保溫砌?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格剪力墻承重體系技術與應用

　　二十世紀七十年代以來，在歐美發(fā)達國家，采用模板保溫一體化的免拆模的現(xiàn)澆鋼筋混凝土承重墻建造多層住宅和其他民用建筑，應用效果很好，很受設計、施工和開發(fā)商的歡迎。本項目的研究基于上述國際發(fā)展趨勢和我國在住宅建筑中大力開展建筑節(jié)能，禁止使用燒結(jié)粘土磚，發(fā)展綠色建材，推進墻體革新的新形勢。結(jié)合我國相關規(guī)范和規(guī)程的要求，及現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)做法，總結(jié)多年的工程實踐，經(jīng)過反復研究和論證，于1997年提出新體系方案，1998年申請了新體系發(fā)明和保溫砌模實用新型兩項專利。于2001年5月由北京市建筑設計標準化辦公室、北京億力建材有限責任公司、清華大學土木系等單位共同申請北京市建委科研項目立項。立項后，在原有研究成果基礎上，對該體系進行了全面的，大量的系統(tǒng)研究，包括：保溫砌模材料配方和成型研制、網(wǎng)格墻建筑設計和構(gòu)造研究、網(wǎng)格墻抗震性能試驗分析及結(jié)構(gòu)計算方法研究、施工技術和配套材料研究，以及試點工程的設計和施工。北京市建委和市規(guī)委組織專家于2003年9月對其研究成果進行鑒定。根據(jù)鑒定要求，組織力量研究保溫砌模機械化成型機實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。為了使科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，滿足工程應用，編制了“保溫砌?，F(xiàn)澆混凝土網(wǎng)格剪力墻建筑技術規(guī)程”，經(jīng)專家審查后，于2004年12月由北京市規(guī)委和市建委批準實施。保溫砌模現(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻承重體系是集結(jié)構(gòu)、保溫、隔熱、隔聲和防火于一體的新型建筑結(jié)構(gòu)體系，適用于抗震和非抗震地區(qū)的多層和中高層住宅和其他民用建筑，其綜合技術有突破，有多項創(chuàng)新，達到國內(nèi)外同類建筑體系的先進水平，符合我國節(jié)約土地、節(jié)約能源、節(jié)約用水和節(jié)約材料的“四節(jié)”可持續(xù)發(fā)展需要，適合在我國廣大地區(qū)應用，是國家科技部、建設部重點推廣的新型建筑體系。

　　1、體系構(gòu)成和技術特點

　　1.1  新體系采用新型專利輕質(zhì)混凝土保溫空心砌塊做砌模，砌模由聚苯顆粒混凝土（簡稱EPS混凝土）制成，砌模分外墻砌模、內(nèi)墻砌模和梁柱模，保溫砌模具有優(yōu)良的保溫隔熱性能和一定的力學性能。將砌模對孔錯縫砌筑，構(gòu)成現(xiàn)澆墻體的模板，在模內(nèi)形成豎向和水平的網(wǎng)格狀空腔，橫豎網(wǎng)格空腔中心距均為200㎜，外墻豎向空腔截面為130×150（150為厚度），內(nèi)墻豎向空腔為130×120（120為厚度），上下兩層保溫砌模之間形成的水平空腔高80㎜。砌筑保溫砌模時，在每層砌模水平槽內(nèi)配置水平鋼筋網(wǎng)片，砌到一層高度，在豎向腔孔內(nèi)從上部插入豎向鋼筋網(wǎng)片，通過底層砌模預留的清掃口將豎向網(wǎng)片和結(jié)構(gòu)預埋的鋼筋綁扎在一起，豎向鋼筋網(wǎng)片上端與圈梁鋼筋固定。沿墻模上部空腔灌注自密實混凝土，形成由豎肢（寬130㎜）和橫肢（高80㎜）組成的網(wǎng)格狀混凝土墻，稱之網(wǎng)格剪力墻。沿內(nèi)外墻上部設置封閉式圈梁，樓板和屋蓋采用現(xiàn)澆或裝配整體式結(jié)構(gòu)，在外墻與內(nèi)墻、內(nèi)墻與內(nèi)墻交接處設置組合柱，或承重梁下設置加強柱，構(gòu)成完整的現(xiàn)澆承重體系。

　　框架結(jié)構(gòu)采用保溫砌模網(wǎng)格墻做外墻，由框架、網(wǎng)格墻、組合柱和普通實心剪力墻承受豎向和水平作用力，構(gòu)成“框架—網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)”。為滿足建筑底部局部大空間需要，部分剪力墻不落地，通過轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)支承在底部框架上，可構(gòu)成“部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)”。

