計(jì)算模型可以采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)空間協(xié)同工作模型或三維空間工作模型。該結(jié)構(gòu)體系的抗彎承載力計(jì)算,可將格構(gòu)型鋼的最小凈截面折算為鋼筋進(jìn)行計(jì)算。復(fù)合樓板的抗彎承載力可分別利用以下方法進(jìn)行計(jì)算:1)將復(fù)合樓板等效為雙筋梁進(jìn)行計(jì)算;2)根據(jù)組合梁的承載力計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)清華大學(xué)開(kāi)發(fā)出了基于平截面假定和條帶有限元理論的《鋼網(wǎng)構(gòu)架基本構(gòu)件計(jì)算程序》可用來(lái)計(jì)算復(fù)合墻體和復(fù)合樓板,且有較高精度。鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)住宅體系具有以下特點(diǎn):1)鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)住宅體系采用現(xiàn)澆構(gòu)成一個(gè)整體,整體性好、剛度大,同時(shí)鋼模網(wǎng)可以限制和減小混凝土墻面出現(xiàn)收縮、溫度裂縫等,從而減少墻體開(kāi)裂。2)鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)住宅體系在施工階段具有輕鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)住宅建筑的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。鋼模網(wǎng)在混凝土澆筑中作為模板,可以節(jié)省一般現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的模板工程;格構(gòu)鋼能夠承受施工荷載,減少腳手架。格構(gòu)鋼和鋼模網(wǎng)等代替鋼筋作為結(jié)構(gòu)的受力骨架,取消鋼筋下料和綁扎工序,從而降低損耗,縮短工期,降低造價(jià)。3)建筑外保溫板與鋼模網(wǎng)一次相配套裝配,使承重功能和保溫功能結(jié)合在一起,減少建筑物能耗和施工工序。鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)住宅體系具有較高的承載力和延性、較好的抗震性能,適合于建設(shè)多層和小高層住宅的新型結(jié)構(gòu)體系。它具有鋼筋混凝土住宅體系和鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的優(yōu)點(diǎn),具有較廣闊的發(fā)展前景。目前該體系已完成了相應(yīng)技術(shù)規(guī)程、計(jì)算軟件和標(biāo)準(zhǔn)圖集的編制。1.2錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系的基本構(gòu)件由柱子、平面桁架和樓面板組成(圖2)。柱子布置于房屋的外圍,室內(nèi)無(wú)柱。桁架的高度與層高相同,長(zhǎng)度與房屋的寬度相同。桁架兩端支承于外圍柱子上,桁架在相鄰柱子上為上、下層交錯(cuò)布置,樓面板一端擱置在桁架的上弦,另一端則擱置在相鄰桁架的下弦。桁架或支撐均在分戶(hù)墻中。錯(cuò)列桁架鋼體系中的常見(jiàn)桁架形式有空腹桁架、實(shí)腹桁架、混合桁架。樓面板可采用鋼筋混凝土樓蓋、壓型鋼板樓蓋或者木樓蓋。錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系由柱子、錯(cuò)列平面桁架和樓面板組成空間抗側(cè)力體系。橫向剛度主要由錯(cuò)列桁架提供;縱向剛度在不設(shè)支撐或剪力墻的情況下僅由框架提供,而由梁和柱組成的框架結(jié)構(gòu)通常難以滿(mǎn)足抗側(cè)力要求,因此在結(jié)構(gòu)體系的縱向必須適當(dāng)?shù)牟贾弥位蛘呒袅?。錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)中多數(shù)構(gòu)件的內(nèi)力以軸力為主?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的周邊柱主要受軸向壓力作用,彎矩和剪力主要集中在桁架層,桁架的斜腹桿主要承受拉力的作用,豎腹桿承受壓力作用。水平荷載作用產(chǎn)生的剪力主要通過(guò)樓板傳至相鄰桁架的斜腹桿,然后通過(guò)落地桁架的斜腹桿或者底層支撐傳至基礎(chǔ)。其中大部分剪力由桁架斜腹桿來(lái)分擔(dān)。錯(cuò)列桁架大開(kāi)間結(jié)構(gòu)體系具有較大的橫向抗側(cè)剛度,在通過(guò)設(shè)置適當(dāng)支撐和剪力墻,滿(mǎn)足縱向抗側(cè)剛度和使橫向剛度和縱向剛度比更為合理的基礎(chǔ)上,可完全滿(mǎn)足規(guī)范中的抗震要求。錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系整體分析采用三維空間有限元數(shù)值模型,其中對(duì)梁、柱、桁架和支撐采用Frame單元進(jìn)行模擬,對(duì)樓板采用空間板殼單元模擬。錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):1)錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系是一種空間分割靈活,便于獲得大空間,且結(jié)構(gòu)中的柱的截面相對(duì)較小,結(jié)構(gòu)內(nèi)部可以預(yù)留設(shè)備管道的穿行空間。2)錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系受力合理,桁架弦桿與柱的連接構(gòu)造簡(jiǎn)便。同時(shí)還具有很好的抗震性能。3)錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系的樓蓋仍然存在自重大,樓蓋施工仍無(wú)法避免濕作業(yè)的特點(diǎn)。4)為避免出現(xiàn)較大跨度的框架梁,錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系的頂層要求每榀均布置桁架,從造成無(wú)法錯(cuò)列布置桁架而使空間無(wú)法高效利用。錯(cuò)列桁架鋼結(jié)構(gòu)體系適用于高烈度地震區(qū)的多、高層住宅、旅館、辦公樓等平面為矩形或者由矩形組成的鋼結(jié)構(gòu)房屋。目前我國(guó)提出了采用木格柵和OSB板組成的木樓蓋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的樓蓋,有效的減小樓蓋自重以減小其地震反應(yīng)和避免現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)等措施,進(jìn)一步擴(kuò)大了其適用性。1.3組合墻構(gòu)件的工程應(yīng)用無(wú)比輕鋼龍骨住宅體系是一種密梁密柱輕鋼結(jié)構(gòu)體系,該體系的構(gòu)件主體是由鍍鋅冷彎高頻焊接的輕型薄壁方管(矩形管)和三角形的V型連接件構(gòu)成的小型格構(gòu)式方管桁架,用這種桁架可以構(gòu)建梁、墻、樓板和屋頂。由上述小桁架作為骨架的墻體,并把輕型墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),可分為承重墻和非承重墻。一般墻架系統(tǒng)都由墻支柱、墻上導(dǎo)軌、墻下導(dǎo)軌、墻體支撐、墻板和連接件組成。梁柱截面也由薄壁冷彎鍍鋅方管用V形連接構(gòu)件組成的小桁架結(jié)構(gòu)組成(圖3、圖4)。無(wú)比輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)住宅以冷彎薄壁型鋼組成的桁架作為承重骨架,豎向荷載由樓面梁傳至組合墻體的桁架,再傳至基礎(chǔ)。由于屋架、樓面梁和組合墻的骨架基本在同一軸線平面內(nèi),墻對(duì)豎向荷載的承受和傳遞路徑明確;水平荷載由作用的各樓板傳遞至受力組合墻板再傳至基礎(chǔ)。在荷載傳遞的過(guò)程中,組合墻板承受剪力,并提供一定的剛度。當(dāng)組合墻板與鋼骨架可靠連接時(shí),組合墻板起到維護(hù)作用和為墻架柱提供有效側(cè)向支撐的作用,同時(shí)它還約束了柱的扭轉(zhuǎn),使墻架柱的穩(wěn)定承載能力明顯提高。無(wú)比輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系的整體結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算模型可以采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)空間協(xié)同工作模型或三維空間工作模型。進(jìn)行有限元建模時(shí),關(guān)鍵是把墻體中的片柱直接簡(jiǎn)化成梁?jiǎn)卧M。為便于推廣,目前采用的簡(jiǎn)化計(jì)算模型是把結(jié)構(gòu)最基本的單元小桁架—無(wú)比鋼結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化成實(shí)腹式梁,其面積根據(jù)兩方鋼管截面確定,兩個(gè)方向的抗彎、抗剪剛度通過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算獲得。無(wú)比輕鋼龍骨住宅體系具有以下特點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)的傳力路徑是板—剪力墻—基礎(chǔ),力的傳遞分配均勻,荷載傳遞系統(tǒng)完整,能有效的抵抗水平和豎向荷載。