密肋复合板结构在某小高层住宅中的应用

密肋复合板结构在某小高层住宅中的应用

密肋复合墙是应用于装配式建筑结构体系中的一种构件，它以截面及配筋较小的钢筋混凝土框格为骨架，内嵌以炉渣、粉煤灰等工业废料为主要原料的加气硅酸盐砌块( 或其他具有一定强度的轻质骨料) 预制而成。它将力学性能相差悬殊的轻质砌块和钢筋混凝土两种材料，通过合理构造措施组合成一种强度较高、抗震性能优良的结构受力构件。

密肋复合板结构是由密肋复合墙板通过现浇的连接构件与楼板等装配整体构成的结构体系。其中，密肋复合墙板在水平荷载作用下，框格与内部低强度填充体通过约束与反约束相互作用，共同受力，充分发挥各自性能。

密肋复合板结构体系是由西安建筑科技大学、北京交通大学等单位共同研发的新型节能抗震结构体系[1]，具有自重轻、利废、抗震性能好、布置灵活等特点，是适应我国墙体改革，推进住宅建设工业化，实现建筑业升级转型的重要创新。2013年，建筑部颁布了《密肋复合板结构设计规程》（JGJ/T 275—2013）（以下简称《规程》），但该体系在实际工程中的应用很少，仅在西安、唐山、沈阳等地少量应用。民乐大型居住社区B10-08地块2#楼是该结构体系在上海应用的第一栋高层住宅楼，本文将结合工程实际，介绍密肋复合板结构体系的设计方法、施工工艺、以及质量控制的要点。

1 工程概况

民乐大型居住社区B10-08地块2#楼位于上海浦东新区惠南镇北部，为12层密肋复合板结构，总高33.55m，层高2.8m，带一层地下室。设防类别为丙类，抗震设防烈度7度，地震分组第一组，场地类别为IV类，特征周期为0.90s，抗震等级为三级。该楼地上部分为装配整体式结构，预制构件种类有预制密肋复合墙板、预制外挂墙板、预制叠合阳台、预制楼梯、预制空调板，预制率为32.2%。

本工程地上各层平面中,承重墙体除电梯间、楼梯间为200厚现浇剪力墙外,其余墙体均为200厚现浇剪力墙结合预制混凝土密肋复合墙板；楼板为现浇钢筋混凝土板。标准层结构平面见图1。

密肋复合墙体的布置除按一般剪力墙的布置原则外，还应遵守“少规格，多组合”的原则。图1中，为现浇边缘构件或中部连接柱，为预制密肋复合墙板，编号形式为：YMQ(A～D)-x。其中，“A～D”分别代表平面尺寸为900mm×2 500 mm、1 600mm×2 500 mm、2 300mm×2 500 mm和3 000mm×2 500 mm的4种基本墙板型号，“-x”用以区分密肋墙板所在的平面位置。密肋墙板中，肋格混凝土强度等级C30，其中，肋柱截面200mm×200 mm，肋梁截面200mm×200 mm和150mm×200 mm，填充体为加气混凝土砌块，强度等级为A7.5，截面500mm×600mm×200mm(长×宽×厚)。图2为典型的密肋复合墙板YMQB-b构件详图。

图1 标准层结构平面图

图2 YMQB-b构件详图

图4 密肋复合墙体等效均质壳示意图

2 密肋复合墙板结构设计

2.1 结构及构件计算

该项目在大连理工大学进行了密肋复合墙板力学性能试验[2]，结果表明：中间填充砌块在加载早期即出现斜向裂缝，并在加载过程中持续破坏，形成耗能机制，有利于抗震。密肋复合墙板承力体系的砌体、肋格和外框三部分构件能够在弹性阶段、弹塑性阶段、破坏阶段依次发挥主导作用，具有多道抗震防线。结构在不同受力阶段应采用不同的受力模型[3](图3)。

密肋复合板结构中，由复合墙体抵抗水平剪力，由边缘构件抵抗水平荷载形成的弯矩，受力形态与带暗柱的剪力墙构件类似。《规程》指出：高层密肋复合板结构内力及位移计算，其抗侧力模型可采用等效均质壳模型或简化的刚架-斜压杆计算模型。

