CL建筑结构体系在

CL建筑结构体系在高层住宅应用及国家标准编制一、立项的目的意义及必要性CL结构是一种新型的建筑结构体系，是由CL复合墙板及实体混凝土墙装配整体式楼盖或现浇楼盖、后浇边缘构件连接而成的空间结构体系，受力性能属剪力墙结构体系。复合墙板是指用CL网架板浇注混凝土形成复合剪力墙，CL网架板是复合剪力墙的骨架，是建筑受力的主要承担者，该板是由两层或两层以上钢筋网片，中间夹以聚苯乙烯泡沫板，用三维立体或水平斜插钢筋（腹筋）焊接成的空间骨架。受力性能属剪力墙结构。CL建筑墙体采用自密实混凝土（超流态混凝土），通过自重来填充成型，是一种具有高施工性能、高强度、高耐久性的混凝土。CL墙体是集承重、保温、隔热与一体的新型节能现浇复合剪力墙，具有保温节能、自重轻、抗震性能好、经济合理、技术先进等优点，保温性能达到国家规定的节能要求，并能够实现墙体材料生产工厂化、住宅建设标准化的产业规模，能够节约能源，减少大气污染，不使用粘土砖节约耕地，永久性保温，不产生保温维修费用和二次施工所带来各种弊端，具有巨大的社会效益，推广前景广阔。目前CL结构体系在多层住宅、小高层住宅已广泛应用。山东省工程建设标准《CL结构体系技术规程》规定CL结构体系限制高度7度设防为36米，因此CL结构体系在高层住宅应用还是空白，这样限制了CL结构体系发展，使这种优秀的结构体系在建筑应用受到限制。二、主要研究、试验内容及技术创新点1）研究CL体系在高层中网架板结构和网架板节点的抗震性能,进一步了解了节点和墙板的破坏特征及墙板对结构动力特性与抗震性能的影响，得出对CL体系抗震设计有益的结论。并对现有的《CL结构体系技术规程》进行修订与完善，形成具有自主知识产权的适合设计、施工、质量验收的国家标准。（2）研究CL网架板与柱、梁、楼板的连接方式，以及CL网架板自身的连接方式，编制《CL网架板的安装与构造标准图集》。（3）研究CL结构的高层成套技术体系。钢丝夹心板的加工、制作、堆放、吊装工艺。研制可循环使用的模板、模板可以满足标准与非标准要求，可以根据要求灵活设置模板的高度与宽度。模板支设与固定、对拉螺栓和PVC套管，减少隐患的存在。门窗洞口、梁、柱冷桥部位处理与加固措施等。应用高压注浆技术。研发与大板相配套的现场梁、柱模板(循环使用)及其安装、固定工艺，改进与完善现有的高压注浆技术。混凝土的现场浇注工艺流程、质量控制。（4）研究CL节能住宅体系的产业化目标，形成一整套适用于该体系的施工技术与组织管理方法，编制《CL墙体的施工技术与指导细则》。（5）研究CL结构国家标准编制三、达到的技术水平，经济、社会效益及推广应用的前景（1）高层CL节能住宅，形成具有代表性且适合CL结构的建筑体系。提供实用、舒适的建筑布局，充分考虑自然采光、通风和空间处理，真正体现“以人为本”的设计理念。建筑方案的模数化与标准化，实行菜单式设计，满足不同的消费需求。（2）建立CL墙体承重的结构体系和方案，提出复合墙板合理的理论分析模型。与现行常用的结构体系进行技术与经济比较，通过设计优化，确定最优的节点构造以及CL墙体的合理断面。研究构件的标准化，实现工厂化生产。（3）研究先进的节能技术，合理选材。在完善现有CL网架板的基础上，开发具有高强、轻质、保温、防水、抗渗、节能、隔音、环保的内外墙板，合理确定其最优截面尺寸，达到或国家规定的节能指标。（4）CL结构住宅的配套设计。充分考虑水暖、电气、空调等专业的特点，实现各种管线与设备在CL墙体中的合理布置，确定各种管线设备与CL墙体的连接方式、预留孔洞或预埋件以及相应的构造做法。（5）综合效益：综合考虑安全性、舒适性、施工周期、得房率、工厂加工、现场安装和环保等多个方面，CL节能住宅能降低工程造价、达到节能标准，使保温寿命与建筑主体同寿命并与传统的砖混结构和混凝土结构相比较，体现其良好经济效益和社会效益。四、采用的研究、试验方法和技术路线采用理论与试验相结合，工程实例加以验证的系统研究方法。改变传统的设计理念，建立真正适合CL节能住宅的建筑设计、结构设计与设备设计体系。结合工程实际，改进、丰富和完善已有的配套技术，申报技术专利和成果创新。