又由于無(wú)比輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系柔韌剛強(qiáng)適當(dāng),屬于柔性結(jié)構(gòu),可通過(guò)變形來(lái)吸收和消耗外部能量。因此有較好的抗風(fēng)、抗震性能。2)構(gòu)件的制作便于標(biāo)準(zhǔn)化和工業(yè)化,在整個(gè)建造過(guò)程中,機(jī)械化程度高,且現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少,便于縮短工期。3)具有良好的保溫、隔聲性能。由于墻架系統(tǒng)和樓板系統(tǒng)是由方、矩形鋼管及壁厚2mm以下的V形連接件組成,熱的傳遞渠道狹小,且傳遞為曲線途徑;墻架系統(tǒng)的中空處可以填充玻璃棉等隔聲填充物,提高隔聲效果。無(wú)比輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系在我國(guó)研究還非常有限,與之配套的國(guó)家規(guī)范和計(jì)算軟件仍為空白。在我國(guó),社會(huì)對(duì)該結(jié)構(gòu)體系的認(rèn)識(shí)仍不夠廣泛,目前仍多適用與低層、多層建筑。但隨著國(guó)外的大型鋼構(gòu)公司進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)大型鋼構(gòu)公司引進(jìn)國(guó)外技術(shù),無(wú)比輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系在中國(guó)有較廣闊的市場(chǎng)。2新的輕鋼住宅體系和混凝土住宅體系的結(jié)構(gòu)2.1疊合墻板屋蓋特點(diǎn)CTSRC住宅-鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)住宅體系由工廠預(yù)制的鋼構(gòu)骨架和現(xiàn)場(chǎng)澆筑其中的混凝土構(gòu)成墻體和樓板,從而形成整體結(jié)構(gòu)。鋼構(gòu)骨架由格構(gòu)鋼(腹板開(kāi)孔冷彎薄壁型鋼)和與之正交的型鋼拉條構(gòu)成。結(jié)構(gòu)再用鋼模網(wǎng)充當(dāng)永久模板,最后澆入混凝土從而形成整體墻體、樓板等住宅建筑中的基本受力構(gòu)件。鋼筋混凝土疊合結(jié)構(gòu)體系由疊合樓(屋)蓋、疊合墻板組成,屬于剪力墻結(jié)構(gòu)。疊合樓(屋)蓋由預(yù)制樓(屋)面板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土層以及保溫板組成。疊合墻板可分為剪力墻和填充墻。剪力墻由內(nèi)外兩側(cè)等厚或者不等厚的預(yù)制板加剪式支架、保溫板組成,并在空腔中配置雙向鋼筋并澆注混凝土,以承受豎向荷載和水平荷載;填充墻是在墻板頂部設(shè)置暗梁以承擔(dān)荷載(圖5、圖6)。此結(jié)構(gòu)體系屬于剪力墻結(jié)構(gòu),墻體集現(xiàn)澆鋼筋混凝土和預(yù)制墻板為一體,承受豎向荷載和水平荷載。填充墻頂部配置暗梁用于承擔(dān)墻面荷載,連接樓板與墻體、連接剪力墻與填充墻的作用。新型鋼筋混凝土疊合結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn):1)新型鋼筋混凝土疊合結(jié)構(gòu)體系屬于剪力墻結(jié)構(gòu),整體性較好,且具有較好的抗震性能。2)疊合墻板取代了傳統(tǒng)的黏土制品,施工效率高,有利于建筑工業(yè)化且造價(jià)低。3)在預(yù)制墻板內(nèi)振搗混凝土,混凝土的密實(shí)度難以保證,新舊混凝土接觸面的粘結(jié)強(qiáng)度并不理想。4)墻體垂直度較難保證。隨著建筑層數(shù)的增加,預(yù)制墻板的安裝過(guò)程中,垂直度的對(duì)施工水平的要求越來(lái)越高。鋼筋混凝土疊合結(jié)構(gòu)體系是一種新型的環(huán)保節(jié)能體系,在整個(gè)建造過(guò)程中充分體現(xiàn)出高度的建筑工業(yè)化。此結(jié)構(gòu)處于開(kāi)發(fā)、研究階段,許多問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。2.2csi住宅結(jié)構(gòu)體系CSI住宅是將住宅的支撐體部分和填充部分相分離的住宅建筑體系。其中C是China的縮寫(xiě),S主要指結(jié)構(gòu)體,I指居住體。CSI住宅的結(jié)構(gòu)體S最普遍采用的結(jié)構(gòu)體系是預(yù)應(yīng)力混凝土大開(kāi)間住宅結(jié)構(gòu)體系。預(yù)應(yīng)力混凝土大開(kāi)間住宅結(jié)構(gòu)體系指開(kāi)間在5.4m以上、進(jìn)深8~12m,樓蓋采用高效預(yù)應(yīng)力平板、抗側(cè)力體系采用普通柱、異形柱、短肢剪力墻、剪力墻或筒體等結(jié)構(gòu)體系。