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复合保温钢筋焊接网架混凝土墙 CL建筑体系 的应用 河南省建筑科学研究院 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙规程 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙改进 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙是将保温层复合于混凝土墙内部 用于混凝土剪力墙结构体系 由于泡沫聚苯板被墙两侧的混凝土包裹 使保温层得到有效的保护 提高保温层的使用寿命 并改善墙体保温体系的防火性能 另外由于聚苯板保温层外部有较厚的混凝土层 可以适应多种装饰面层 CL建筑体系钢筋焊接网架 CL建筑体系墙体构造 内层混凝土钢筋现场绑扎 整体钢筋焊接网架 CL建筑体系墙体构造 CL建筑体系墙体构造 CL建筑体系我省的历程 我省2008年颁布得河南省工程建设标准 CL结构设计规程 DBJ41 T080 2008 主要对CL结构的材料 设计理论 设计构造措施等内容作出了具体的规定 并引用2002版相关规范 同时缺少施工和验收等内容 近两年来 我省各级政府出台了一系列的政策和技术法规 积极推动 CL建筑体系 在我省建设工程中的应用 借助各级政府的大力支持和强力推动 结合 CL建筑体系 在建筑墙体节能等方面的明显优势 CL建筑体系 的应用进展明显 CL建筑体系我省的历程 CL建筑体系政策支持 政府出台的政策 河南省住房和城乡建设厅 河南省人民政府 郑州市城乡建设委员会 住房和城乡建设部 住房和城乡建设部公告第1338号关于发布墙体保温系统与墙体材料推广应用和限制 禁止使用技术的公告中将 钢筋混凝土保温复合墙体系统 CL建筑体系 列为推广技术 公告要求各省 自治区 直辖市住房城乡建设主管部门采取切实措施 组织本地区有关建设 设计 施工 监理 施工图审查等相关单位和技术应用单位以及管理部门 积极推进 技术公告 的实施 政策支持 中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1338号 省政府在 关于加强建筑节能工作的通知 豫政 2010 72号中明确提出了大力推广复合钢筋混凝土剪力墙保温结构体系 以下简称 CL建筑体系 要求各级政府要大力推动 CL建筑体系 在我省工程项目中的应用 对省重点工程建设项目 经济适用房 廉租住房 农村危房改造等民生工程 学校 医院等公益项目 属于政府投资建设的领域 凡适用 CL建筑体系 的 要广泛应用 对一般开发项目 要在规划 设计审查等方面给予必要支持 政策支持 河南省政府豫政 2010 72号 为贯彻省政府在 关于加强建筑节能工作的通知 在 关于在全省大力推广应用CL建筑体系的通知 豫建 2010 164号对 CL建筑体系 的推广应用进行了具体的部署 并成立了 CL建筑体系 推广应用领导小组 要求各省辖市住房和城乡建设委 局 及各有关单位 结合当地实际 积极采取措施 制定推广应用CL建筑体系规划和具体实施方案 积极组织推广应用 政策支持 河南省住房和城乡建设厅豫建 2010 164号 提出设计单位作为 龙头 首先在设计中要广泛应用 审图机构和质检部门要参照相关规定在审查和验收方面给与必要的支持 墙改部门要从墙改基金中安排部分资金 对采用CL建筑体系的示范工程予以支持和奖励 还要求各部门要对项目实施单位实行全程服务 减少办事环节 简化审批程序 为推广应用 CL建筑体系 创造宽松环境和强大支撑 政策支持 河南省住房和城乡建设厅豫建 2010 164号 政策支持河南省住建厅工程示范推广 2011年8月25日 省住建厅在新乡长垣县教职工住宅楼CL建筑体系试点工程召开了全省大力推广CL建筑体系现场推广大会 2013年7月16日在郑州又召开了CL建筑体系观摩推进会 会议参观了位于郑州白沙的CL网架板生产基地 参观了郑州白沙园区刘集和白沙安置小区一百多万平米的CL体系施工工地 示范工程为CL建筑体系的推广应用积累了大量的设计 生产 施工技术经验 取得了良好的效果 郑州市人民政府办公厅郑政办文 2013 48号下发了关于转发市城建委推广应用复合钢筋混凝土剪力墙和混凝土保温幕墙建筑体系实施方案文件 要求各县 市 区 建设行政主管部门 