根据已有的力学模型，参考国内外相关研究结果，提出“三明治式”CL墙板的理论计算模型，进行精确的理论计算分析，研究墙板在各种荷载工况下的力学性能与变形行为,并求解其破坏时的极限荷载，然后提出复合墙板的理论模型与简化设计方法。利用大型的通用ANSYS有限元计算软件，分析计算复合墙板的极限承载力。通过进行大量的参数分析，求出各个参数对墙板极限承载力的影响程度；然后利用统计回归方法得出考虑各参数影响的墙板极限承载力回归公式，并根据各参数的重要性，在CL墙板设计中，适当取舍各参数，以达到简单、准确和高效的目的。然后将有限元分析结果与理论计算结果相比较，对理论模型作适当的改进。对CL墙板进行系统的试验研究。确定各试验参数对复合墙板极限承载力的影响，将试验结果与理论分析结果、ANSYS有限元计算结果进行验证比较，进一步对理论模型加以改进完善，最终提出适用于复合墙板的理论模型和简化设计方法。对CL住宅整体结构进行理论分析、有限元计算和系统的试验研究，进一步确定CL住宅的理论模型与极限承载力的计算公式，提出简化的设计方法。将课题研究成果成功应用于有代表性的多高层住宅工程，对建筑、结构、设备及复合墙板的配套设计、施工和使用的适用性等方面，进行技术与经济的综合分析。研制工作报告问题提出CL建筑结构体系在多层建筑、小高层建筑中得到广泛的应用。在山东省建设厅颁发了《CL结构体系技术规程》DBJ-2007技术规程中已明确规定CL结构体系限制6度设防为40m、7度设防为36m、8度设防为28m。这就给这种新型结构体系在建筑高层应用带来局限性，得不到挂广泛应用。华新房地产公司为突破这种技术瓶颈，决定有工程技术部牵头，联合山东大学，河北天艺设计院对CL结构体系在高层建筑住宅应用做论证分析，泰安奥林匹克花园四期高层住宅（二栋18层）进行应用。项目调研一、墙体改革和建筑节能事业在国民经济可持续发展战略中占有很重要的地位，从第六个五年计划开始被列入重点攻关计划，八十年代国家就成立了以副总理为组长的领导小组和四部委联合成立的“墙改节能办公室”。各省都成立了以副省长为组长的省级领导小组和省级墙改节能办公室，但是墙改节能实质进展缓慢，甚至把实心粘土砖转成了空心粘土砖，而改良后的空心粘土砖空心率不足15%，原来实心砖的240墙变成了370空心砖墙，烧砖耗能和毁坏耕地更趋严重，全国80%还是用粘土砖盖房，建设部76号令规定节能标准要达50%和个别地区达65%，而据报道，2000年至2004年间我国建成住宅20亿平方米，但是95%是不节能型住宅，面对严峻现实，墙体改革和建筑工作已经引起了本届政府的高度重视，国家建设部制定了节能型建筑体系，并限定时间全面消灭粘土砖。二、中国建筑节能潜力很大，每年城乡新建建筑竣工面积近20亿平方米。预计到2020年底，全国房屋建筑面积将新增近300亿平方米。如果延续目前的建筑耗能状况，每年将消耗12000亿度电和4.1亿吨标准煤，接近目前全国能耗的三倍。加上筑材料的生产耗能16.7%，约占全社会总耗能的46.7%。三、在我国能源紧缺的时代，我国的土地资源也是处在警戒线的边缘，中新社北京四月十六日电(李妍)二00七年中国国土资源公报今日公布，当年中国耕地面积为十八点二六亿亩，净减少六十一点零一万亩，减幅百分之零点零三。四、国土资源部报告显示，中国10年耕地减少1.2亿亩；2008年停止别墅类用地供应，在全国人大建设资源节约型和环境友好型社会的记者招待会上，国土资源部提供的一份报告显示，今年我国将加大中低价位商品房、经济适用房和廉租房的土地供应。国土资源部表示中国要保持耕地面积为十八亿亩的警戒线。通过以上官方资料和数据，不难看出国家要在建设用地要进行控制，所以土地资源的稀少，势必在建设上要向高层建筑发展。因此“CL建筑体系向高层建筑发展势在必行。项目实施经过两年的生产和产品的应用，“CL建筑体系”在多层住宅和小高层住宅已得到广泛应用，其技术也日渐成熟，但在高层住宅还是空白。我公司为适应住宅向高层发展的趋势，决定把该技术用在高层住宅上，并在泰安奥林匹克花园四期高层住宅进行应用。