钢结构在小学建设上的应用

钢结构在小学建设上的应用 一、刖B 钢结构建筑因重量轻、抗震性能好、可循环利用，便于标准化设计、 工厂化生产、装配化施工和信息化管理，成为建筑产业现代化的首选。钢 结构建筑在我国有较长的发展历史，结构形式也非常成熟，在工业建筑及 大跨空间结构领域已占主导地位，但在民用建筑领域市场占有率较低，与 我国产钢大国的地位极不相称。究其原因，钢结构相配套的板材体系发展 较慢，尤其房屋建筑的外墙、内墙、楼板产品种类较少，技术有待完善。 而我们研发生产的预制混凝土夹心保温外墙板、PK预应力混凝土叠合板有 效地解决了钢结构的楼板问题及围护问题。 预制混凝土夹心保温外墙板和PK预应力混凝土叠合板采用工厂化生 产、现场机械化安装的施工方法，具有施工周期短、质量可靠（对防止裂 缝、渗漏等质量通病十分有效）、节能环保（耗能少，减少扬尘和噪声）、 工业化程度高及劳动力投入量少等优点，与钢结构结合使用，可取得良好 的社会效益。 二、工程概况 济南市西客站片区安置三区B3地块小学试点项目是济南市第一个产 业化试点工程，采用PK装配整体式结构快装体系。总建筑面积约1.08万 平方米，工程包括一栋两层办公楼、两栋四层教学楼、一间舞蹈教室及一 间多媒体教室。该项目通过山东省住房和城乡建设厅、济南市城乡建设委 员会“山东省建筑产业现代化示范工程”审核，为山东省首栋全装配式建 筑。 三、设计 本工程主体结构采用钢框架，楼板采用PK预应力混凝土叠合板，外 墙板采用预制混凝土夹心保温外墙板，楼梯采用预制混凝土楼梯。 将PK预应力混凝土叠合板应用于钢结构体系是最佳选择，叠合板可 直接搁置在钢梁上，待铺设横向钢筋、上部钢筋与管线后，浇筑叠合层混 凝土即可，方便快捷，成本低，质量好。另外，在安装上一层钢结构主体 时，就可以开展下层叠合板的安装，互相交叉但不影响。 预制混凝土夹心保温外墙板外挂于钢结构主体上，除自重外，主要承 受面外的风荷载及地震荷载，为使复合墙板不参与钢框架的抗侧刚度与承 载力贡献，特在墙板的连接板上设置了可摩擦滑移的构造措施，保证在地 震荷载下不破坏；复合墙板的板缝关乎建筑舒适度，设置竖向联通的空腔, 便于水、气的顺利排出。 在设计过程中，还建立了叠合楼板的抗弯设计方法，构建了预制混凝 土夹心保温外墙板的抗弯、抗震和抗风设计方法。 1. PK预应力混凝土叠合板具有以下特点 1 自重轻。每平方米仅为110千克左右； 2 用钢量省。由于采用1570级高强预应力钢丝，抗拉强度为三级 钢的4. 2倍，比其它叠合板用钢量节省60； 3 承载能力强。破坏性试验承载力每平方米可达1. 5吨； 4 抗裂性能好。由于采用了预应力，极大提高了混凝土的抗裂性 能； 5 新老混凝土结合好。由于采用了 T型肋，现浇混凝土形成倒T 形，新老混凝土互相咬合，新混凝土流到孔中又形成销栓作用； 6 可形成双向板。在侧孔中横穿钢筋后，避免了传统叠合板只能 做单向板的弊病，且预埋管线方便； 7 性价比高。PK板比桁架叠合板成本低50。 2. 预制混凝土夹心保温外墙板的特点 所谓预制混凝土夹心保温外墙板又称三明治墙板，是集承重、围 护、保温、防水、防火等功能为一体的重要装配式预制构件，由外墙板、 挤塑板、和内墙板通过连接构件预制而成。预制混凝土夹心保温外墙板是 预制构件中技术含量最高、工艺简化率最高的构件，与传统施工工艺相比, 夹心保温外墙板具有明显的技术优势。 1 通过工厂化生产的三明治墙板，混凝土振捣均匀、密实，质量 稳定，精度高，规格一致，尺寸可控制在2毫米以内，这既方便后期的 安装连接，提高建筑物整体性与强度，也间接地提高了施工速度，并使之 外形美观一致，在吊装过程中，构件的位置更容易控制，有利于精准安装、 锚固。 2 生产夹心保温外墙板时内叶墙、保温层及外叶墙一次成型，通 过美国进口的thermomass连接棒连接形成一体，整体性极好。无需再做 外墙保温，施工难度降低，并且保温层和外饰面与结构主体同寿命，由于 整体性能得到提高，建筑物使用寿命得到提高，钢筋受到腐蚀的几率与强 度降低，后期几乎不用维修，这大大降低了日后的维护与养护费用。 3 防火性能好。采用耐火等级B1级的挤塑板，外饰面层采用50 毫米厚钢筋混凝土板，墙板整体防火性能满足国家规范要求。经过反复的 构件高温耐受试验，证明其防火各项指标，均优于传统墙体结构。 4 采用外墙装配式的方式进行施工，可大大缩短施工周期，预埋 线盒、线管以及钢筋绑扎等复杂工序都在工厂内完成，现场只需拼装、连 接即可，省去了现场复杂繁琐的测量，安装模板过程。此工艺可实现无 外架施工，由于外饰面已经一次成型，无需外架进行外饰面处理，只需在 墙板中预留孔洞或预埋件，固定临时防护工装即可。 5 在成本方面，由于墙板内叶墙精度较高，可取消抹灰或减薄抹 灰层达到节约成本的目的；采用预制方式可大量减少现场支模的数量；大 幅度减少现场作业人工数量；采用无外架方案节约外脚手架成本，施工过 程中由于工人相当于在室内施工，安全系数也大幅度提高。 四、构件制作 1. PK预应力混凝土叠合板的制作 2. 预制混凝土夹心保温外墙板的制作 预制混凝土夹心保温外墙板由内外两层混凝土面板和保温芯层组成， 两层混凝土面板之间通过Thermomass保温连接件连接。结合复合墙板的 特点，研发了复合墙板的模具、滚轴传送系统、涂油机、清扫机、振动台、 布料机、赶平机、翻转机等。 五、吊装与施工 六、结语 济南市西客站片区安置三区B3地块小学试点项目是由钢框架结构体 系建成，是山东省第一个建筑产业化试点工程。该项目100装配、没有脚 手架、没有模板、没有抹灰。预制混凝土夹心保温外墙板、PK预应力混凝 土叠合楼板、钢结构在济南西客站片区安置三区小学项目中取得了成功， 解决了钢结构与围护结构、楼盖结构结合的难题，提高了装配式施工的安 装工效和精度。 本工程采用的装配式钢框架预制叠合楼板预制外挂墙板技术，可以 满足多、高层住宅楼，多层商场、学校、医院、厂房、办公楼、酒店等建 设的需要，并且具有工业化程度高、建设速度快、经济性好的优点。对预 制混凝土夹心保温外墙板、PK预应力叠合楼板的设计、制作、吊装与施工 进行了积极的试验及探索，对于类似工程有很大的参考意义。 【文献标识码】C 【文章编号】1671-3362 2015 11-0058-03