本工程在小震下的弹性分析，采用等效均质壳模型，将整段墙体中间的预制密肋复合墙板进行匀质等效(图4)。

等效原则符合下式要求：

式中：Ec—混凝土弹性模量（N/mm2）；

Eq—肋格内填充体弹性模量（N/mm2）；

Ac—预制墙板各混凝土肋柱截面积之和；

Aq—墙板填充体内的水平投影面积总和；

h—预制墙板截面高度(mm)；

beq—等效墙板厚度(mm)。

高层密肋复合墙体结构多遇地震下的设计流程大致如下：①按（1）式计算各墙板等效厚度beq；②计算等效后的墙板自重与实际的密肋复合墙体自重的差异，作为附加自重⊿q计入模型；③将考虑beq，⊿q的结构做整体计算，将整体性能指标与规范比较，如满足则进行构件设计，如不满足则调整平面布置再重复步骤①；④按《规程》6.1.2计算填充体对墙体受压承载力的影响系数αqN，复核轴压比和墙体轴心受压承载力；⑤按《规程》6.1.5计算填充体对墙体受剪承载力的影响系数αq，复核墙体截面是否满足抗剪要求（即复核剪压比）；⑥按《规程》6.1.3及6.1.4进行密肋复合墙体正截面偏心受压或偏心受拉承载力计算，得到肋柱及连接柱纵向配筋面积；⑦按《规程》6.1.6进行密肋复合墙体斜截面受剪承载力计算，得到剪切截面内肋梁纵筋截面面积。本工程2#楼一层墙体在上述步骤①～⑤中的计算结果见表1。

2.2 构造特点

密肋复合墙体的承载能力小于同等厚度的钢筋混凝土剪力墙。和普通剪力墙结构中的约束边缘构件不同，密肋复合墙体的约束边缘构件除承担整体弯矩作用外，还受到各层密肋复合墙板局部剪切变形引起的弯矩影响，尤其在大震后期，填充体逐步退出工作后，局部弯矩有增大趋势，因此边缘构件的局部弯矩也应加以考虑。《规程》对于密肋复合墙体边缘构件的设置要求与普通剪力墙结构有所区别，密肋复合墙体边缘构件的纵筋布置不再按阴影区与非阴影区划分，并对约束边缘构件最小长度做出调整。

密肋复合墙板与现浇连接柱或边缘构件进行连接时，肋梁纵筋应在现浇构件内有可靠锚固。图5为本工程典型连接节点详图。

表1 2#楼一层密肋复合墙体构件计算结果

图5 密肋复合墙体与现浇竖向构件连接节点

3 密肋复合墙板结构的施工工艺

3.1 施工流程

根据本工程的结构特点,每层结构施工顺序为：墙板吊装前准备工作，墙板安装位置抄平、放线→焊接（绑扎）墙体边缘构件或连接柱纵向钢筋→铺设墙板底部砂浆，墙板起吊及就位后固定与校正→锚固绑扎墙板伸入边缘构件或连接柱内的胡子筋→墙体边缘构件、连接柱模板安装→浇筑墙体边缘构件及连接柱构件混凝土→楼板系统、连接梁板模板安装→梳整墙板顶部伸入连接暗梁内的胡子筋→楼板及连接暗梁钢筋绑扎→浇筑楼板及连接暗梁混凝土→上一层密肋复合墙体施工。

3.2 密肋复合墙板的生产及运输

本工程密肋复合墙体的制作以填充块作为钢筋混凝土骨架的内膜，以钢模为侧模。其制作方法是先将填充砌块打孔，安装预埋件，再将外模板拼装起来，并将制作好的钢筋骨架放入外模；然后，将填充块按板件格子的设计尺寸平铺在蒸养池的底模上，接着浇筑肋框混凝土成型，因为填充砌块吸水率较高，故浇灌混凝土前需用水将填充砌块浸湿；最后，将达到强度的构件翻转调运。

当墙板生产加工达到设计要求后，外观质量经过验收符合要求，由汽车运输至施工现场。根据施工现场的平面布置及进度要求，按照分层分段组织进场，并依照设计图纸型号对密肋复合墙板进行编号。墙板在运输时，用专门制作的靠放架，对称靠放、架立运输，其倾斜度控制在20°以内。

3.3 密肋复合墙板的吊装及固定

墙体安装在起重机具就位后，由起吊前准备、起吊、临时固定、矫正及最后固定几部分组成。

吊装前应在楼面墙体对应位置处定出控制轴线、墙体边线及隐框柱周边封口线，并标出墙体编号及预埋件位置，且反复核查无误；水准仪定出水平控制线，墙体就位前，在楼面上坐浆，砂浆应均匀连续铺设，厚度控制在20mm，砂浆强度等级M7.5，墙体应在砂浆初凝前吊装就位。

墙板吊装和固定的步骤为：吊钩挂在吊环上→塔吊起吊，使构件离地20cm→扶稳构件，使构件平稳不摆动→构件平稳吊装至构件位置后匀速下降→离楼板50cm时，构件停止下降→预埋钢筋对其预埋灌浆套筒，构件缓慢下降→墙板就位后迅速采用专门卡具、钢丝绳等临时固定→安装斜撑杆→卸除吊钩→通过斜撑杆收缩调节构件位置垂直→测量构件垂直度，确保构件位置准确垂直。

