钢结构住宅节能复合外墙板的应用研究

钢结构住宅节能复合外墙板的应用研究

张鹏

中国建筑第二工程局有限公司 北京市 100160

摘要：我国钢结构住宅中使用的加气混凝土砌块、蒸压轻质加气混凝土砌块等墙体材料在性能上存在很大的不足，不适合钢结构住宅的配套要求。节能复合外墙板作为一种新型墙板，具有节能、保温、安装快捷、承载力大等特点。此外，复合外墙板占用较小的河道以增加建筑的使用面积，其性能满足钢结构住宅的要求。节能复合外墙板在实际应用中还存在一些问题，解决这些问题势在必行。

关键词：钢结构住宅；节能复合外墙板；应用对策；

对于钢结构装配建筑的施工建设来说，配套围护体系是影响其建设质量的重要因素，特别是外墙体结构，复合墙板则具有较为优秀的节能性和承重能力，当前在钢结构建筑外墙工程中具有着广泛应用。在钢结构住宅工程中，墙体材料如加气混凝土砌块在性能上具有一定不足，难以适应钢结构住宅的配化需求，而节能复合外墙板这一新型墙板材料则很好地解决了这些问题，占地面积更小，能够提高建筑使用面积，性能也能够满足钢结构住宅的要求。但节能复合墙板的实际应用也面临着一些现存问题需要解决。

一、钢结构住宅建筑外墙系统特征

单一围护结构体系在钢结构住宅中的应用难以满足其实际要求，因此外墙体系的应用越来越广泛。荷载是通过梁、柱传递的，墙体基本上不单纯起承重作用。这一特性使得钢结构住宅建筑的外墙体结构成为了围护结构，并不会受空间的制约，并且目前建筑住宅的节能标准越来越高，钢结构住宅的外墙保温性也需要进一步提高。钢结构住宅外墙体材料需要选择新型的节能材料，以往的住宅建筑大多采用黏土实心砖作为外墙体材料，这对于土地资源具有一定损害，所以钢结构外墙体材料的转变和优化创新成为了近些年的研究热点。钢结构住宅外墙系统属于围护结构，更加适应新型墙体材料如内嵌板材等，通常情况下新型墙体材料较为轻盈，也能够满足钢结构住宅的建设标准，所以墙体材料的发展以及建筑节能模式与钢结构住宅的发展具有一定的联系性。钢结构住宅外墙体与其他结构连接的构造节点至关重要，但钢结构系统形变挠度更高，建筑高层化导致建筑总高越来越高，这一问题也会不断加剧，因此钢结构住宅外墙体节点结构形式相较于传统住宅要更加复杂，经过不断的研究也有专业表示钢结构住宅外墙体和结构构造不能够通过刚性的方式连接，相比之下柔性连接效果更佳，但墙体柔性节点构造也更加复杂。

二、节能复合外墙板应用问题

1.外墙板的安装未形成标准化。在实际工作中外墙的安装方法主要如下:首先应进行外墙板内的钢板预制之后根据现场尺寸进行U型钢筋卡的制作并将U型钢筋卡伸入钢套管内钢套管的规格为外径5 0 m m,内径为1 4 m m,最后把一端钢套管和外墙板的预埋钢板进行焊接将另一端钢套管和钢梁、钢柱进行焊接。根据复合外墙板的做法可以看出外墙安装时需要大量焊接工作而且在U型钢筋卡的制作过程中,长度需要现场确定,因此不具备标准化构件。另一方面外墙板的安装未形成标准化容易导致外墙板和钢柱、钢梁相接地方缝隙过大不仅加大了填缝的工作量,还可能造成渗水和漏水的问题。

2..吊装件应用不合理。吊装件是用于搬移和吊装专门设计的吊环,每块外墙板有两个5 0 m m左右的吊环胆是完成外墙板的安装后,需要用水泥砂浆和细石混凝土将失去作用的吊环抹平胆是由于吊环的作用会使细石混凝土和墙板混凝土无法紧密结合从而造成渗水、渗雨墙皮脱落。

3.实际连接构造和理论模型不符。在实际中时常要采用铰接连接技术,完成外墙板和钢梁、柱的连接进行连接设计时应依据两端间支板的模型进行计算在实际安装过程中,外墙板一边与钢梁连接,另一边与钢柱连接,因此会形成两边间支。另一种连接方式是将外墙板的下端伸到楼板上外墙板和楼板之间无任何的连接外墙板和钢梁进行连接时的方式为上端间支,T端为弹性支承,以上这两种连接方式与理论模型情况都不相符,因此会存在严重的安全隐患影响建筑物的质量。

