淺析承風墻在裝配式鋼結構住宅外墻的應用

（福建閩江源建設發展有限公司，福建 三明 365000）

0 引言

隨著建筑行業快速發展，裝配式鋼結構住宅得到了推廣，在實踐中推出一種專用的外墻建筑構造體系，也就是承風墻。承風墻具有良好性能，例如抗震、防風等，將其運用在裝配式鋼結構住宅中具有重要意義。為了適應發展需求，要樹立起創新意識，在外墻建筑構造體系中引入新技術、新工藝，提高住宅質量。

1 鋼結構住宅外墻建筑構造發展現狀

國家大力倡導節能減排理念，具有環保性的鋼結構住宅，對建筑行業產生了深刻影響。但是由于發展時間比較短，存在技術不完善、配套產品不成熟等問題，限制了鋼結構住宅的發展。實踐發現，鋼結構住宅外墻建筑構造面臨著諸多問題。鋼結構住宅建筑常見外墻圍護體系包括鋼筋混凝土大板、鋼骨架發泡混凝土輕質大板、加氣混凝土條板、發泡混凝土灌漿墻等，在實際應用中取得了良好成效。但是也暴露出一些問題，例如外墻開裂滲水、隔音效果差等，很大程度上降低了住宅質量。

1.1 鋼筋混凝土大板

鋼筋混凝土大板最大的特點就是安裝方便，可以作為外墻建筑材料。但同時考慮到鋼筋混凝土外墻板在平面內的剛度比較大，會影響到鋼結構框架的受力變形，所以要選擇合適的鋼筋混凝土大板與鋼結構連接方式。進行深入分析，建議采用柔性連接的方式，有效解決了面臨問題，但同時出現了新的問題，包括外墻開裂、滲水等，還需要進一步解決。目前來看，受到各方面因素的影響，還沒有找到一種理想材料，所以面臨問題得不到解決，后期發展中還有待加強技術研究，不斷改善材料性能。

1.2 鋼骨架發泡水泥輕質大板

鋼骨架發泡水泥輕質大板在實際應用中出現了一系列問題，適用范圍比較有限，在實際運用過程中，需要進行一些有效處理，否則后期就會出現質量問題。另外鋼骨架發泡水泥輕質大板的保溫性能也不是很好，對住宅品質會產生不利影響。受到技術條件限制，出現問題得不到處理，成為了發展的限制性因素。

1.3 蒸壓加氣混凝土條板

在發展過程中，將國外先進技術引入到蒸壓加氣混凝土條板生產中來，目前已經在鋼結構建筑的外墻中普遍應用，但技術還不是很成熟，所以無法有效推廣。實踐證明，加氣混凝土條板都嵌入到鋼結構框架中，依然會出現變形、裂縫等問題。從市場情況來看，加氣混凝土條板價格呈現出居高不下的趨勢，成本較高成為了限制推廣應用的原因之一[1]。

1.4 發泡混凝土灌漿墻

發泡混凝土灌漿墻發展時間比較短，是近幾年才出現的。通過實際觀察發現，發泡混凝土灌漿墻出現問題包括墻體上部等特殊部位很難灌實，漿體會產生側壓力，導致墻體兩側水泥板發生變形，墻體表面無法達到平整度標準，后續還要花費更多時間去處理，外墻耐久性有待驗證。

1.5 加氣混凝土塊砌體墻

和上述其他四種外墻圍護體系比較而言，加氣混凝土塊砌體墻實際應用效果比較好，但是也存在一定不足之處，砌體墻讓剛度得到明顯增強，導致鋼結構自振周期變小，地震效應增大。施工過程中受到技術條件、人為因素等影響，導致很難達到建筑質量標準。

對鋼結構住宅建筑外墻構造進行分析，為了保證住宅質量，必須要滿足以下要求。一是可以有效抵抗外荷載的作用，滿足鋼結構建筑的變形要求，保證墻體不開裂、不滲水。二是最大程度降低外墻帶給鋼結構框架的剛度，使得地震效應減小。當鋼結構框架變形超出正常范圍時，外墻結構能夠提供一定剛度來防止變形，保證住宅結構的穩定性。三是具有和鋼結構框架相近的使用年限，符合SI建筑理念。四是使用建筑住宅發展要求，具有節能保溫、防水抗滲等性能。五是裝配式干式施工，安裝起來比較方便。六是容易滿足建筑裝飾要求[2]。

