CL建筑结构体系特点和推广价值探析

1、cl建筑结构体系特点和推广价值探析摘要：作为一种新型的复合混凝土剪力墙结构体系， cl结构体系以其与建筑物同寿命的保温方法、混凝土剪力墙 应用的新概念、良好的抗震性能、传统砖混结构的最佳替代、 主要构件的工厂化生产、显著地经济及社会效益等特点，在 我国住宅项目建设中显示出巨大的优势，逐渐成为众多新兴 结构体系中最完善、最具推广价值的典型之一。关键词：cl建筑结构体系复合混凝土剪力墙外墙保温一、前言近年来随着国家“节能减排，可持续发展”要求的深入 实施，建筑节能以前所未有的覆盖面和深度在建筑领域中掀 起一波新的热潮。尤其是随着部分已建建筑保温层质量通病 的凸显，上海教师公寓火灾的警示以及四川地震

2、后对结构安 全度的重新审视，节能与结构一体化、住宅产业化、建筑抗 震性能、施工速度等问题成为建设领域关注的焦点。顺势而 起的新技术、新材料、新工艺以及新结构体系，在很大程度 上满足了上述要求，正被大家认可和应用。作为一种新型的 密集型钢筋焊接网架复合混凝土剪力墙结构体系，cl建筑结 构体系以其与建筑物同寿命的保温方法、混凝土剪力墙应用 的新概念、良好的抗震性能、传统砖混结构的最佳替代、主 要构件的工厂化生产、显著地经济及社会效益等特点，在我 国住宅项目建设中显示出巨大的优势，逐渐成为众多新兴结 构体系中最完善、最具推广价值的典型之一。二、cl建筑结构体系概述cl （composite -lig

3、ht）建筑结构体系全称：复合保温 钢筋焊接网架混凝土剪力墙结构体系，其核心构件cl墙体 是由cl网架板（一种冷拔低碳钢丝焊接网架保温夹芯板） 两侧浇筑混凝土后形成的一种兼承重、保温、隔音于一体的 墙体。该墙体主要用于建筑物的外墙、楼（电）梯间墙、分 户墙等有保温及隔声要求部位的墙体。墙体中的冷拔低碳钢 丝为墙体受力钢丝，钢丝的直径、间距及组合规格根据承载 力要求确定，保温夹芯板的材质及厚度则根据当地节能标准 计算采用。cl网架板是在生产车间由生产线根据图纸设计要 求定制加工，作为墙体受力构件、保温层于一体的产品直接 提供给施工现场。三、工艺特点1、构造特点cl复合混凝土剪力墙由边缘构件（暗梁、

4、暗柱）及墙身 两部分组成。边缘构件的形式与普通剪力墙相同，主筋及箍 筋也均为普通钢筋，现场绑扎制作并安装。墙身中的cl网 架板的钢筋焊接网架由一定数量均匀分布的三维斜插钢筋 连成一体。钢筋焊网的直径及间距根据计算要求确定，多釆 用3、5冷拔低碳钢丝。cl复合混凝土剪力墙室外一侧 的混凝土较薄，采取现场浇筑时为50 mm,采取现场喷抹或 预制时为40 mm,设计计算时根据结构不同形式可计入承载 力，也可不计入承载力而起到保证钢筋焊接网架耐久性的作 用。室内一侧混凝土较厚，其厚度根据承载力要求可取100 120 mm、140160 mm、160 mm等。保温板的材质可根据实际 情况选用，其厚度根据

5、节能要求确定。cl网架板根据施工图纸定制方式由工厂化加工完成，其 平面尺寸一般情况下高度以层高为单位、宽度以两侧边缘构 件之间的尺寸为单位。其连接处一般设置在边缘构件处，连 接方式采用焊接网架钢筋锚入边缘构件区域与另设带肋钢 筋搭接绑扎相结合。边缘构件钢筋及墙身焊接网架钢筋在按 规定连成一体后，与其它部位的竖向构件一起进行混凝土浇 筑，形成全现浇形式的钢筋混凝土剪力墙结构。cl复合混凝土剪力墙所采用的原材料主要为钢筋、混凝 土及保温板材，是目前建筑行业最普遍的建材。通过将上述 材料本身使用方式及相互组合形式的有机结合，如采用钢筋 焊接网架及混凝土与保温板夹心复合，使其结构受力性能与 保温性能相

