轻钢-轻质混凝土结构在看台台阶中的应用*

康亚明，陈静波，杨宝平，王特化

（1.北方民族大学机电工程学院，宁夏 银川 750021; 2.宁夏千弓预应力技术工程有限公司，宁夏 银川 750001；3.宁夏跃元工程有限公司，宁夏 固原 750000）

1 引言

轻钢-轻质混凝土结构本质上属于一种房屋墙体制作技术或新型结构，其墙体是用横竖轻型墙骨架插接后预埋管线管，在骨架周围固定带网筋的金属网，然后将轻质混凝土从预留的灌浆口灌注在骨架内，最后将渗出金属网模外面的浆料抹平，即可得到平整的墙面。骨架和金属网可以工厂生产，组装方便、工期短、省工、省料，无环境污染、房屋使用面积相对较大，该轻质灌浆墙体强度高，且具有防震、防撞、防潮、防火、隔音、保暖和安全性好等优点，特别适合用于农村宅基地自建房别墅，旅游景区配套建筑、林区看守房、易地搬迁、安居工程等建筑体［1-4］。银川市三沙源防沙治沙学院体育看台工程中，创造性地将看台台阶用轻钢-轻质混凝土来制作。

2 EPS轻质混凝土的制备与技术优势

2.1 标准试块的制作

考虑到轻钢结构-轻质混凝土结构的强度和空间刚度可以满足看台台阶要求，故本项目中轻质混凝土的干密度不宜太大，否则其轻质性不突出且增加材料成本，故室内试验设计400kg/m3，500kg/m3，600kg/m3共3种干密度级别试块，水泥采用P.O.42.5水泥，室内制备过程如图1所示，试块浇筑后48小时后脱模，脱模后置于标准养护箱中养护28天，流动性可根据现场需要来调节［5-6］。

图1 EPS轻质混凝土室内试块制备

2.2 基本物理力学参数

对不同干密度时的单轴抗压强度进行了批量测试，对大量数据加权平均后如表1所示。

表1 EPS轻质混凝土干密度与单轴抗压强度关系

2.3 EPS轻质混凝土变形特征

EPS轻质混凝土具有混凝土之名而无普通混凝土之实。其制作方法与普通混凝土相似，但其强度和刚度参数与普通混凝土相距甚远，强度和刚度参数介于软岩和硬土之间。相对于普通混凝土，其变形特征可总计为延性好，刚度适中，吸能性能好，抗冲击性能优越。普通混凝土峰值应变 0.15%到0.25%之间波动，通常取为0.2%［7］。对于EPS轻质混凝土，以干密度为400kg/m3和500kg/m3左右的为例，其应力-应变曲线如图2所示。从图中可以看出，峰值应变大致在2%左右，峰值应变比传统混凝土的峰值应变大一个数量级［8］，表明其延性特征与传统混凝土相比要明显很多。

图2 EPS轻质混凝土的应力-应变全过程曲线

3 台阶轻钢龙骨-轻质混凝土组合结构设计说明

3.1 轻钢龙骨-轻质混凝土组合结构设计要点

（1）龙骨。墙体龙骨采用C型钢C100*1.2，材质Q235，龙骨布置大样见图3。

图3 台阶细部大样图

（2）钢板网。龙骨郎策满铺0.35mm密目孔有筋钢板网。

（3）轻质混凝土。轻质混凝土采用A50（干密度不超过500kg/m3）。

3.2 轻钢-轻质砼台阶施工工序

（1）施工准备条件。弹出结构相应墨线，准确定位，清理出界面，裸露出结构构件，以供龙骨连接固定。

（2）施工步骤。首先，安装龙骨。根据布置图，准确定位龙骨位置，并下料；核对尺寸与现场实际尺寸是否相符，标明洞口尺寸以及定位；核查、复核位置与预埋管线位置，确认准确无误；制备必要的专业机具和配套工具，以保证工序顺利进行。然后，浇筑混凝土。

3.3 安装质量要求

（1）C型钢龙骨镀锌处理，其余型钢构配件均做防锈处理；

（2） 因采用此类新型材料施工专业化程度较高，为保证工程质量，以上工程的施工应由具有深化设计能力的生产厂家承担；

（3）面层不得有起皮、掉角、气鼓和出现裂缝，面层应平整；

（4）与主体结构链接缝因填塞密实。

3.4 现场施工效果

轻钢-轻质混凝土墙体结构巧妙地用在了体育看台台阶上，可以降低看台板的厚度，现场轻钢龙骨结构装配完毕后，从最上一层台阶开始浇筑，由于其自密实性，充满每个台阶后抹平即可，工人劳动强度大大降低，施工过程机械化程度高。施工过程和施工完成后的效果如图4所示。

图4 轻钢-轻质混凝土体育看台现场施工图

4 结束语

项目中创造性地将轻钢-轻质混凝土新型结构用于体育看台台阶，相对于传统的钢筋混凝土结构，采用轻钢-轻质混凝土新型结构后，降低了看台板的厚度，看台板的配筋也相应地减少，其自重也随之降低，间接地提高了看台整体抗震性能。结构自重减轻后上部结构传递给基础的荷载也随之减小，基础结构的尺寸也相应地减小，具有较好的技术和经济优势。