目前鋼結構住宅建筑外墻構造中出現了諸多問題，所以必須總結、分析問題找到其中原因，并采取有效措施處理。鋼結構住宅建筑外墻圍護體系處于發展之中，還不是很成熟，在實際應用中會，還需不斷通過改進來提升建筑質量。在實踐應用中承風墻表現性能優越。

2 鋼結構住宅外墻承風墻

2.1 承風墻的構成

承風墻墻體材料構成比較復雜，每種材料具有特定性能，組合起來可以提高質量，應用在鋼結構住宅中。水泥基材料和鋼材的熱膨脹系數非常相近，在現場施工中，將高效保溫材料澆筑在墻體的核心空間，形成復合墻體，具有良好性能，提高了墻體的質量。承風墻構成包括多個層面，每層都有特定功能，保證承風墻具有良好性能。在安裝承風墻時，必須要遵循由外向內的順序，這是非常重要的，直接關系到質量水平，最后再進行處理，保證滿足規定標準。

最外層是帶邊框的鋼筋混凝土板，外墻外板由標準化構件組成的邊框、窗戶外框等組成，構成了一個整體，具備抗腐蝕、抗地震的作用，保證建筑外墻具有良好耐久性。兩層輕鋼龍骨夾增強纖維水泥壓力板組成外墻內板，需要注意的是，體現在外墻內板預留出空間，為管線布置做好準備，后期不需要剔墻開槽，大大減少了施工工作量。外側是澆灌發泡混凝土的模板。將斷橋連接件設置在內板和外板之間，用來抵抗澆灌發泡混凝土過程中產生的漲力，從而提高了墻體安全性。

在澆灌發泡混凝土之前，需要做好防水保護工作，主要方法是在外墻外板內側噴涂，內板做好防滲漏。承風墻在鋼筋混凝土外板和防水蓋縫板形成剛性防水層，共有三道防水層，為墻體的防水抗滲提供可靠保障。將高效保溫材料澆筑在發泡混凝土核心，不僅可以發揮出保溫材料的最大作用，還能夠改善防火性能和保溫效果。承風墻預留了有上層向下層墻體澆灌發泡混凝土的空間，大大改善了澆灌效果，更加的密實，保證滿足質量要求。

2.2 承風墻的建筑構造

承風墻是裝配整體式墻體。選擇標準部件的挑塊，將鋼框架梁和鋼圍梁連接起來。挑塊由保溫材料制成，保證具有良好強度和剛度，可以滿足使用要求。挑塊讓外墻外板處于室外溫度區，外墻內板和鋼框架處于室內溫度區，很容易就可以區分。

圍梁是標準化部件，由鋼板制成，可以發揮出有效作用，其重要性包括幾個方面。圍梁具有預留出墻的通風管孔或空調架位置的功能。圍梁使用減少了減少了外墻外板的用量，有效提升了外板標準化程度。當發生地震時，圍梁發生變形來可以避免對外墻板造成的破壞，提高了建筑的安全性。外墻外板上下邊緣預留出兩排螺栓，主要是為了方便和圍梁的上下導軌連接。外墻外板的垂直板縫需要進行密封處理，一般會采用鋁合金防水蓋縫板，另外要噴涂防水層，這樣密封效果會更好。外墻內板的橫龍骨與外墻外板的鋼筋桁架采用斷橋連接件拉接。

2.3 安裝與精度協調

對于裝配式鋼結構住宅而言，安裝是一道非常重要的工序，要由專業技術人員來負責，并按照既定順序安裝完成。目前對鋼結構框架安裝精度要求比較高，確保達到10mm，但是達到這一標準對其他部件的正常安裝會產生不利影響，為了解決面臨問題，必須要設置精度協調機制，主要由圍梁來承擔。安裝精度關系到住宅質量，因此要加強控制，避免出現過大偏差，導致出現更多問題。

圍梁借助于挑塊和鋼框架螺栓連接起來，挑塊具有很強適用性，而且可以根據實際情況進行合理調整，對鋼框架的精度缺失進行彌補。精度調整完成后通過局部錨固筋與疊合板一起澆筑固定。調整之后，將圍梁高度和長度方面的誤差控制在合理范圍內，方便后續部件安裝。如果精度得不到控制，不利部件安裝，從而影響整體性，因此精度調整是至關重要的，必須要滿足相關要求，控制在合理范圍內，防止出現過大偏差。