CL结构体系施工方案制定CL复合剪力墙结构体系，CL网架板为空间立体钢筋焊接骨架，如果采用普通砼浇筑、振捣过程中会对网架的焊接产生不利影响，而且网架钢筋细而密，砼层较薄，通常的振捣方法难以实现砼的密实性，由于CL墙板受力钢筋较细，因此通过提高砼耐久性来减弱钢筋的腐蚀，在砼强度确定的情况下，降低砼水灰比（采用高效减水剂等措施）掺加矿物掺合料或粉煤灰控制胶凝材料用量等办法可以达到提高砼耐久性的目的。自密实砼实一种高效能砼，国内外大量实验和工程实践均表明其耐久性比普通砼有明显提高。针对自密实砼的特点，制定自密实砼施工模板，CL网架板安装施工方案。技术工作报告产品简介设计方案的选择1.高层建筑抗震结构分析：（1）合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值，再以不同的R（地震力降低系数）得到不同的设计用地面运动加速度来进行结构的强度设计，从而确定了结构的屈服水准。（2）制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施（强柱弱梁、强剪弱弯）和抗震构造措施2.适合与CL结构体系结合的抗震结构近年来随着人们对住宅，特别是小高层及多层住宅平面不与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是经过不断的实践和改进，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而形成一种能较好适应高层住宅建筑的结构体系，即所谓“短肢剪力墙—筒体（或一般剪力墙）”结构体系。“短肢”剪力墙仍属于剪力墙结构体系，只不过是采用较短的剪力墙肢（短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙），而且通常采用T形、L形、］形、+形等。当这些墙肢截面高度与墙厚之比小于等于3时，它已接近于柱的形式，但并非是方柱，因此称之为“异形柱”。故从广义角度讲，宜将这种结构体系称之为“短肢剪力墙—筒体（或一般剪力墙结构体系）”。另外所谓”筒体”就是以楼电梯间所组成的钢筋混凝土核心筒；所谓“一般剪力墙”就是指墙肢截面高度与墙厚之比大于8的剪力墙。本方案的特点：结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向构件，剪力墙的数量可多可少，剪力墙肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；由于减少了剪力墙数量，而代之以轻质填充墙，不仅房屋总重量可以减轻，同时也可适当降低结构刚度，使地震作用减小，这不仅对基础设计有利，而且对结构抗震较为有利，同时也可降低工程造价，还可加快施工进度.这种结构体系通常视建筑平面及抗侧力的需要，将中心竖向交通区处理成为筒体，以承受主要水平力。对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系薄壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，我认为采用三维空间杆-墙组元分析方法计算模型更加符合实际情况，计算精度较高。本方案内力分析采用三维空间有限元分析软件SATWE程序计算。3.在设计有关短肢剪力墙—筒体（或一般剪力墙）结构时应注意的一些问题在设计时，首先要选则适合的计算软件，合理地选则计算分析方法，确定计算模型和相关参数，并加强对计算结果合理性判断，特别要加强概念设计。对一些不利部为加强构造措施，在符合规范要求的情况下，短肢墙是没问题的。这就好比纯框架结构，对地震来说也是不利的结构形式，但大家不也一直在用。所以任何一种结构体系都有它的适用范围，只要我们能合理设计，安全应该没问题。（1）高层点（板）式住宅采用短肢抗震墙结构体系，只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系，但在地震区，高层建筑中，剪力墙不宜过