新型住宅結(jié)構(gòu)體系發(fā)展與應(yīng)用淺議

【摘要】住宅產(chǎn)業(yè)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用，同時(shí)也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)的弊端，利用高速發(fā)展的新興技術(shù)不斷促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化升級(jí)，探索新材料、新技術(shù)對(duì)于住宅建設(shè)的應(yīng)用，并加快新型住宅結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展，成為未來(lái)住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流方向。

【關(guān)鍵詞】新型住宅；結(jié)構(gòu)體系；應(yīng)用

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)對(duì)于傳統(tǒng)住宅建設(shè)中的結(jié)構(gòu)體系不斷改造與創(chuàng)新，逐步從住宅產(chǎn)業(yè)粗放型向集約型的模式轉(zhuǎn)型。漸漸改變了以往傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)工業(yè)化程度低、技術(shù)含量低、施工復(fù)雜效率低以及原材料與能源消耗大等問(wèn)題。新型住宅結(jié)構(gòu)體系成為現(xiàn)如今及未來(lái)的主體和發(fā)展的主要方向。其中，目前廣泛應(yīng)用的幾種新型住宅體系具有其代表性。

1、混凝土結(jié)構(gòu)住宅體系

（1）相對(duì)于傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)的諸多弊端，新型混凝土住宅體系優(yōu)化結(jié)合了新建筑材料和新結(jié)構(gòu)形式，改善了以往結(jié)構(gòu)單一、低工業(yè)化及功能布置局限性等問(wèn)題。其中表現(xiàn)在大開(kāi)間、分割靈活為主要特點(diǎn)的開(kāi)放式大開(kāi)間住宅結(jié)構(gòu)在對(duì)樓蓋設(shè)計(jì)和施工工藝的形式上都有明顯的優(yōu)勢(shì)。大開(kāi)間住宅結(jié)構(gòu)體系在抗測(cè)力構(gòu)件的不同上還分為三類(lèi)：剪力墻-大板結(jié)構(gòu)體系；框筒-大開(kāi)間結(jié)構(gòu)體系；框架-大開(kāi)間結(jié)構(gòu)體系。其中主要采用三種樓蓋形式：

1.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋。相對(duì)于傳統(tǒng)樓蓋跨度小，住宅室內(nèi)空間達(dá)不到靈活分割等弱點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力樓蓋，相比于以往樓蓋跨度可達(dá)6-12m，最大可承受荷載10KN/m2，無(wú)粱，板厚達(dá)200-250mm ，更具有抗裂、抗震、承重大等特性。

2.高效預(yù)應(yīng)力預(yù)制裝配式樓蓋。在減少含鋼量的條件下能夠?qū)崿F(xiàn)大跨度重載的要求，最大跨度達(dá)18m ，主要是采用了高強(qiáng)低松弛螺旋肋鋼絲和鋼絞線作為配筋材料，其優(yōu)良的本質(zhì)性能加強(qiáng)了樓蓋的整體性及抗震性。改良以往現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，因是預(yù)制樓蓋，可在工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，減少現(xiàn)場(chǎng)施工周期，從而改變工期長(zhǎng)且質(zhì)量不穩(wěn)定的弱點(diǎn)。

3.高效預(yù)應(yīng)力雙向疊合樓蓋。預(yù)制和現(xiàn)澆雙向疊合板對(duì)于結(jié)構(gòu)整體性和高層住宅的要求能夠更好的適應(yīng)，改善其樓蓋的結(jié)構(gòu)性能，加大承載力和剛度，提高了抗裂性能。適當(dāng)提高預(yù)制底板的混凝土強(qiáng)度，其中配置低松弛高強(qiáng)度的鋼筋，即預(yù)應(yīng)力筋，采用預(yù)應(yīng)力鋼筋來(lái)生產(chǎn)預(yù)制底板。采用鍵式凸起在底板表面拉毛、壓痕及配筋等措施，讓預(yù)制底板和后澆層混凝土之間緊密粘結(jié)，共同作用下使疊合板整體受力形成雙向疊合板（如圖1所示）。

（2）針對(duì)于傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)框架柱的內(nèi)部棱角和內(nèi)部空間的視野效果問(wèn)題，異形柱框輕結(jié)構(gòu)體系能夠良好的改善。采用輕質(zhì)墻體作為內(nèi)隔墻，或者具有保溫隔熱和節(jié)能的圍護(hù)墻。根據(jù)住宅建筑整體的平面特點(diǎn)，采用鋼筋混凝土異形截面框架柱（T、L或十字形等）和樓板構(gòu)成框架承重結(jié)構(gòu)，能很好的改良內(nèi)部顯露柱角的缺點(diǎn)。在異型柱框架平面內(nèi)加設(shè)斜撐可以讓異形柱框架具有更好的抗側(cè)力性能（圖2）。