要认真履行职责 简化办事程序 提高工作效率 共同推进CL和混凝土保温幕墙建筑体系的推广应用工作 政策支持 郑州市政府郑政办文 2013 48号 文件提出了对率先使用CL和混凝土保温幕墙建筑体系的项目给予一定的奖励 对在2015年以前使用CL和混凝土保温幕墙建筑体系的项目 市财政给予20元 平方米的补助 对使用CL和混凝土保温幕墙建筑体系的项目 全额返退墙改基金 政策支持 郑州市政府郑政办文 2013 48号 技术法规河南省建设工程标准 我省2008年颁布得河南省工程建设标准 CL结构设计规程 DBJ41 T080 2008 主要对CL结构的材料 设计理论 设计构造措施等内容作出了具体的规定 并引用2002版相关规范 同时缺少施工和验收等内容 技术法规河南省建设工程标准 根据省政府提出的大力推广复合钢筋混凝土剪力墙保温结构体系 以下简称 CL建筑体系 要求 省住房和城乡建设厅组织有关人员对 复合钢筋混凝土剪力墙保温结构体系 进行了调研和座谈 提出对河南省工程建设标准 CL结构设计规程 DBJ41 T080 2008进行修订 技术法规河南省建设工程标准 修订后规程的名称为 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙 CL建筑体系 技术规程 编号为DBJ41 T080 2012 自2012年10月01日起在我省施行 规程对复合保温钢筋焊接网架混凝土墙的材料 设计 构造 施工和验收等内容作出了较系统的规定 CL建筑体系性能和特点 一保温隔热性能河南省居住建筑节能设计标准 寒冷地区 DBJ41 062 2012提高了围护结构热工性能参数限值 对于外墙传热系数限值在0 45 0 7W K 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙可以根据设计调整保温层厚度 更易达到标准要求 保温隔热试验试验结果 试件01外墙外保温K实测 0 586W m2 K 外墙内保温K实测 0 615W m2 K 试件02外墙外保温K实测 0 567W m2 K 外墙内保温K实测 0 523W m2 K 试件03外墙外保温K实测 0 587W m2 K 外墙内保温K实测 0 558W m2 K 试件04外墙外保温K实测 0 682W m2 K 外墙内保温K实测 0 624W m2 K 保温隔热试验试验结果 试件05外墙外保温K实测 0 672W m2 K 外墙内保温K实测 0 575W m2 K 试件06外墙外保温K实测 0 652W m2 K 外墙内保温K实测 0 591W m2 K 保温隔热试验试验结果 保温隔热试验结论 试验结果表明 采用复合保温钢筋焊接网架混凝土墙作为外围护墙体 其传热系数小于 河南省居住建筑节能设计标准 寒冷地区 DBJ41 062 2012 中规定的围护结构外墙传热系数的限值K 0 70W m2 K CL建筑体系性能和特点 二抗震性能力强外层混凝土通过钢筋网架与结构混凝土连接 提高了墙体的抗侧力刚度 可增强了抵抗地震水平力的能力 在结构设计时外层混凝土不考虑参与整体结构计算 CL建筑体系性能和特点 三防火性能由于保温板夹在内外两层混凝土中间 使其不能接触明火 经公安部消防部门与建设部门专家论证 墙体整体作法可达到4个小时耐火极限 墙体满足各耐火等级的耐火极限要求 CL建筑体系性能和特点 建筑设计防火规范 GB50016 2014第规定 当保温材料的燃烧性能为B1 B2级时 保温材料的墙体应采用不燃材料且厚度均不应小于50mm 第除第规定情况外 当建筑的外墙外保温系统采用燃烧性能为B1 B2级的保温材料时 应在保温系统中每层设置水平防火隔离带 CL建筑体系性能和特点 EPS XPS保温性能好 性价比高 可回收循环利用 常用 复合保温混凝土墙保温层外设有50 60mm厚混凝土层 采用EPS XPS作为保温材料能够满足GB50016 2014规定要求 规定范围内可以不用设置防火隔离带 CL建筑体系性能和特点 四施工进度由于墙体的钢筋和保温板在工厂内生产 浇筑结构构件时同时完成了保温层施工 减少了外墙外保温施工作业工序 保温层的施工质量得以保证 CL建筑体系性能和特点 五提高住宅使用面积 用于低层或多层房屋时 当考虑外层混凝土参与结构受力时 墙体厚度减少 可增加房屋使用面积 传统砌体结构房屋的外墙体厚度加保温层至少300mm 采用CL符合墙板墙体厚度一般为220mm 