4.外墙板的防水措施不到位。外墙板的防水措施不够到位,会造成钢结构住宅的外墙板出现渗水的情况油于外墙板的本身防水性能较好因此主要原因在于墙板和楼板之间的连接不够紧密,以及用于防水的密封胶质量不过关等尤其是外墙板的伸楼板虽然能够使建筑物更加的美观胆是由于防水构造的缺失外墙板的伸楼板会造成漏雨、渗雨,以及墙皮脱落等问题。

三、钢结构住宅节能复合外墙板的应用改进对策

1.控制好墙体材料及安装。对于板材类的外挂式安装来说，不同墙体材料中技术水平较高的墙体材料为板材类，但目前国内能够达到钢结构住宅外墙板要求的板材并不多，广泛应用且具有代表性的板材为加气混凝土外墙板，这类板材在钢结构住宅建设中的应用具有多种优势，如施工开展较为便利；能够让墙体形成全乎构造体系，避免冷桥和热桥的形成；外墙板和钢结构构件能够选用柔性连接的方式，可以提高钢结构形变的抵御效果。但在这类板材应用时也要注意，对于构成板材的材料具有一定要求，加气混凝土板材由生产要求到生产材料要求都比一般材料更高。对于部分砌块类内嵌式安装来说，砌块类是目前住宅建筑墙体普遍应用的材料，而钢结构住宅应用内嵌式安装时，墙体材料对于生产原料和加工工艺要求并不高，有利于很多区域结合自身不同的技术条件选择生产材料，内嵌式安装并不需要特殊的连接构建，施工技术要求也不高，也能够提高钢结构住宅结构整体强度，因此非常适合钢结构住宅工程。

2.改善外墙板接缝防水构造。由于钢结构住宅渗水问题多由墙板和梁柱接缝未能良好处理所导致，所以加强外墙板接缝防水构造能够有效改善这一现象，重点在于处理好板缝问题，因此多选择合理的填缝材料和密封胶来提高结构连接效果，从而避免墙板渗水问题的产生。同时直接将外墙板外挂，楼板不再延伸，将楼板和钢梁柱包围在内，能够进一步规避冷热桥效应。如果楼板依然需要进行外伸，那么可以在外墙板底部和楼板连接位置进行散水处理，外伸楼板下方进行滴水处理，也可以达到避免渗漏的效果。

3.优化外墙板吊装模式。去除外墙板吊装钢筋环而采用带丝螺杆将墙板起吊，或采用软钢丝绳进行吊装都能够避免吊装钢筋环在外墙板安装之后所产生的不利影响，而且带丝螺杆与软钢丝绳都能够多次利用，可以节约吊环材料的应用成本问题。并且避免采用吊环也让水泥砂浆等材料和墙板混凝土更加紧密地结合。此外也能够根据室内装修情况将吊环突出墙面用于安装窗帘，但在钢结构住宅后续装饰装修期间则不能在墙板中应用膨胀螺栓。

4.加快标准图集研发，促进墙板生产的统一。墙板生产厂家需要在不断改进节能复合外墙板图集的同时编写对应省标或国标图集，墙板生产也要尽量做到统一标准，产品的型号与各项参数都要进行统一，建立标准化的生产模式，有助于图集编写和改进，确保节能复合外墙板生产的规范化标准化发展。

5.表面龟裂及混凝土空腔问题的对策。为了解决这类问题，可以在混凝土中添加聚丙烯纤维，提高墙板抗裂性。同时也可以在墙板制作之前在芯板两面喷抹水泥砂浆，提高芯板和混凝土粘结性，避免墙板芯板两侧的空腔现象。还要确保墙板出厂龄期，避免含水率较高的现象。除此之外，解封材料还要具有一定弹性的材料来适应变形，墙板的接缝处理及其他施工流程都要具有一定间隔，有利于释放变形。

总之，墙板设计理论与墙板节点模式获得了优化，墙板安装技术及材料使用也进一步完善，这都是节能复合外墙板获得广泛应用和推广，以及加快钢结构住宅实现构件标准化和加工规范化、施工装配化的重要条件。

参考文献：

[1]侯慧.关于钢结构住宅节能复合外墙板的应用研究.2020.

[2]程玮琪，钢结构住宅复合墙板现存问题及建议.2019.