6、融合，可以达到提高建筑抗震性能、延长保温层 使用寿命的效果，实现了节能与结构的一体化。2、施工工艺特点与普通的剪力墙结构相比，cl建筑结构体系的施工过程 中略有区别的就是cl复合混凝土剪力墙部位的施工，其主 要工艺流程如下：现浇±0.00以下混凝土（按照接点要求预留好连接锚 筋）。cl网架板进场并复试。当采用cl复合墙体两侧混凝土 同时浇筑的工艺时，应在cl网架板两侧浇筑一定数量的混 凝土垫块，以控制保温层的位置和两侧混凝土的厚度。若采 用一侧预制一侧现浇的工艺时，应提前将cl网架板水平放 置在预制场地内，按设计强度浇筑较薄侧混凝土。暗柱、剪力墙钢筋绑扎，控制的重点在于暗柱、cl墙体

7、 锚固钢筋的定位及由于薄壁现浇侧柱、梁、墙板交叉穿筋处 的构件钢筋截面保证。网架板安装就位，用塔吊将cl网架板按照放样要求进 行吊装就位、校正。将吊装就位后的网架板甩出的锚固钢筋 调整，把cl网架板的甩筋锚入暗柱或剪力墙内。绑扎cl复合墙板边缘构件及预埋钢筋。cl复合墙体模板支设，模板宜采用竹胶板拼装成墙体大 模板，拼缝处加海绵条封浆，所有阴阳角处及模板拼缝处均 加方木加固，模板表面必须平整光滑，脱模剂涂刷均匀并不 流坠，整个支撑系统必须满足刚度要求，保证模板不变形。cl复合墙体、边缘构件、暗柱、剪力墙混凝土浇筑及养 护。由于cl复合墙体以网架板中心保温板为界分成两部分, 一侧厚度为50mm,

8、另一侧混凝土厚度不低于100mm, cl结构 体系承重的墙体内暗梁、暗柱、墙板的截面尺寸较小，钢筋 密集，且cl复合墙体本身的冷拔低碳钢丝网片和附加网片 较多，故混凝土无法振捣，因而为保证混凝土浇筑质量，应 采用粗骨料粒径较小的高性能的自密实混凝土或喷射用混 凝土。施工中根据两侧混凝土浇筑的方式及顺序不同可以分 为两侧同时现浇、一侧（较薄侧）预制一侧现浇、喷射等方 式。两侧同时现浇工艺：将cl网架板安装就位并绑扎连接后在两侧支设模板， 然后将两侧混凝土与边缘构件等同时浇筑完毕。该工艺的技 术关键是如何保证两侧混凝土浇筑质量，而保证两侧混凝土 浇筑质量的关键又是保证保温板不位移。实践证明安装定位

9、 垫块来保证焊接网架的位置、混凝土层厚度，和控制两侧混 凝土浇筑高差来减小混凝土对保温板的侧压力是最有效的 控制手段。定位垫块可以是现场浇筑在cl网架板上的混凝 土垫块，也可以是定制的塑料卡件。两侧现浇的工艺具有整 体性好、施工便利等优点，但对混凝土的要求较高。大部分 工程均采用该工艺。一侧（较薄侧）预制一侧现浇工艺：即在cl网架板安装前，在地面上对较薄侧混凝土进行 水平浇筑，吊装定位后，将较厚侧混凝土与边缘构件同时浇 筑。该工艺具有节省一侧模板、对混凝土要求相对较低等优 点。但由于需要一定的预制场地和吊装设备，因此目前该工 艺的使用逐渐减少。两侧喷射混凝土工艺：cl网架板安装定位后，采用专用

10、的混凝土喷射机进行两 侧混凝土的施工。该工艺具有不用模板、施工速度快、适应 性强、灵活便捷等优点，尤其适合在缺少模板、场地狭小、 层数较低的情况下使用。四、优势及推广价值1、合理的保温方法cl建筑结构体系将保温材料夹在内外两层墙体之间的 做法，与其它形式的保温方式相比，具有耐久性好、使用寿 命长（可以达到与建筑物主体基本同寿命）、保温层的保护 层强度高等优点。室内一侧至少100mm厚的混凝土层既可以 满足建筑物蓄热要求，又能满足围护结构隔热的措施要求。 当供热系统温度出现剧烈波动时，通过混凝土能量的储存， 可以达到室内温度缓慢变化的要求。而室外一侧50 mm的混 凝土层既能对保温板起到终生的保