預(yù)應(yīng)力混凝土大開(kāi)間住宅結(jié)構(gòu)水平受力體系可分為邊支撐預(yù)應(yīng)力板(板周邊由梁或墻等構(gòu)件支承)和柱支撐預(yù)應(yīng)力板;豎向受力體系包括普通柱、異形柱、短肢剪力墻、剪力墻或筒體等。主要的抗側(cè)力構(gòu)件也由普通柱、異形柱、短肢剪力墻、剪力墻或筒體等組成。該結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型可以采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)空間協(xié)同工作模型或三維空間工作模型。在建立有限元模型時(shí),可以將結(jié)構(gòu)的樓板采用板單元,墻板采用膜單元,結(jié)構(gòu)構(gòu)件均采用線性構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)計(jì)算,可以采用桿系模型將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成有限個(gè)節(jié)點(diǎn)和桿件單元,并考慮節(jié)點(diǎn)和桿件單元之間鉸接、剛結(jié)和半剛結(jié)的約束方式。CSI住宅結(jié)構(gòu)體系常采用的預(yù)應(yīng)力混凝土大開(kāi)間住宅結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):1)由于預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)室內(nèi)空間分割靈活,建筑適應(yīng)性強(qiáng),同時(shí)由于豎向構(gòu)件的減少或盡量采用異形柱、短肢墻等形式,水平樓蓋在自由空間內(nèi)不設(shè)置梁,有效的增大了樓層凈高和減小板的厚度,從而減輕整個(gè)樓層的重量。2)預(yù)應(yīng)力平板的使用,改善了住宅的隔聲、隔熱性能,并避免了開(kāi)裂滲漏等常見(jiàn)問(wèn)題,綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯。由于CSI住宅結(jié)構(gòu)體系是低能耗、長(zhǎng)壽命、高品質(zhì)的工業(yè)化住宅體系滿(mǎn)足了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)多樣、個(gè)性化的要求,目前在濟(jì)南已經(jīng)進(jìn)行了多個(gè)CSI住宅試點(diǎn),由于諸多優(yōu)點(diǎn),CSI將在我國(guó)的多、高層住宅中得到廣泛應(yīng)用。2.3生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系包括兩類(lèi):第一類(lèi)主要由預(yù)制密肋生態(tài)復(fù)合墻板與隱形框架及樓板裝配現(xiàn)澆而成。其中,密肋生態(tài)復(fù)合墻板是以截面及配筋較小的混凝土肋格為骨架,內(nèi)嵌以粉煤灰、爐渣等工業(yè)廢料為主要原料的生態(tài)材料砌塊預(yù)制而成。它利用密布的肋梁、肋柱與內(nèi)嵌輕質(zhì)砌塊形成具有共同工作性能的復(fù)合墻板,墻板又與隱形框架整澆為一體,形成加強(qiáng)密肋復(fù)合墻體。第二類(lèi)主要是由現(xiàn)砌加強(qiáng)肋生態(tài)復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)組成,它是在傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)合理地砌入一定數(shù)量的小截面鋼筋混凝土加強(qiáng)肋梁。加強(qiáng)肋梁與邊框柱、暗梁整澆在一起,約束著內(nèi)部砌塊,形成具有共同工作的復(fù)合砌體剪力墻結(jié)構(gòu)(圖7)。生態(tài)復(fù)合墻板在水平荷載作用下,與隱型框架共同工作,其一方面受到框架的約束,另一方面隱型框架又受到墻板的反約束,兩者相互作用,共同受力,充分發(fā)揮各自性能。作為結(jié)構(gòu)中抵抗豎向及水平作用的主要構(gòu)件,密肋復(fù)合墻板及其兩端邊框柱組成的墻段在彎剪作用下墻板主要抵抗水平剪力和承擔(dān)豎向荷載,兩端邊框柱主要承擔(dān)整體彎矩。生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系兩階段計(jì)算模型等效:彈性階段可采用混凝土桿元(框架)和復(fù)合材料殼元(復(fù)合彈性板)將該結(jié)構(gòu)體系等效為剛架-復(fù)合彈性板模型共同組成的混合宏單元模型。該模型可用于密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)在小震下的內(nèi)力與變形計(jì)算。