新型建筑材料在現(xiàn)代高層建筑中的應用研究

黃加福

（福州金南臺建筑工程有限公司）

新型建筑材料在現(xiàn)代高層建筑中的應用研究

黃加福

（福州金南臺建筑工程有限公司）

建筑的發(fā)展主要依賴于建筑材料的進步，建筑材料同時也制約著建筑的發(fā)展。新型建筑材料有著不同的特征，其發(fā)展是隨著社會科技的進步而不斷發(fā)展的，未來材料也將伴隨科技進步發(fā)生更加深遠的影響。本文從高層建筑研究出發(fā)，并在其中以新型建筑材料為研究對象，分析其應用過程中的一些問題，以供以后該領域研究參考。

高層建筑；新型建筑建材；發(fā)展建議

引言

近年來建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，高層建筑越來越多，已經成為現(xiàn)代化城市建設的重要標志。建筑業(yè)隨之成為形狀各異、功能齊全的綜合體，新型建筑材料運用也呈現(xiàn)出多樣化、科學化、高層化的格局。

1　現(xiàn)代高層建筑結構體系定義

高層建筑物即指具有較多層數(shù)高度較高的建筑，但是具體達到何種程度算作高層，不同國家有不同的規(guī)定。一般來說高層建筑指40層以上，高度100m以上的建筑物。現(xiàn)代高層建筑一定條件下是現(xiàn)代科學技術的產物，傳統(tǒng)的木、磚、石材料以及結構基本上很難滿足要求，而新型建筑材料的加工和運用在現(xiàn)代高層建筑的使用越來越廣泛和普遍，有利于建筑物整體結構強度的達標。中國新型建筑材料產業(yè)在近10余年期間發(fā)展迅速，對技術問題也提出更高的要求。

2　現(xiàn)代高層建筑中常用的新型材料

2.1綠色環(huán)保的建筑材料

綠色環(huán)保的建筑材料是指對環(huán)境影響很小或者對環(huán)境起有益作用的情況下，依舊能夠良好的實現(xiàn)其功能的建筑材料。要保證在使用過程中無害，同時還要保證在使用完以后能改善周圍環(huán)境且對環(huán)境不造成影響。按不同的功能可分為抗菌材料、防輻射材料、凈化空氣材料、防噪音材料等。抗菌材料主要是抑制微生物的繁殖，保證材料一直處于正常工作狀態(tài)，這種材料可廣泛運用于微生物生長適宜的地區(qū)。防輻射材料是指對于各種放射性元素所產生的射線具有吸收、中和作用的材料。這類材料對于現(xiàn)代高層建筑而言具有重要意義，其防噪音材料是指具有吸聲作用的材料，這些材料前景更廣闊，可廣泛應用于城市現(xiàn)代高層化筑的使用。

2.2高壽命經濟型的建筑材料

高壽命經濟型建筑材料，使用期一般在100～500年內。高壽命經濟型建筑材料的分類主要有，高性能材料、輕的質材料、可循環(huán)再利用材料，目前我國對高壽命經濟型建筑材料發(fā)展較為重視。高性能材料是指較普通材料具有更高的材料性能的材料，這類材料用于有特殊用處的工程建筑。例如高塑性材料、高強度材料等。可循環(huán)再利用材料試著在不需要特別處理的情況下，能夠重復利用的材料。輕質材料是指密度小、強度相對較高的材料。這種材料大大降低運輸施工成本，經濟效益很高。這種材料在資源日益匱乏的今天具有重要意義。一方面建筑廢料會對環(huán)境造成影響，能一方面也是極大的浪費，廢料的回收不僅能減少固體垃圾污染，更能夠節(jié)約成本。

2.3低能耗的建筑材料

低能耗建筑材料是指材料在制造中、施工中能耗低同時兼具經濟性的材料。這類材料代表了環(huán)境重于生產的理念，在提倡節(jié)能減排的今天是十分有發(fā)展前景的。如今生物化學技術的大力發(fā)展，相信會有更多更有代表性的材料脫穎而出，而低能耗材料的發(fā)展也會越來越快的，前景也會更加的廣闊。

3　現(xiàn)代高層建筑中新型建筑材料運用規(guī)范

3.1材料使用前的準備工作

建筑材料運用前，應處理好處于約束狀態(tài)下的結構設計，當結構沒有變形余地時，可在結構設計中合理配置構造鋼筋，防止裂縫的產生。其應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中，如因結構或造型方面原因不得已時，要充分考慮采用構造配筋措施，并積極采用補償收縮混凝土技術（如圖1）。其次，在樓板中，應充分考慮樓板剛度平衡及混凝土工作特性，對房屋陽角及跨度較大的樓面板，可設置雙層雙向通長鋼筋，陽角配筋應加大且增設放射筋，板筋應適當加大加密。最后，在管線中，樓板內不應預埋水管，由于管線敷設走向垂直于混凝土，收縮和受拉方向容易產生收縮裂縫，在預埋其他管線時，應布置在板上、下兩層鋼筋中的中和軸附近，且宜與鋼筋成斜交布置。管線布置應避免立體交叉，嚴禁3層及3層以上管線交錯疊放。