　　充分發(fā)揮保溫砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格墻的保溫隔熱功能，外墻采用網(wǎng)格剪力墻，內(nèi)墻可選用其他結(jié)構(gòu)墻體，可構(gòu)成新的組合體系。如內(nèi)墻采用混凝土小型空心砌塊，可組成“外澆內(nèi)砌”保溫承重體系，能夠避免砌塊外墻因溫度變化產(chǎn)生裂縫和滲漏，并能提高整體抗震性能。網(wǎng)格外墻與現(xiàn)澆實心內(nèi)墻組成的“保溫全現(xiàn)澆剪力墻”，減少外墻溫度應力，防止裂縫產(chǎn)生，伸縮縫間距加大，實現(xiàn)墻體保溫與結(jié)構(gòu)一體化使用年限同步。

　　1.2  網(wǎng)格墻是新體系的核心技術，具有突出的性能特點

　　大量試驗研究表明，網(wǎng)格墻在豎向荷載和往復水平力作用下，其破壞形態(tài)不同與普通實心剪力墻，力學性能有質(zhì)的改變。普通剪力墻矮墻為剪切破壞，高墻一般為縱向鋼筋屈服混凝土壓碎的彎曲破壞。而網(wǎng)格墻矮墻和高墻的破壞都是在洞口橫肢端部出現(xiàn)豎向裂縫，隨著水平力和變形加大，裂縫由下部橫肢向上部橫肢發(fā)展，裂縫多而分散，最終為橫肢斜截面剪切破壞；墻端邊緣豎肢混凝土受壓破壞，而其他豎肢較少破壞（圖2、圖3）。網(wǎng)格墻形成的強豎肢弱橫肢，屬延性結(jié)構(gòu)，具有多點屈服，耗能能力大，墻體整體性能強，避免脆性破壞，具有延性好、變形能力強和承載力大的特點。

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　　網(wǎng)格墻孔洞率為21%，外墻折合厚度為120㎜，內(nèi)墻折合厚度為100㎜，結(jié)構(gòu)截面小，減輕自重，用鋼量少，節(jié)約原材料。

　　通過試驗、分析和計算，及一定的工程實踐編制的《保溫砌?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格剪力墻建筑技術規(guī)程》，網(wǎng)格墻建筑的抗震設防為丙類，其最大適用高度和層數(shù)遠遠超過國內(nèi)外同類建筑體系。

表1   網(wǎng)格墻房屋適用的最大高度和層數(shù)限值

　　1.3  保溫砌模是完成網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)的核心手段

　　保溫砌模由EPS混凝土制成具有優(yōu)良的物理性能和突出功能。網(wǎng)格剪力墻現(xiàn)澆墻體模板是由保溫砌模砌筑而成，模內(nèi)空腔為網(wǎng)格狀，澆筑自密實混凝土形成網(wǎng)格墻，保溫砌模起著模板和模具雙重作用，選用機械化生產(chǎn)的，規(guī)格尺寸準確的砌模，是保證網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)截面的先決條件，也可減少墻體表面處理降低人工材料費。用保溫砌模砌筑成現(xiàn)澆墻體模板系國內(nèi)外首次使用，采用膠漿小灰縫砌筑模板整體穩(wěn)定強，施工操作簡便，不需要任何支撐，就能滿足連續(xù)澆筑混凝土，做到不跑冒、不漏漿。保溫砌模保溫、保水，網(wǎng)格墻澆筑后不需要澆水養(yǎng)護，在冬季也不用保溫，模內(nèi)養(yǎng)護利于混凝土質(zhì)量。保溫砌模阻斷模內(nèi)混凝土與大氣接觸，空氣中的二氧化碳不能進入混凝土毛細孔，與水結(jié)合生成碳酸鈣，避免碳化，防止鋼筋銹蝕。模內(nèi)混凝土受外界氣候影響很小，溫度變化不大，減小混凝土熱應力和變形裂縫，并可加大伸縮縫設置間距。保溫砌模與混凝土粘接牢靠形成一體，使用壽命和結(jié)構(gòu)同步，內(nèi)在和表面強度優(yōu)于聚苯板外保溫，可直接粘貼面磚和裝飾線條安全可靠。保溫砌模生產(chǎn)充分利用工業(yè)廢料粉煤灰和廢棄的聚苯垃圾，資源再利用，減少環(huán)境污染，又降低生產(chǎn)成本免繳所得稅，可堪稱是一種新型綠色建材。

