原创《新型住宅结构体系和应用》
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文/ 吉干泉 盐城市规划市政设计院有限公司 江苏盐城 224000
【摘 要】住宅产业对社会经济发展起着巨大的推动作用,同时也是国民经济新的增长点.相对于传统住宅产业的弊端,利用高速发展的新兴技术不断促进住宅产业的结构形式优化升级,探索新材料、新技术对于住宅建设的应用,并加快新型住宅结构体系的发展,成为未来住宅产业发展的主流方向.
【关键词】新型住宅；结构体系；应用
现阶段,国内对于传统住宅建设中的结构体系不断改造与创新,逐步从住宅产业粗放型向集约型的模式转型.渐渐改变了以往传统住宅产业工业化程度低、技术含量低、施工复杂效率低以及原材料与能源消耗大等问题.新型住宅结构体系成为现如今及未来的主体和发展的主要方向.其中,目前广泛应用的几种新型住宅体系具有其代表性.
1.混凝土结构住宅体系
（1）相对于传统住宅结构的诸多弊端,新型混凝土住宅体系优化结合了新建筑材料和新结构形式,改善了以往结构单一、低工业化及功能布置局限性等问题.其中表现在大开间、分割灵活为主要特点的开放式大开间住宅结构在对楼盖设计和施工工艺的形式上都有明显的优势.大开间住宅结构体系在抗测力构件的不同上还分为三类：剪力墙- 大板结构体系；框筒- 大开间结构体系；框架- 大开间结构体系.其中主要采用三种楼盖形式：
1. 现浇预应力混凝土楼盖.相对于传统楼盖跨度小,住宅室内空间达不到灵活分割等弱点,预应力技术应用于现浇预应力楼盖,相比于以往楼盖跨度可达6-12m,最大可承受荷载10KN/m2, 无粱,板厚达200-250mm ,更具有抗裂、抗震、承重大等特性.
2. 高效预应力预制装配式楼盖.在减少含钢量的条件下能够实现大跨度重载的要求,最大跨度达18m ,主要是采用了高强低松弛螺旋肋钢丝和钢绞线作为配筋材料,其优良的本质性能加强了楼盖的整体性及抗震性.改良以往现浇结构的复杂性,因是预制楼盖,可在工厂标准化生产,减少现场施工周期,从而改变工期长且质量不稳定的弱点.
3. 高效预应力双向叠合楼盖.预制和现浇双向叠合板对于结构整体性和高层住宅的要求能够更好的适应,改善其楼盖的结构性能,加大承载力和刚度,提高了抗裂性能.适当提高预制底板的混凝土强度,其中配置低松弛高强度的钢筋,即预应力筋,采用预应力钢筋来生产预制底板.采用键式凸起在底板表面拉毛、压痕及配筋等措施,让预制底板和后浇层混凝土之间紧密粘结,共同作用下使叠合板整体受力形成双向叠合板（如图1 所示）.
（2）针对于传统住宅结构框架柱的内部棱角和内部空间的视野效果问题,异形柱框轻结构体系能够良好的改善.采用轻质墙体作为内隔墙,或者具有保温隔热和节能的围护墙.根据住宅建筑整体的平面特点,采用钢筋混凝土异形截面框架柱（T、L 或十字形等）和楼板构成框架承重结构,能很好的改良内部显露柱角的缺点.在异型柱框架平面内加设斜撑可以让异形柱框架具有更好的抗侧力性能（图2）.
异形柱框轻结构提高了住宅建筑设计的灵活性,提高了使用面积的利用率.在围护墙的使用材料上,工作性能更加良好.相对于砖混结构,自重降低,减小了地震反应.异形柱框轻结构在国内住宅建造已达到一定的比重,一般适用于多层住宅建筑或小高层住宅建筑,相对具有明显的环保效益和社会经济效益,但是在某些地震频发地带进行此类住宅建筑有所限制.
（3）短肢剪力墙结构体系在某些城市应用比较普遍.剪力墙结构体系比较适合建造中高层的住宅建筑,能够有更强的承载力和比较完善的整体性,相对于框架结构,具有更好的抗侧力特点.在墙体的布置方面需要达到住宅平面布置和结构布置的要求,因为剪力墙就是住宅建筑的围护墙.但是剪力墙有其限制性,就是它的开间不能太大,灵活性相对较差.间隔墙表面不凸出,对矩形柱的使用不便有很大的改善,通过调整短肢墙的尺寸和布置可以调整刚度的大小和中心的位置,从而使结构应力分布均匀.
2.砌体结构新型住宅体系
（1）针对于传统非配筋砌体的低抗拉性能、破坏性质和高烈度地震区域下的延性差等问题,新型住宅砌体结构要求使用配筋式砌体结构.其中,约束配筋砌体是在砌体结构中加设弱框架对砌体进行约束,其中墙段上下设有圈梁.增设墙中柱和配筋带,提高承载能力和整体性,较适用于中高层住宅建筑结构.
（2）随着改革开放后对环境保护和资源的利用率观念的改变,国内的混凝土空心小砌块住宅体系广泛被采用.混泥土空心小砌块的生产和应用得到蓬勃发展,它主要以河沙和碎石为粗骨料,水泥为胶结材料,用水拌制并经过机械振动成型.其特点表现在抗压性高,抗震性能好,墙面比较有平整度,施工效率相对较高.但是小砌块块体自身相对较重,很容易发生损坏,出现开裂、漏水、保温性能差等问题.混凝土空心小砌块结构属于配筋砌体的一种,在国内某些地区已经广泛应用,在欧美等国家也成为一种广为应用的结构体系.
3.轻钢结构住宅体系
轻钢结构住宅体系是近年来在国内各类钢结构中发展最快的一种,它是以轻型墙体材料为围护结构构成,其作为住宅承重骨架的是组合构件或无缝钢管.应用于低层轻钢住宅建筑是采用纸面草板、pvc 塑料和稀土合金钢为主材建造的.能够达到保温、防火、抗震、隔热等多项技术指标.在施工建筑过程中由于构造简单,施工比较方便,重量较轻,建造速度也就更快.而多层住宅建筑采用的是空间框架结构,当楼层较高时,需要设置侧向支撑形成支撑框架结构.框架柱的建筑材料采用高频焊接H 型钢,角柱也可以用箱形截面.
轻钢结构住宅体系因其特有的性质发展前景广阔,目前在沿海城市都有分布建筑进行试点.其优势在于其安全度高,自重轻,延性好,抗震性能好,对于建筑空间的分布比较灵活,满足人们对于住宅多种功能的需求.在建筑过程中因构造简单,施工方便,建筑速度快,周期短.有助于标准、规范化施工实现产业化.
结语：
近年来,国内主要几种新型的住宅结构体系因地域特点而对各地区有着不同的应用,新型的住宅结构体系也向标准化、产业化的方向发展,达到具有可靠性、经济环保的目的和可持续发展的要求.
结构论文参考资料：
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