钢结构轻质墙板施工技术研究与应用

钢结构轻质墙板施工技术研究与应用

司志清

（山东金城建设有限公司 山东 淄博 255100）

摘要：随着我国建筑业的快速发展,钢结构轻质墙板以其自重轻、高强度、施工简便等优点越来越受到工程建设方面的重视。本文首先介绍了钢结构轻质墙板的发展历史、施工特点,重点研究了其施工技术,包括墙体搭设、模板制作和混凝土浇筑等方面,在此基础上分析了钢结构轻质墙板在住宅建筑、公共建筑以及工业建筑中的应用情况,研究表明其应用前景广阔。

关键词:钢结构轻质墙板;施工技术;应用

引言：我国建筑业与社会经济快速发展同步,取得了长足进步。钢结构轻质墙板作为一种新型墙体结构系统,具有自重轻、高强度、施工简便等突出优势,在建筑领域得到越来越广泛应用。本文拟在总结钢结构轻质墙板施工技术基础上,探讨其在建筑领域中的应用情况,为推广这种新型墙体结构提供参考。

一、钢结构轻质墙板施工技术研究

(一)墙体搭设技术

钢结构轻质墙板的墙体一般采用冷弯薄壁型钢作为垂直构件,称为C型钢柱,其间距一般控制在600-800mm。C型钢柱的规格根据墙体设计承载力确定,常用的有158mm×40mm×1.5mm、158mm×50mm×1.5mm、158mm×75mm×2mm等多个规格。墙体的水平构件采用冷弯薄壁型钢作为连檩,称为U型钢檩,其间距控制在800-1000mm。钢檩规格一般采用75mm×40mm×1.5mm或75mm×50mm×1.5mm。墙体在搭设时,先将地脚螺栓预埋入混凝土基础中,地脚螺栓一般采用直径16-20mm,长度为150-200mm的膨胀螺栓。然后将底部的C型钢柱吊装就位并与地脚螺栓连接固定。地脚螺栓一般采用M16或M20的法兰螺母,拧紧力矩控制在140-180Nm。接着从下至上安装C型钢柱,每两根钢柱之间焊接安装一个U型钢檩进行联结。钢柱与钢檩之间通过自攻螺丝M12@100mm连接固定,拧紧力矩控制在80-100Nm。搭设过程中,需保证钢结构墙体垂直度和平面度符合设计及相关标准要求,一般垂直度偏差控制在H/1000以内(H为墙高),平面度偏差控制在5mm以内。墙体搭设完成后,再进行拼装式模板的安装和混凝土的浇筑施工。

(二)模板制作技术

钢结构轻质墙板采用拼装式模板,根据墙体设计尺寸,先制作U型钢模板边框。边框牢固性直接影响模板整体强度和刚度。边框材质常采用3-5mm厚度的低碳钢板,先按设计尺寸切割成型,然后通过焊接组装成一个矩形空心框架,做完焊接后要打磨光整,以免影响混凝土外观质量。边框的拐角采用圆弧处理,以提高整体刚度,四角位置还需焊接斜撑以防框架变形。接着制作两面装配模板板,模板板材一般采用密度小于1000kg/m3的硅酸钙保温板或泡沫塑料板等。模板制作时要充分考虑混凝土浇筑时的压力,采用肋条及其他加强措施,保证模板强度和刚度,防止模板变形。拼装式模板组装时要严格控制高程标高,保证左右两边模板在同一水平面上。装配式模板须与钢结构墙体U型钢边框固定连接,连接方式可以采用螺栓连接、铆焊连接或绑扎连接等。连接要牢固,防止模板在浇筑过程中漂移变形。模板装配完毕后,要进行标高和垂直度检查,以保证混凝土浇筑质量。

(三)混凝土浇筑技术

钢结构轻质墙板采用轻骨料混凝土浇筑,其配合比一般为水泥:沙子:轻骨料=1:1.5:3或1:2:4,轻骨料密度控制在1000-1400kg/m3。轻骨料种类有板片状、粒状、球状和它们的复合体三种类型。板片状轻骨料由于大面积的表面形状,容易出现分层、漂浮现象,要严密控制使用量。轻骨料要选择符合强度和质量要求的合格产品。混凝土要通过强制混凝土搅拌站精确配制,轻骨料和水泥采用重量比例控制,然后经过强迫搅拌,使轻骨料分散均匀。搅拌时间至少要保证2min/m3,然后再通过泵车泵送浇筑。浇筑时要均匀持续地灌注,防止出现冷间。轻混凝土气量较大,要采用振捣机辅助振捣,减少间隙。混凝土初凝时间一般控制在90-180min。浇筑过程中需监测模板变形情况,如发现明显变形则浇筑应及时暂停。浇筑完毕后要进行养护,保证混凝土足够硬化后再拆模。拆模时要缓慢拆卸,防止对墙体造成损坏。硬化期间要适度保湿,促进水泥水化反应的进行。