異形柱框輕結(jié)構(gòu)提高了住宅建筑設(shè)計(jì)的靈活性，提高了使用面積的利用率。在圍護(hù)墻的使用材料上，工作性能更加良好。相對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)，自重降低，減小了地震反應(yīng)。異形柱框輕結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)住宅建造已達(dá)到一定的比重，一般適用于多層住宅建筑或小高層住宅建筑，相對(duì)具有明顯的環(huán)保效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，但是在某些地震頻發(fā)地帶進(jìn)行此類(lèi)住宅建筑有所限制。

（3）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系在某些城市應(yīng)用比較普遍。剪力墻結(jié)構(gòu)體系比較適合建造中高層的住宅建筑，能夠有更強(qiáng)的承載力和比較完善的整體性，相對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，具有更好的抗側(cè)力特點(diǎn)。在墻體的布置方面需要達(dá)到住宅平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求，因?yàn)榧袅褪亲≌ㄖ膰o(hù)墻。但是剪力墻有其限制性，就是它的開(kāi)間不能太大，靈活性相對(duì)較差。間隔墻表面不凸出，對(duì)矩形柱的使用不便有很大的改善，通過(guò)調(diào)整短肢墻的尺寸和布置可以調(diào)整剛度的大小和中心的位置，從而使結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布均勻。

2、砌體結(jié)構(gòu)新型住宅體系

（1）針對(duì)于傳統(tǒng)非配筋砌體的低抗拉性能、破壞性質(zhì)和高烈度地震區(qū)域下的延性差等問(wèn)題，新型住宅砌體結(jié)構(gòu)要求使用配筋式砌體結(jié)構(gòu)。其中，約束配筋砌體是在砌體結(jié)構(gòu)中加設(shè)弱框架對(duì)砌體進(jìn)行約束，其中墻段上下設(shè)有圈梁。增設(shè)墻中柱和配筋帶，提高承載能力和整體性，較適用于中高層住宅建筑結(jié)構(gòu)。

（2）隨著改革開(kāi)放后對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源的利用率觀念的改變，國(guó)內(nèi)的混凝土空心小砌塊住宅體系廣泛被采用。混泥土空心小砌塊的生產(chǎn)和應(yīng)用得到蓬勃發(fā)展，它主要以河沙和碎石為粗骨料，水泥為膠結(jié)材料，用水拌制并經(jīng)過(guò)機(jī)械振動(dòng)成型。其特點(diǎn)表現(xiàn)在抗壓性高，抗震性能好，墻面比較有平整度，施工效率相對(duì)較高。但是小砌塊塊體自身相對(duì)較重，很容易發(fā)生損壞，出現(xiàn)開(kāi)裂、漏水、保溫性能差等問(wèn)題?；炷量招男∑鰤K結(jié)構(gòu)屬于配筋砌體的一種，在國(guó)內(nèi)某些地區(qū)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在歐美等國(guó)家也成為一種廣為應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系。

3、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)各類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)中發(fā)展最快的一種，它是以輕型墻體材料為圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其作為住宅承重骨架的是組合構(gòu)件或無(wú)縫鋼管。應(yīng)用于低層輕鋼住宅建筑是采用紙面草板、pvc塑料和稀土合金鋼為主材建造的。能夠達(dá)到保溫、防火、抗震、隔熱等多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。在施工建筑過(guò)程中由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工比較方便，重量較輕，建造速度也就更快。而多層住宅建筑采用的是空間框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)樓層較高時(shí)，需要設(shè)置側(cè)向支撐形成支撐框架結(jié)構(gòu)。框架柱的建筑材料采用高頻焊接H型鋼，角柱也可以用箱形截面。

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系因其特有的性質(zhì)發(fā)展前景廣闊，目前在沿海城市都有分布建筑進(jìn)行試點(diǎn)。其優(yōu)勢(shì)在于其安全度高，自重輕，延性好，抗震性能好，對(duì)于建筑空間的分布比較靈活，滿足人們對(duì)于住宅多種功能的需求。在建筑過(guò)程中因構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，建筑速度快，周期短。有助于標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化施工實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

結(jié)語(yǔ)：

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)主要幾種新型的住宅結(jié)構(gòu)體系因地域特點(diǎn)而對(duì)各地區(qū)有著不同的應(yīng)用，新型的住宅結(jié)構(gòu)體系也向標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，達(dá)到具有可靠性、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的目的和可持續(xù)發(fā)展的要求。