可有效提高住宅使用面积 CL建筑体系性能和特点 六保温层外设有50 60mm的混凝土层 可满足外墙贴面砖的要求 七实现墙体保温与结构同寿命 墙体两侧混凝土可对保温板起到良好的保护作用 避免或减少了保温体系在使用期间的维修或更换 八符合建筑产业现代化政策 减少现场作业 CL建筑体系性能和特点 九符合绿色建筑标准及发展要求 绿色建筑评价标准 GB T50378 2014 河南省绿色建筑评价标准 DBJ41 T109 2015增加了 创新与提高 章节 围护结构热工性能比国家现行建筑节能设计标准的规定高20 评价分值为2分 是直接得分 复合保温墙保温层厚度容易加厚 CL建筑体系性能和特点 九符合绿色建筑标准及发展要求 河南省绿色建筑评价标准 DBJ41 T109 2015节材章节第采用建筑保温与结构一体化技术体系 评价分值为4分 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙符合本条要求 可直接得分 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙 CL建筑体系 技术规程DBJ41 T080 2012备案号J12126 2012 河南省工程建设标准 1总则2主要术语3材料4设计4 1结构设计4 2节能设计5构造规定5 1混凝土5 2钢筋焊接网架5 3复合保温钢筋焊接网架混凝土墙构造6施工与验收 河南省工程建设标准 1 0 2采用复合保温钢筋焊接网架混凝土墙 CL建筑体系 适用于非抗震设防地区和8度 8度以下抗震设防地区民用建筑的外围护墙体 2 0 1复合保温钢筋焊接网架混凝土墙由外层混凝土 钢筋焊接网架和内层承重混凝土组成 外层混凝土和内层承重混凝土由钢筋焊接网架连接 河南省工程建设标准 河南省工程建设标准 内层混凝土钢筋现场绑扎 整体钢筋焊接网架 CL建筑体系钢筋焊接网架 2 0 2钢筋焊接网架由两层或两层以上钢筋焊接网 中间夹以保温板 模塑聚苯乙烯泡沫板或挤塑聚苯乙烯泡沫板 用三维立体斜插钢筋焊接而成 2 0 3外层混凝土建筑物外围护墙体与室外环境接触不参与主体结构受力的混凝土层 起保护钢筋焊接网架的作用 2 0 4内层混凝土建筑物外围护墙体与室内环境接触参与主体结构受力的混凝土层 河南省工程建设标准 复合保温钢筋焊接网架混凝土墙建筑的结构设计按现行国家规范和标准要求执行 设计时 将外层混凝土和钢筋焊接网架作为内层混凝土墙体上的荷载考虑 内层混凝土墙体参与主体结构计算 外层混凝土不参与主体结构计算 河南省工程建设标准 CL建筑体系需要改进的问题 一工程造价偏高通过对问题的深入分析 目前制约着我省不能迅速推广应用CL建筑体系的主要原因 一是成本与传统的相比偏高 尽管CL建筑体系以其节省多道工序大大缩短施工时间 具有很高的性价比 但其一次性的材料投资仍因高出传统工艺几十元 而不易被接受 CL建筑体系需要改进的问题 二施工操作难度偏大1采用的是自密实混凝土 塌落流动度650至800 试配复杂 2模板支设要求较高 稍有不慎容易出现漏浆跑浆 涨模等现象 而且补救困难 3对浇筑要求较高 要求对保温板内外侧同时浇筑 稍有不慎内外浇筑会出现高差 容易出现保温板位移现象 由于斜插丝较多 加上混凝土垫块的影响 空间小而复杂 所以不能振捣 施工操作较为繁琐 操作难度较高 CL建筑体系需要改进的问题 CL建筑体系问题分析 一部件重复 复杂从CL建筑体系墙体构造图可以看到 CL网架板外层混凝土及保温层搁置在外伸的楼板上 且由锚入内层结构混凝土的每平米不少于100根的 3镀锌过塑冷拉丝拉结 同时还设有每平米5根的 6钢筋拉结 重复部件较多 存在材料浪费现象 CL建筑体系问题分析 二施工浇筑混凝土难度较大从CL建筑体系墙体构造图和现场施工发现 CL网架板较薄的外层混凝土部位有钢筋网片 斜插丝 垫块 拉结钢筋 这些部件都将影响外层混凝土的浇筑 给外层混凝土的性能 浇筑带来更高的要求 造成施工不便 CL建筑体系问题分析 三对外墙保温的影响从CL建筑体系墙体构造看出 每平方米不少于100根的 3斜插丝 挑出的混凝土楼板都是墙体传冷 热通道 使墙体出现冷 热桥 墙体冷 热桥降低墙体保温隔热性能 该问题饱受诟病 CL建筑体系问题分析 四斜插丝问题斜插钢筋作为墙体的冷 热桥 钢筋极有可能出现冷凝水 存在钢筋锈蚀问题 为了避免斜插钢筋锈蚀 规程要求对斜插钢筋进行镀锌 