3.2新型材料的施工控制

對于有抗?jié)B要求的屋面混凝土，可摻入適量膨脹劑，可提高材料的流動性、粘聚性及泵送性和抗?jié)B性能。材料的粗細程度對于混凝土的強度有明顯影響，應根據(jù)混凝土強度選擇合理的材料，泵送混凝土宜采用級配良好的中砂，在保證材料流動性基礎上可減少用水量和水泥用量，降低水化熱提高材料的抗裂性能。

3.3新型材料施工流程

圖1　收縮混凝土技術

在高層建筑板面施工時，新型材料宜采用布料機施工作業(yè)，可使新型材料在作業(yè)面布料均勻，達到表1的值，做到振搗密實，防止新型材料漏振現(xiàn)象的發(fā)生。對于面積大的板面，在對澆筑后的新型材料在振動前先用平板振動器給予二次振搗，這樣不但能防止振搗局部密實不均勻，還能排除混凝土在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，從而增加材料的密實度。

表1　材料均勻分布情況

4　現(xiàn)代高層建筑建筑新型材料安裝

4.1保溫隔熱材料安裝

現(xiàn)代高層建筑結構由于保溫隔熱的需要，對建筑在總體高度方向需要劃分若干節(jié)，保溫隔熱材料安裝可以根據(jù)建筑實物和場地的大小在建筑內部或外部進行設置，以滿足重量的大小和運輸?shù)目赡埽ǔＲ酝ㄒ暱梢暈樵瓌t。標高一般以2～3層為一節(jié)，而保溫隔熱材料安裝一般下端預埋于混凝土中，上端保溫隔熱材料安裝在設備或者其它物體的安裝孔中，上面加螺母壓緊，用以固定作用。

4.2新型墻體材料的安裝

現(xiàn)代高層建筑新型墻體材料的安裝結構標準，一定情況下代表著現(xiàn)代高層建筑墻體安裝的主動權，其安裝方法通常分為節(jié)間綜合安裝法和按構件分類大流水安裝法。前者節(jié)間綜合安裝法是選擇一個區(qū)間作為標準區(qū)間，安裝4根鋼柱構成空間標準間，按照施工進程逐漸擴大框架，最終完成新型墻體材料施工。這種方法多為國外采用，不過對現(xiàn)場管理相當嚴格，供貨流通度要求較高，運輸條件是保證此類方法順利實行的重要條件。后者按構件分類大流水安裝法是在標準節(jié)框架中先安裝鋼柱，再安裝框架梁，然后逐步安裝其他構件，從上到下進行，最終完成新型墻體材料安裝。目前我國國內多采用此類安裝方法，具體使用哪種方法應當依據(jù)建筑實況和現(xiàn)場施工條件和狀況擇優(yōu)選擇。

4.3特殊節(jié)框架的安裝

特殊節(jié)框架指不用于標準節(jié)的框架，如底層大廳和屋頂花園層等等，由于現(xiàn)代高層建筑建筑中建筑和結構的特殊要求，施工技術方案也應有所不同。對于網(wǎng)架結構，由于內部結構跨度較大且多位于高層建筑或旁邊，施工難度較大，一般采用地面拼裝、整體提升、搭設平臺，高空散裝的安裝方法。而屋頂花園型特殊節(jié)框架由于結構較輕可以采用塔吊進行散裝法。

5　新型建筑材料在現(xiàn)代高層建筑應用發(fā)展的建議

建筑業(yè)要確定新型建筑材料的主導產品的發(fā)展，如新型墻體材料要以環(huán)保、節(jié)能，強化建筑功能為目的，重點發(fā)展各種輕質板材等材料，并開發(fā)承重墻體等材料；防水材料要發(fā)展聚氨酯密封等材料；保溫材料要重點發(fā)展建筑用玻璃棉等制品；裝飾裝修材料則要重點發(fā)展丙烯酸類乳膠內外墻涂料。在確定新型建筑材料的主導產品發(fā)展的基礎上，全方位的對其進行引導和指導。

加強科研的開發(fā)，爭取提高我國新型建筑材料的發(fā)展前景。完善高層材料的相關問題，必須要加大對科研開發(fā)的投入力度，不斷提高新型建筑材料的科技含量。可以通過在科研開發(fā)過程中，將不同地區(qū)建筑的特點進行結合，對新產品、新技術在市場潛力的情況下加以重點研發(fā)。通過不斷引進國外、消化和借鑒國外先進技術裝備的基礎上，快速地研發(fā)出適合我國國情的新型建材材料，并對新工藝、新裝備和新技術進行輔助研發(fā)，重視科技創(chuàng)新，提高我國新型建筑材料的技術含量，同時也是提高我國新型建筑材料市場競爭的基礎。

在社會生產和科學技術不斷發(fā)展的過程中，城市化建設水平和人們生活質量也在不斷的提高，與此同時，人們在思想意識方面也發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)在，人們對建筑物的性能和質量提出了更高的要求，而非是對其外觀的重視，高層建筑已慢慢融入人們的生活，高層建筑的質量、安全也成了人們最為關心的大事。

6　結語

新型建筑材料在高層建筑的建造中，對其起到了極大開發(fā)利用性，并且還有著很大的推動作用。新型的建筑材料的發(fā)展，不僅僅實現(xiàn)更多高層建筑的建筑功能，還可以滿足日常生活及其辦公、公共設施的需求。在社會活動和文化方面，兩者在共同促進，共同發(fā)展，一起實現(xiàn)建筑行業(yè)興榮發(fā)展的美好前程。

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TU50

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2015-7-22