2.4 墻體的抗震性能

為了了解墻體的抗震性能，可以采用擬動力試驗的方法，通過試驗結果分析發現，鋼結構住宅建筑墻體在鋼結構框架變形發展到一定程度時，幾乎都會出現板角壓碎的情況，建筑結構穩定性和強度會大大降低，削弱了抗震能力，當發生地震時很有可能出現坍塌，直接威脅到人民生命財產安全。據報道相關人員通過研究發現，這類填充墻的剛度可以支持鋼結構框架的抗震性能，在這種情況下，用鋼量就會有所減少。鋼結構框架抗震設計目的不是為了發生地震時不倒塌，而是在于設防烈度地震不傷人、罕遇地震不倒塌。在彈性工作階段，填充墻能夠提供比較大的剛度，但也有弊端，地震破壞性會更大。設防烈度地震主要目的是保護人員安全，避免建筑構件破損掉落傷人。在鋼結構變形接近限值時好的填充墻可以為結構提供剛度支撐。地震是自然災害，具有突發性、破壞力大的特點，因此抗震性能研究越來越受到人們重視。結合鋼結構住宅實際情況來看，制定科學合理抗震設計方案，嚴格按照要求去執行，不斷提高住宅質量。

承風墻由內板和外板之間澆灌發泡混凝土組成。內板和外板處于特定位置上，保證發揮出有效作用，內板和外板之間保溫材料比較多。當鋼結構框架變形比較小時，墻體不會發生太大變化，變形具有協調一致的特點。當鋼結構框架變形比較大時，墻體就會出現裂縫，內板和外板之間產生變形差，內板與鋼結構會同時發生變形，而且外板變形速度比較慢，在這種情況下就會形成外掛墻板。通過研究表明，外掛墻板的應用，大大提高了鋼結構框架的穩定性和強度，一定程度上提升了建筑的抗震性能。據查詢相關資料顯示承風墻外板由帶鋼邊框的鋼筋混凝土板組成，具有較強抗破損能力，當鋼結構框架的層間變位達到1/100或者更大時，外板不會出現破壞，而且會給給鋼框架提供剛度。承風墻對鋼結構框架振動有明顯的阻尼作用，可以減少結構變形，降低地震造成的破壞，為人員生命財產安全提供可靠保障[3]。

3 BIM技術在承風墻建筑構造體系運用展望

BIM是建筑信息模型，作為一項先進技術，目前已被廣泛應用在建筑領域，對于行業發展具有重要意義。BIM技術優勢主要體現在五個方面，分別是可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性，對整個施工過程進行模擬，通過分析制定科學合理方案，作為重要參考依據。借助模擬將施工過程展現出來，對于發現問題及時處理，消除不利因素影響，保證施工順利開展，在工期之內完成建設任務，提高整體經濟效益。將BIM技術運用到裝配式建筑中來是發展的必然趨勢，具有廣闊市場潛力，特別是對承風墻建筑構造體系進行深入研究，改善實際運用情況和推廣具有催化劑效應。在ABD三維建筑軟件的基礎之上，建立起可視化的建筑模型數據庫，對鋼結構住宅特點全面分析，綜合考慮建筑構造、建筑設計規范、工程條件等要求，開發出具有強大功能的BIM軟件，有效應用到實際中去。運用BIM技術時要從裝配式鋼結構住宅專用的外墻建筑構造具體情況出發，實現技術有效融合，有助于提高住宅質量。充分發揮出BIM技術的優勢，對設計方案進行完善，可以達到更好效果。為了提升BIM技術應用的針對性，需要與裝配式鋼結構住宅專用的外墻建筑構造聯系起來，將具體效果落實下去，實現預期目標。BIM技術處于不斷發展之中，因此要增強創新意識，大力引入新技術、新工藝，更好應用到鋼結構住宅中去。

4 結語

綜上所述，更加全面了解裝配式鋼結構住宅專用的外墻建筑構造，進行深入研究是很有必要的。承風建筑構造體系可以滿足鋼結構住宅外墻的性能要求，具有較高推廣價值。外墻是裝配式鋼結構住宅的重要組成部分，和整體質量有著密切關系，分析裝配式鋼結構住宅特點，明確外墻建筑構造要求，有利我國建筑工廠化發展，有利建筑行業可持續發展。