保温板段还要加镀塑处理 工艺复杂 不易控制 增加造价 该问题也是CL建筑体系应用中的一个焦点 CL建筑体系问题分析 五自密实混凝土整个墙体浇筑都采用自密实混凝土必然增加工程费用 内 外层混凝土采用不同配合比的混凝土要同时浇筑 且要控制浇筑高度同步 在施工中控制难度较大 现场浇注不易控制 增加造价 该问题同样影响CL建筑体系的推广应用 CL建筑体系问题分析 从近期的工程实践我们看到 体会到 要使CL建筑体系广泛应用 快速发展 必须对其存在的问题进行改进 CL建筑体系解决方案思路 1在不影响结构安全的前提下 简化CL网架板构造 2在保证混凝土浇筑质量前提下 采用普通混凝土代替自密实混凝土 3在保证保温板在墙体位置的前提下 改造原来采用混凝土垫块的方法 CL建筑体系解决方案 改进后CL建筑墙体构造 CL建筑体系解决方案 拉结固定杆放大示意图 CL建筑体系解决方案 拉结固定杆放大示意图 CL建筑体系解决方案 保温板固定 钢筋网片 保温板固定 CL建筑体系方案描述 1解决方案仍沿袭原CL建筑体系外层混凝土及保温板支撑在挑出楼板上 并由拉结钢筋与结构墙体连接 2外层混凝土采用双向 4 100钢筋焊接网片 钢筋直径通过设计计算确定 CL建筑体系解决方案 外层混凝土厚度适当加大 由50mm加大到60mm 焊接钢筋网片与模板和保温板之间的距离分别为20mm和40mm 可以采用普通混凝土浇注并可使用小型振动棒振捣 CL建筑体系方案描述 设计的拉结固定杆与外层钢筋网片焊接 拉结固定杆上设两块间距为保温板厚度的钢板 60mm 60mm 3mm 和螺帽 用于固定保温板 拉结固定杆外端设有直径不小于30mm的墩头螺帽顶紧外模板 以代替混凝土垫块 拉结固定杆另一端制作环钩 用拉结钢筋通过环钩与内层墙钢筋连接 拉结固定杆起到固定保温板 模板垫块和与结构墙体的连接作用 CL建筑体系受力分析 由于外层混凝土及保温板支撑在挑出楼板上 由拉结钢筋通过拉结固定杆与结构墙体连接 挑出楼板承受外层混凝土及保温板重力荷载 挑出楼板和拉结钢筋钢筋共同承受墙体风荷载及水平地震荷载作用 CL建筑体系受力分析 由此 应对挑出楼板进行设计验算 应对外层混凝土板进行结构设计 应设计拉结钢筋直径和布置 受力计算案例以建筑高度为100m 抗震设防烈度8度 保温层厚度60mm 外层混凝土厚度60mm 外装饰层采用砂浆粘贴10mm厚面砖为条件 对外层混凝土 挑出楼板 拉结固定件强度 变形进行复核验算 CL建筑体系受力分析及验算 一挑出楼板 受力简图 CL建筑体系受力分析及验算 1作用荷载材料厚度 mm 自重 kN m3 EPS600 3混凝土6025砂浆2020面砖1020 CL建筑体系受力分析及验算 2受力验算楼板厚度100mm C30混凝土 As 1 fc b ho fy 1 0 9 6 1000 75 0 018 270 47mm2一般楼板构造配筋即可满足 M 3 6 0 06 0 3 0 06 2 0 06 25 0 09 0 03 20 0 135 0 780kN m 1 2 0 936kN m CL建筑体系受力分析及验算 不配箍筋和弯起钢筋的板类构件斜截面承载力V 0 7 h ft b ho 0 7 1 10 1000 75 57 750kN Q 9 1kN Q 3 6 0 07 0 3 0 06 25 0 03 20 6 993kN6 993kN 1 3 9 1kN CL建筑体系受力分析及验算 外层混凝土板结构设计 受力简图 CL建筑体系受力分析及验算 将间距400mm 400mm的拉结固定杆作为外层混凝土板的点支撑 外层混凝土板承受风荷载和地震荷载的作用 验算板强度 挠度和裂缝宽度 外层混凝土及装饰层产生的竖向作用由挑出楼板承担 对拉结固定杆进行受拉和受压验算 CL建筑体系受力分析及验算 受力简图 CL建筑体系受力分析及验算 1作用荷载层高3 6m 8度区 100m高 C类地区基本风压0 45KN m2外层混凝土板所受荷载风荷载标准值 CL建筑体系受力分析及验算 地震荷载标准值荷载组合设计值 CL建筑体系受力分析及验算 2受力验算Mx My 表中系数 G gk Q qk Lo2 0 1098 1 000 0 000 1 000 4 130 0 42 0 073kN mAs 1 fc b ho fy 1 000 9 6 1000 30 0 008 270 9mm2采取方案 4 100 实配面积126mm2 CL建筑体系受