11、护作用，又能满足各种装 饰做法对墙体面层的要求。同时混凝土层中双向钢筋焊接网 架又可以有效控制混凝土的干缩。2、原材料用量不变的前提下通过构造措施提高构件的 极限承载能力cl复合混凝土剪力墙中采用了密集型钢筋焊接网架混 凝土技术。与普通剪力墙中钢筋临时固定的绑扎措施相比， 混凝土与钢筋的共同工作除通过二者之间的机械握裹力实 现外，还可通过钢筋焊点进行力的传导。此外，该复合墙体 中的钢筋焊接网架在满足计算及构造配筋量的前提下，采用 细而密的配筋方式，加大了钢筋与混凝土的接触面积，不仅 提高了协同工作的能力还有效地减少了由于混凝土的干缩 而带来的耐久性差、整体性低的问题。复合墙体中的三维立体斜插钢

12、筋，将两侧钢筋焊接网架 连接成空间网架，将两侧混凝土拉接成一体达到协同承载的 目的。使复合墙两侧的混凝土层形成整体的空腹墙，增加了 墙体截面惯性矩及其稳定性，提高了墙体的极限承载能力， 使钢筋混凝土轻质、高强的性能完全发挥出来。cl复合混凝土剪力墙的周边均设置了竖向和水平的边 缘构件（暗梁、暗柱），将墙体划分成若干单元进行约束， 有效保证了其在极限承载条件下裂缝的延伸，对提高整体结 构的抗震性能作用明显。而且，cl复合混凝土剪力墙在外墙、 楼（电）梯间墙及分户墙的使用可以在整体结构内形成多个 相互作用的筒体，对抵抗地震力是十分有利的。通过1999年及2003年分别在西安建筑科技大学及清华 大学

13、结构实验室完成的cl结构体系七层楼1/2模型拟动力 试验和极限承载力对比试验表明，cl复合剪力墙应力应变状 态与普通剪力墙相似，但极限承载能力比相同钢筋混凝土用 量的普通剪力墙平均提高14%； cl结构体系7度设防的模型 通过800gal地震加速度的考验，抗震性能良好。而且，在 实际工程当中，cl复合剪力墙在配筋率及构造措施上较试验 构件又做了进一步的加强，抗震性能更加增强。3、综合及长远的经济效益、社会效益显著普通剪力墙设计时，由于稳定性要求，墙体极限承载能 力只能发挥其全部强度的一部分。尤其是墙体较薄时，只能 利用其全部强度的1/31/2。而cl复合剪力墙由于钢筋焊 接网架的存在，截面惯性

14、矩可增加一倍左右，从而使混凝土 强度充分发挥出来，节省墙体钢筋混凝土用量至少1/4。在保温措施方面，传统外墙粘贴、外挂保温层技术设计 寿命为25年，与建筑物至少50的设计使用年限相比，存在 着严重不匹配的问题。实际应用中由于材料质量参差不齐、 施工方法不规范等多种原因造成保温层实际寿命往往达不 到设计寿命，甚至在3、5年后即出现空鼓、开裂、脱落等 问题，后期维修难度大，费用高，易引起业主与建设单位之 间的纠纷，必将造成大量的人力、物力资源浪费及大量建筑 垃圾的产生。cl建筑结构体系可以减少或避免保温的使用周期内维 护及设计寿命终结后更换所产生的巨额费用、建筑垃圾、使 用功能的影响等一系列综合社

15、会隐患。其外墙重型装饰性、 防火性能、抗冲击能力、抗风荷载能力、耐冻融性能、抹面 层不透水性都较外墙粘贴、外挂保温层技术有了大的提高。cl复合剪力墙中的钢筋工程与普通剪力墙相比实现了 工厂化生产，质量稳定，生产效率高，主体施工的同时就完 成了保温层的做法，既满足建筑工厂化与住宅产业化的要 求，又可以节约材料、缩短工期，节约部分管理费用、机械 使用费用，保证现场文明施工。而且，由于采用了剪力墙结 构，墙体厚度相对较薄，建筑物自重较传统砖混结构降低 40%50%,因此对基础及地基的承载能力要求也相应降低， 根据工程具体特点可以采用较为经济合理的基础形式及相 对较小的基础断面尺寸，同时节省大量的地基处理费用。另 外，因为cl复合混凝土剪力墙墙体较薄，可以增加实际室 内使用面积5%10%,致使购房的实际成本下降，土地利用 率提高。大量的工程实例表明，完全由钢筋混凝土构成的cl 结构体系造价与达到节能标准的砖混结构基本持平，优于其 它结构形式和保温方法。但是，该复合剪力墙为永久性保温, 无后期维护及更换费用。其良好的性价比建设单位和业主带 来了显著的经济效益