彈塑性階段框架采用混凝土桿單元,等效斜壓桿采用砌塊桿單元,將結(jié)構(gòu)等效為帶塑性鉸的剛架-等效斜壓桿模型?；蛘呤菍⒔Y(jié)構(gòu)中的密肋復(fù)合墻板近似等效為整體斜撐,并采用復(fù)合材料桿單元,從而采用剛架-整體斜撐模型。此等效模型主要適用于結(jié)構(gòu)的彈塑性計(jì)算分析和密肋生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)在的第二階段抗震設(shè)計(jì)中的彈塑性變形驗(yàn)算、彈塑性時(shí)程分析以及抗震性能的評(píng)估等問(wèn)題。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系中的框架梁柱可進(jìn)行如下簡(jiǎn)化:在多層建筑中,框架梁柱按照構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì),在小高層建筑中按照受力進(jìn)行設(shè)計(jì)。生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn):1)生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系抗震性能好。生態(tài)復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)中,由于眾多塊體在約束條件下開(kāi)裂與非彈性變形,可吸收及耗散大量地震能量,防止主體結(jié)構(gòu)在地震中發(fā)生嚴(yán)重破壞。結(jié)構(gòu)的抗震性能高于混合結(jié)構(gòu),介于框架與剪力墻之間。2)生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系降低工程造價(jià)且便于建筑工業(yè)化。生態(tài)復(fù)合墻在在結(jié)構(gòu)中不僅可以作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),也可作為受力構(gòu)件承受水平與豎向荷載,從而有效減小框架截面尺寸及配筋面積,降低造價(jià)。又由于結(jié)構(gòu)中墻板的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化,便于工廠化預(yù)制,大大降低了現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度,加快了施工進(jìn)度。3)生態(tài)復(fù)合墻板中的填充砌塊大量利用爐渣、粉煤灰等工業(yè)廢料,變廢為寶,節(jié)能、環(huán)保,社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益顯著。4)生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的保溫與隔聲性能,其中保溫性能可以達(dá)到國(guó)家關(guān)于節(jié)能建筑的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。生態(tài)復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系適用于15層以下的多層、小高層住宅和辦公建筑。目前該結(jié)構(gòu)體系在陜西、河北等省份已經(jīng)完成了《密肋壁板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和標(biāo)準(zhǔn)圖集的編制,在部分地區(qū)已經(jīng)得到較大范圍的應(yīng)用和推廣,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。2.4不同結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)特點(diǎn)生態(tài)CL結(jié)構(gòu)體系是由鋼絲網(wǎng)夾芯(聚苯保溫材料)混凝土復(fù)合墻作為外圍承重墻和隔戶(hù)墻,鋼筋混凝土異型柱作為內(nèi)部豎向承重的一種帶邊框的剪力墻體系。CL結(jié)構(gòu)體系中的復(fù)合墻板承擔(dān)剪力、軸力及部分彎矩。異型柱對(duì)墻板形成約束作用,提高其承載能力,二者協(xié)同作用。水平荷載主要由CL墻體承擔(dān),計(jì)算過(guò)程中不考慮異型柱的作用。豎向荷載由復(fù)合墻板和異型柱共同承擔(dān)。CL結(jié)構(gòu)體系傳力途徑明確、合理,結(jié)構(gòu)整體性好。CL結(jié)構(gòu)體系中的復(fù)合墻板在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中可以等效為混凝土剪力墻,結(jié)構(gòu)中的計(jì)算模型采用平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)空間協(xié)同工作模型。