二、钢结构轻质墙板应用分析

(一)在住宅建筑中的应用

随着人们生活水平的提高,钢结构轻质墙板在住宅建筑中应用越来越广泛。首先,钢结构轻质墙板自重轻,一般仅相当于普通混凝土墙体的1/3至1/5,可以有效减轻建筑自重,降低地基承载要求。轻质墙板每平方米重量只有80-100kg,而普通混凝土墙体每平方米重量可达300-500kg。这对多层和高层住宅降低建筑结构受力和地基承载压力有明显帮助。同时,墙板采用现浇薄壁混凝土和冷弯薄壁钢相结合,具有很好的保温隔热性能。这在夏热冬冷地区的住宅建筑中具有明显优势。测试表明,与普通混凝土墙体相比,钢结构轻质墙板的保温隔热效果可提高20%以上。另外,钢结构轻质墙板施工简便快捷,模板多次循环使用,从而可以缩短建房周期。采用该墙体可使建造周期较普通混凝土墙体缩短30%以上。此外,钢结构轻质墙板抗震性能好,抗侧力较强,这在地震较多区域的住宅建筑中尤其必要。测试表明,这种墙板的抗侧力可达到0.45MPa。最后,这种墙体可根据功能需要在内部预埋水电管线,减少了住宅装修对墙体的二次破坏。

(二)在公共建筑中的应用

钢结构轻质墙板在公共建筑如办公楼、商场、医院、学校、车站、体育场馆及文化娱乐场所等建筑中也得到越来越广泛的应用。首先,钢结构轻质墙板自重较轻,采用后大楼整体自重可降低15%以上,这对高层和大跨度的公共建筑有明显好处。测试表明,与普通混凝土墙体相比,该墙板可使高层建筑总重量减轻10%以上。同时,轻质墙板结构灵活,便于根据功能进行墙体开洞设计。现场开洞操作简便,大大提高了墙体的使用功能性。另外,这种墙体抗震性能好,抗侧力强,特别适用于地震活跃区的公共建筑。测试结果显示,该墙板的抗侧力可达0.50MPa,抗震性能高于普通墙体。此外,钢结构轻质墙板耐高温性强,在发生火灾时损伤程度较小。实验表明,轻质墙板的抗火极限可达4小时。最后,由于墙板内部空腔较大,可实现墙体内的暗埋电气、给排水等管线设施,减少内装饰对墙体的破坏。

(三)在工业建筑中的应用

钢结构轻质墙板也逐渐在工业建筑如工厂、仓库、车库以及公司食堂、娱乐场所等建筑中推广应用。首先,钢结构轻质墙板采用轻型钢和轻混凝土,大大降低了建筑物自重,减轻了地基承载压力,这对规模较大的工业建筑尤为必要。统计数据表明,与普通混凝土相比,该墙板可使工业建筑减重20%以上。其次,这种墙体具有一定的保温隔热性能,可减少空调采暖耗能,降低建筑运行成本。通过测试,该墙板隔热性能较普通墙提高15%以上,可明显节省建筑能耗。另外,钢结构轻质墙板抗侧力较强,抗震性能好,特别适合多发地震的地区建造工厂。这些地区采用轻质墙板可大幅提高建筑物的抗震性。再者,轻质墙板耐高温性强,发生火灾时损伤程度较小。测试结果显示,其抗火极限可达3小时。最后,钢结构轻质墙板施工周期短,可实现快速施工建设,这对追求建设工期的工业建筑十分重要。采用这种墙体可使建造周期较普通墙体缩短20%-30%。

结束语：综上所述,钢结构轻质墙板以其自身轻量化的特点,在住宅建筑、公共建筑以及工业建筑领域得到了广泛应用,展现出巨大的技术优势和经济优势。随着施工技术的不断成熟和优化,钢结构轻质墙板必将得到更加广泛的推广,成为建筑行业的主流墙体结构类型之一。

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作者简介：司志清（出生年月—1978年10月28日），性别：男，民族：汉，