CL建筑体系建筑节能与结构受力的

1、CL结构体系的特点及应用CL结构体系作为一种新型的复合混凝土剪力墙结构体系，因其与建筑同寿命的保温方法、混凝土剪力墙应用的新理念、粘土砖结构的完全替代、主体部分的工业化生产以及高性价比，正成为我国住宅工程建设中不可或缺的建筑结构形式之一。关键词：CL结构体系建筑节能复合剪力墙一、CL结构体系概述复合轻质建筑体系属于复合混凝土剪力墙结构体系，适用于不同热设计区不同抗震等级的民用建筑。核心构件氯丁橡胶墙板(结构见表1)是一种承重、保温、隔音的墙体，由氯丁橡胶网格板(一种钢焊接网格保温夹芯板)两侧浇注混凝土而成。该墙主要用于建筑物的外墙、建筑物间的墙(电)梯、住户的墙等有保温隔音要求的部位。墙体中的

2、CL格栅板钢筋均为墙体受力钢筋。钢筋的直径、间距和组合规格根据承载要求确定，保温芯板的材料和厚度根据当地节能标准采用。CL格栅板在生产车间根据图纸设计要求由大型自动化生产线定制加工。根据两轴间墙平面尺寸整体加工的原则，最大宽度可达6米3.3米，现场无需二次加工和切割。作为墙体应力加固和保温层的一部分，直接提供给施工现场。CL结构体系是具有自主知识产权的新型自保温体系，由石家庄京达建筑系统有限公司于1994年由建设部建立，在全国众多专家的协助下，经过几年的发展而成。该系统已获得19项国家发明专利和实用新型专利，涉及应力理论、施工措施、施工方法、生产设备等领域。2002年12月，建设部评定“其综合

3、技术达到国际先进水平”。Xi建筑科技大学1999年完成的7层1/2模型拟动力试验和清华大学2003年完成的CL组合剪力墙极限承载力试验表明，该系统具有足够的可靠性。截至目前，已建成和在建的CL结构体系工程已达到450多万平方米，涉及10个省、18个市的近100个项目，具有良好的社会效益和经济效益。表1 CL墙板结构明细表模型CL型墙板CL型墙板型氯盐墙板主要适用范围多层36m以下小型高层建筑36m以上的高层建筑CL结构系统氯复合绝缘技术简图施工说明混凝土层a(现浇时50厚，预制时40厚绝缘板b()根据节能标准确定厚度的聚苯乙烯板现浇混凝土层c(100140c160c160钢焊接网双向350(外

4、保护层30毫米)腹板钢筋的斜焊 3，200件/ 3.5，100件/根据焊接网规格钢焊接网双向450(外保护层为35毫米)双层双向5100(保护层为25毫米)双向8150 /200(保护层为25毫米)钢焊接网不双向8150 /200(外保护层为25毫米)绑水平系带设计决定氯板生产完成工厂生产钢筋现场安装二、化学发光结构体系的实验研究1999年5月，Xi建筑科技大学完成了7层CL结构体系1/2模型的应力试验。该试验是国内最大的民用建筑模型拟动力试验。(实验过程和技术参数请参考Xi建筑科技大学结构实验室中国CL结构体系七层楼1/2模型试验研究报告。)。本次测试的建筑原型总高度为18.9米，共7层，高

5、度为2.7米；CL复合剪力墙一侧为30毫米混凝土，一侧为90毫米混凝土；其中，格栅钢筋两侧均为350双向钢筋焊接网；边缘构件应进行7度加固。试验中，从裂缝的出现和发展过程来看，当CL结构体系受到相当于9度设防烈度的地震时，裂缝仍然很细，整个结构基本处于弹性状态；当结构遭受设防烈度为10度的地震时，裂缝充分发展，结构进入塑性状态。此时结构的转角仅为1/156，这不仅保证了结构的破坏，而且在下一次拟静力试验中表现出稳定的滞回曲线。因此，在试验结论中：“CL结构体系自重小，抗震性能好。该系统在抗震设防不高于8度的地区使用时具有足够的可靠性。试验结果表明，该系统应用于9度设防地震区也是可行的2003年

6、3月，清华大学结构工程学院完成了CL墙板与普通剪力墙极限承载力对比分析试验(试验过程及技术参数见清华大学结构工程学院CL复合墙板试验研究报告)。试验结果表明：“CL复合墙板在竖向荷载作用下的力学性能与普通钢筋混凝土剪力墙相似复合墙板和框架可以协同工作，在斜插筋和钢筋网的作用下，两侧混凝土层可以很好地协同工作。CL复合墙板的轴压承载力、弯曲变形能力和稳定性均优于相同混凝土厚度(厚度为CL复合墙板两侧混凝土厚度之和)的钢筋混凝土实心墙。CL复合墙板的极限轴压承载力平均是相同混凝土厚度的钢筋混凝土实心墙的1.14倍。在保证较薄侧混凝土质量的情况下，如果将CL复合墙板计算为等厚实心墙，其强度、刚度和稳