CL結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn):1)復(fù)合墻板與普通異型柱協(xié)同工作,同時(shí)復(fù)合墻板的內(nèi)外兩側(cè)的混凝土層共同工作,結(jié)構(gòu)整體受力性能良好。2)復(fù)合墻板的破壞形式一般為彎剪型,滿(mǎn)足抗震要求,具有較大的抗剪強(qiáng)度。3)結(jié)構(gòu)整體剛度大,自重較小,但就整體而言地震反應(yīng)較大。4)由于復(fù)合墻板具有較大承載力且墻體面積相對(duì)較大,結(jié)構(gòu)承載能力很高。CL結(jié)構(gòu)體系可用于多層住宅結(jié)構(gòu),通過(guò)改變混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),異型柱的設(shè)計(jì)尺寸和配筋等可以滿(mǎn)足不同的使用功能要求。該結(jié)構(gòu)體系適用于抗震設(shè)防烈度8度及8度以下,12層以下小高層住宅。目前在山東、天津、河南等多個(gè)省市已經(jīng)完成了《CL結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》和《CL結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》的編制。3其他新結(jié)構(gòu)系統(tǒng)3.1力墻結(jié)構(gòu)體系保溫砌?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)稱(chēng)“保溫砌模剪力墻結(jié)構(gòu)”,該結(jié)構(gòu)由聚苯顆?；炷林谱鞫傻目招钠鰤K進(jìn)行對(duì)孔錯(cuò)縫砌筑,砌成的砌體內(nèi)形成水平和垂直兩個(gè)方向都有溝通的網(wǎng)格式空腔,空腔內(nèi)配鋼筋、澆筑混凝土。砌?，F(xiàn)澆后的墻體內(nèi)形成矩形網(wǎng)格鋼筋混凝土芯體,同時(shí)在內(nèi)外墻轉(zhuǎn)角處、內(nèi)外墻交接處、承重梁部位等設(shè)置組合柱構(gòu)造,在每層砌模水平空腔內(nèi)設(shè)置水平鋼筋。保溫砌模剪力墻結(jié)構(gòu)采用在水平孔槽內(nèi)設(shè)置水平鋼筋,在豎直孔內(nèi)插入鋼筋并澆筑自密實(shí)免振混凝土,并在轉(zhuǎn)角和內(nèi)外墻交接處設(shè)置組合構(gòu)造柱,構(gòu)成良好的承重墻體系。剪力墻的耗能和塑性變形主要分散在橫肢和兩端豎肢,且不會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。其承載力主要受墻的界面長(zhǎng)度和組合柱的影響。結(jié)構(gòu)宜采用空間有限元三維模型做線性分析來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的承載力、整體和局部穩(wěn)定性。由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,對(duì)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度計(jì)算可采用將保溫砌模剪力墻等效為實(shí)體墻的簡(jiǎn)化計(jì)算方法(圖8)。保溫砌模剪力墻結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):1)保溫砌模所用的聚苯顆?；炷敛捎脧U舊的聚苯泡沫作為原材料,變廢為寶,同時(shí)結(jié)構(gòu)具有很好的保溫、隔熱、隔聲和防火性能。2)保溫砌模剪力墻結(jié)構(gòu)革新了“外砌內(nèi)澆”體系。3)結(jié)構(gòu)仍需要人工砌筑和人工抹灰,施工效率和工藝相對(duì)復(fù)雜,不利于建筑工業(yè)化。另外在施工過(guò)程中該結(jié)構(gòu)體系仍無(wú)法避免濕作業(yè),工期為得到實(shí)質(zhì)性的縮減。應(yīng)用現(xiàn)狀和前景:保溫砌模結(jié)構(gòu)體系適用于抗震設(shè)防烈度為8度及8度以下地區(qū)12~15層的小高層住宅建筑。目前包括北京在內(nèi)的多個(gè)省市已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)、施工規(guī)程和相關(guān)圖集的編制。在對(duì)建筑保溫要求比較高的東北地區(qū),結(jié)構(gòu)有較大的應(yīng)用前景。若結(jié)構(gòu)體系的施工工藝等能得到進(jìn)一步的改進(jìn),提高工業(yè)化水平,結(jié)構(gòu)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。3.2從荷載作用下sip結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建SIP板式