墙板固定后，墙体两侧甩筋逐一调直，检查端头弯勾，与连接柱或边缘构件相连；墙体下部纵筋与下层墙体上部纵筋间用灌浆套筒连接；墙体上部暗梁钢筋绑扎，检查无误后支模进行梁、柱、楼板的混凝土浇筑工作。

墙体的吊装顺序一般按照先中部后两边，先内墙板后外墙板的原则，并且每相邻横向墙体固定后，进行纵向墙体安装，形成一个封闭房间后，再进行下一个房间的墙体安装。

4 密肋复合墙板结构的质量控制

密肋复合板结构是一种新型结构体系，对该体系的使用管理方法正处于推广应用阶段。对于本工程的质量控制，笔者有如下几点体会：

（1）在设计阶段，控制墙板宽度不大于4.5m，单块板重量控制在30kN以内，以方便构件现场吊装；尽量归并、简化墙板类型，方便工厂制作，降低成本。

（2）各专业在设计阶段应相互配合，尺寸较小的各种管线、孔洞等宜事先在墙板中预埋或预留。局部增设在墙板填充体部位上的插座、开关盒等走线，可从现浇柱的线管中通过在墙板保护层及面层上刻线槽敷设到位。

（3）制作预制构件所用的隔离剂、隔离塑料薄膜，应选用隔离效果良好、不黏结底胎、不易破损、不影响构件外观质量且易于后期装修抹灰层附着的材料。

（4）在构件混凝土浇筑完毕后，应随时进行编号并记录制作日期。经检验合格的构件，应标志合格后方可出厂吊装。构件脱模起吊时，混凝土强度不低于设计强度的70%。

（5）编制详尽的密肋复合板结构的施工技术方案。构件的运输、堆放，施工现场的平面布置按《规程》要求执行。

（6）密肋复合墙板安装前，应将所有预埋件及连接筋梳整扶直，清除浮浆；检查墙板安装位置处基础顶面或梁顶面预埋件，其位置偏移量不大于20mm；清除安装位置的杂物，并用水洒湿坐浆面后再铺设砂浆。

5 结语

密肋复合板的墙体不但能起到围护、分隔空间和隔音保温的作用，而且可作为受力构件使用，其变形和刚度特性介于框架结构和剪力墙结构之间，非常适用于小高层住宅。整个施工湿作业少、机械化程度高，节省了人力，缩短了工期，可与节能技术集成应用。与同等高度的剪力墙结构或框架结构相比，其工程造价也有所降低。

密肋复合板结构在本工程的成功应用，说明其适应我国墙体改革、建筑节能及住宅产业化要求，符合国家可持续发展战略，是一种具有应用前景的结构体系。

[1]姚谦峰,张萌．密肋复合板结构节能施工技术[M]．北京:中国建筑工业出版社,2014.

[2]马荣全,范新海,黄宙．装配式密肋复合墙板抗震性能试验研究[J].建筑结构,2016,45(4):5-9．

[3]姚谦峰,陈平,张荫,赵冬．密肋壁板轻框结构节能住宅体系研究[J].工业建筑,2003,33(1):1-5．

Application of Multi-ribbed Composite Plate Structure in A Small High-rise Residence

■ 赵 玮 Zhao Wei 陆 烜 Lu Xuan 苏志远 Su Zhiyuan

密肋复合板结构是一种轻质、节能、抗震性能好的建筑结构新体系，主要由新型节能复合墙板、楼板及隐形框架装配整浇而成。结合工程实例，采用将密肋复合墙板等效为均质壳的计算方法对小高层结构进行小震作用下的分析，并介绍密肋复合墙板结构施工工艺和质量控制要点。

密肋复合墙体；等效均质壳；施工工艺

As a kind of new architectural structure system with features of light, energy saving and favorable anti-seismic performance, the multi-ribbed composite plate structure is mainly assembled and integrally casted by new energy saving composite wall panel, floor slabs and concealed frame. According to practical engineering cases, it carried out analysis to small high rise structure under small earthquake with the calculation method that the multiribbed composite wall boards are equivalent to homogeneous shell and introduced the construction process of multiribbed composite wall boards and key points in quality control.

multi-ribbed composite wall, equivalent homogeneous shell, construction process

2016-11-15）

赵玮，上海中建申拓投资发展有限公司党委书记，高级工程师；陆烜，硕士，上海中建东孚投资发展有限公司技术研发部研发师，高级工程师；苏志远，硕士，上海中建申拓投资发展有限公司工程师。