7、定性良好，是安全的。目前，构件抵抗水平地震力的能力已达到8度设防的要求。如果轴压比增加，墙的抗剪强度可能会提高。三。CL结构体系的性能特征1、合理的保温方法CL结构体系的CL墙板是由两层钢筋混凝土和保温板组成的复合墙体。室内侧至少100厚的混凝土层完全可以满足建筑蓄热的要求。当供暖系统温度剧烈波动时，混凝土能量的储存可以满足室内温度缓慢变化的要求。室外侧50混凝土层不仅可以保护保温板的生命，还可以满足墙面各种装饰做法的要求。此外，50厚的混凝土层配有350双向钢筋焊接网(配筋率为0.28%)，可有效控制混凝土的干缩。与其他保温形式相比，CL结构体系具有耐久性好、使用寿命长(可达到与主体建筑相同

8、的寿命)、保温层保护层强度高等优点。它可以减少或避免一系列综合性的社会隐患，如巨大的成本、建筑垃圾、影响使用功能等。是由于建筑物保温层在其使用寿命期间的维护和在其设计寿命结束后的更换造成的。2.更可靠的结构CL结构体系属于钢筋混凝土剪力墙体系。然而，普通钢筋混凝土剪力墙由于稳定性考虑往往较厚，难以充分发挥混凝土的高强度性能。尤其是在楼层较少的建筑中使用时，经济性较差。赖因沃抗震性能与建筑物的重量密切相关，而且重量很大。CL结构体系的重量仅为砖混结构的55%，地震时水平地震力明显减小。在CL结构体系中，组合剪力墙用于承受水平地震荷载，剪力墙和异形柱用于承受竖向荷载。传力方式清晰合理。CL结构体系

9、具有很好的整体刚度。在7度、8度和9度设防烈度要求下，层间位移分别低于1/8000、1/4000和1/2000，远低于规范限值。CL墙板按90mm剪力墙计算，其配筋率为0.322%，完全满足强剪弱弯的要求，可作为主受力构件。4.其他特征CL复合墙板和室内普通剪力墙的应用比传统的砖混结构墙体要薄，根据公寓类型和墙体数量，实际使用面积可增加5%-8%左右。此外，CL结构系统的主要部件CL格栅板完全由专业生产线制造，质量稳定，生产效率高。保温层在主体施工的同时完成，既满足了建筑产业化和住宅产业化的要求，又节约了材料，缩短了工期，保证了现场文明施工。第四，合作学习结构体系的设计CL结构墙板用于需要保温

10、和隔音的剪力墙，如外墙、楼梯间和家庭墙。普通剪力墙(长墙和短肢墙)、异形柱、L形T形交叉墙等小墙肢可根据建筑功能和建筑高度选择。其他组件，如地板、楼梯等。也是根据常规方法设计和计算的常见形式。在计算CL墙板的承载力时，可以用两种方法来选择墙板的厚度。方法a:忽略薄边混凝土的作用，只取厚边混凝土截面的厚度，而薄边混凝土的自重应作为荷载计算；方法二：考虑两侧混凝土的配合，取混凝土截面厚度之和。当满足某些条件时，如边缘构件和墙体的厚度，以及在结构墙中设置柱，可采用B法；否则，可以采用一种方法。CL结构属于剪力墙结构，因此采用空间有限元分析设计软件SATWAY进行计算。按上述方法选择墙板厚度后，计算过

11、程与普通剪力墙结构相同。采用A法计算时，将薄边混凝土的自重作为墙体荷载输入，并考虑其刚度的影响，进行了周期折减。周期折减系数的取值：首先不考虑周期折减，分别按方法A和方法B计算，得到第一周期两者的比值，然后综合考虑填充墙的数量和材料来确定。计算完成后，核对计算数据，计算数据应满足相关规范对剪力墙结构的层间位移角、剪重比、有效质量系数等要求。在建筑设计中，只需为每户设计合适的外墙、家庭墙、卫生间和厨房隔墙，其余均设计成大开间，或根据用户要求，CL轻质隔墙可设计成永久性隔墙。CL中隔音板的隔声量为36dB，外墙和分户墙的隔声量与现有砖混外墙相差不大，均满足现行国家规范的要求。水、暖、电的设计和施工方法与剪力墙体系相似，水、暖、电管道可以敷设，在现浇混凝土或夹芯板孔中更方便。结构设计计算模型和CL结构体系设计高度控制在25m以下的假设，该体系主要为剪切变形，属于质量和刚度沿高度均匀分布的结构。用底部剪力