CL结构体系设计要点

2022-09-30

近年来, 随着国家“节能省地型建筑”要求的深入和科技地产的全面绽放, 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。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、完全取代粘土砖结构以及主要部品的工厂化生产、较高的性价比等特点, 正在成为我国住宅项目建设中不可或缺的建筑结构形式之一。为便于CL结构体系这项新技术的应用, 结合河北省工程建设标准《C L结构设计规程》DB13 (J) 43-2006 (以下简称《规程》) 及本地的设计经验, 特对该技术在设计中的特殊要点做出以下说明。

1 CL结构体系概述

CL (Composite Light) 建筑体系结构属于复合混凝土剪力墙结构体系, 适用于各种热工设计分区的不同抗震等级的新建民用建筑。其核心构件CL墙板 (其构造见表1) 是由CL网架板 (一种钢筋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CL网架板钢筋均为墙体受力钢筋, 钢筋的直径、间距及组合规格根据承载要求确定, 保温芯板的材质及厚度则根据当地节能标准采用。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, 作为墙体受力钢筋、保温层于一体的部品直接提供给施工现场。

CL结构体系是由石家庄晶达建筑体系有限公司1994年在建设部立项后, 在全国众多专家协助下历经数载研发的、完全具有自主知识产权的新型自保温体系。2002年12月, 建设部鉴定“其综合技术达国际先进水平”。经1999年西安建筑科技大学完成的七层楼1/2模型拟动力试验及2003年清华大学完成的CL复合剪力墙极限承载试验表明, 该体系具有足够的可靠度。截止目前, 已竣工及在建的CL结构体系工程已达850余万平方米, 涉及十省二十余市的近百个项目, 社会效益和经济效益良好。

2 CL结构体系的设计要点说明

2.1 结构平面布置

CL结构体系属于剪力墙结构。外墙、楼 (电) 梯间墙及分户墙等需要保温、隔声部位的墙体采用CL墙板, 其它不需要保温的内承重墙可以根据建筑功能及建筑物高度选用普通剪力墙 (长墙和短肢墙) , 多层时可以采用L形、T形或十字形小墙肢。其它构件, 如楼板、楼梯等均为普通现浇混凝土构件, 按常规方法进行设计及计算。

2.2 计算方法及受力分析

CL墙板进行承载力验算时, 墙板计算厚度取值可根据条件分别采用下面两种方法。A方法:忽略较薄侧混凝土作用, 只取较厚侧混凝土截面厚度, 但较薄侧混凝土自重应作为荷载计算;B方法:考虑两侧混凝土协同工作, 取混凝土截面厚度之和。当满足一定条件, 如房屋高度在一定限值之内 (6度40m、7度36m、8度28m) 、边缘构件与墙体同厚、设置构造墙中柱、保温层厚度不大于80mm时, 可采用B法, 否则采用A法。一般楼 (电) 梯间墙及分户墙可采用B法, 外墙应采用A法。

CL结构属于剪力墙结构, 故仍采用建筑结构空间有限元分析与SATWE或TAT等设计软件进行受力分析计算, 计算过程同普通剪力墙结构。设计建模时, CL墙板厚度根据计算方法取计算厚度, 普通剪力墙按实际厚度计算。当墙体计算配筋为构造配筋时, 按表1所示配置;当计算配筋大于构造配筋时, 应按计算配筋对CL墙板中的焊网规格进行调整。

注1:当设防烈度为6度时为4 0 m, 当设防烈度为7度时为3 6 m, 当设防烈度为8度时为2 8 m。

2.3 抗震等级划分

因C L结构体系为剪力墙结构, 且剪力墙数量较多, 因此在多层部分对丙类建筑的抗震等级做了降低, 详见《规程》4.3.1条, 其余仍按《高规》相关规定执行。

2.4 CL墙板截面厚度设计

设防烈度为6度40m、7度36m、8度28m高度限值范围内时, CL墙板按《规程》4.2.5条规定执行, 当超出上述限值时, CL墙板较厚侧混凝土厚度按《高规》中对普通剪力墙厚度规定执行。

2.5 CL墙板边缘构件设计

CL墙板应设置边缘构件 (暗柱) , 多层时设置构造墙框柱和洞口加强边框, 其余应按《规程》4.2.6、6.1.5、6.2.5条规定及《高规》相关规定设置约束 (构造) 边缘构件。当采用B法时, 边缘构件截面尺寸应同墙板总厚;采用A法时边缘构件截面尺寸应同较厚侧混凝土厚度。但在Ⅰ型CL墙板中, 因较厚侧混凝土只有100mm, 所以边缘构件为达到保证钢筋间距的目的, 最小截面厚度不应小于140mm。