　　2、保溫砌模規(guī)格及性能

　　2.1  砌模是組成現(xiàn)澆墻體模板的基本部件，外形尺寸和混凝土小型空心砌塊基本相同，砌模規(guī)格尺寸遵循2M制，和網(wǎng)格墻的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相一致，砌模砌筑墻體嚴禁使用非2M尺寸模塊，避免造成網(wǎng)格墻的豎肢錯位減少截面，嚴重影響結(jié)構(gòu)受力，造成安全隱患。砌模分內(nèi)墻和外墻兩類砌模，內(nèi)、外墻砌模的主規(guī)格長度為4M（395㎜），高為2M（195㎜），內(nèi)墻砌模厚度為2M（200㎜），外墻砌模依據(jù)不同地區(qū)的保溫、隔熱需要確定厚度。砌模上口有水平通槽，槽深75㎜，槽底有兩個豎孔，孔距200㎜，孔的寬度和槽寬相同，內(nèi)墻砌模槽寬120㎜，外墻砌模槽寬150㎜。內(nèi)墻砌?？招穆?7.4%，外墻砌?？招穆?0～47%。砌模除主規(guī)格，在門窗洞口及組合柱端頭上下層錯縫需要配有1/2、1/4和3/4輔助砌模，輔助砌模可利用主規(guī)格砌模鋸成。

表2  內(nèi)、外墻砌模規(guī)格

注：310型適用北京地區(qū)5層及5層以上節(jié)能65%的住宅外墻；320型為復合砌模，適用北京地區(qū)4層及4層以下節(jié)能65%的低層住宅外墻。

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　　2.2  聚苯顆?；炷粒‥PS混凝土）砌模，主要由水泥、粉煤灰和聚苯顆粒組成，并摻有聚合物外加劑。EPS混凝土砌模具有優(yōu)良的技術性能，能滿足現(xiàn)澆墻體模板受力和外墻保溫、隔熱需要；砌模有一定強度、不脆，搬運時破損率很低；與現(xiàn)澆混凝土結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)試驗證明，對網(wǎng)格墻承力和抗震有一定的輔助作用。

表3   外墻砌模的主要物理性能

注：內(nèi)墻砌模的密度較高，其他性能指標基本相近

　　2.3  系列厚度的保溫砌模網(wǎng)格外墻，能滿足不同地區(qū)的保溫和隔熱要求。250型保溫砌模網(wǎng)格外墻基本滿足寒冷地區(qū)節(jié)能50%保溫要求，其隔熱性能優(yōu)于240㎜厚粘土實心磚，適合夏熱冬冷地區(qū)采用。內(nèi)墻砌模干密度400㎏/m³,墻體傳熱系數(shù)K=1.2（w/㎡·k），滿足寒冷和嚴寒地區(qū)住宅分戶采暖的戶間墻保溫要求。

表4  保溫砌模現(xiàn)澆網(wǎng)格墻的技術性能

　　3、結(jié)構(gòu)試驗與性能研究

　　模板保溫一體化的保溫砌?，F(xiàn)澆承重體系方案向建筑界專家提出后，受到廣泛重視和很高評價，并給預有力支持。結(jié)構(gòu)性能試驗研究由清華大學土木系承擔，錢稼茹教授領導，老一輩結(jié)構(gòu)大師胡慶昌總工全力參預。

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　　第一批試驗在2001年進行，共8片試件，墻高1100㎜，高寬比1.0左右。5片為網(wǎng)格墻，2片為網(wǎng)格墻中間設200×200㎜組合柱，一片網(wǎng)格墻在兩端設組合柱，為了觀測方便全部試件不帶砌模，豎向和水平配筋率為0.24～0.33%。均為豎向荷載和水平力往復作用的低周加載試驗。

　　第二批試驗在2002年進行，試件共13片。墻高2200㎜，網(wǎng)格墻高寬比3.06，共5片；2片為網(wǎng)格墻中間設200×200㎜組合柱，2片網(wǎng)格墻在兩端設組合柱，豎向和水平配筋率與第一批相同。共9片網(wǎng)格墻和1片實心墻，均為低周反復加載試驗。另有3片為軸壓試驗和一片帶砌模的網(wǎng)格墻做低周反復加載對比試驗。

　　　根據(jù)工程計算，按6000×6000㎜開間9層住宅的底層墻肢計算，其軸壓比為0.15左右，試驗取值0.17～0.22，網(wǎng)格墻試件立方體強度fcu＞30MPa，網(wǎng)格墻的豎向和水平網(wǎng)筋為2φ6，間距200㎜，組合柱4φ10，鋼材為HPB235。

　　加載程序：軸壓試驗直接施加豎向荷載于試件，直至破壞喪失承載力。低周反復加載試驗，分兩個階段采用不同控制，彈性階段采用荷載控制，進入塑性后采用頂點位移控制，每級位移值反復兩次，直至試件承載能力下降到最大承載力的85%以下或者試件喪失承載力。

　　3.1  軸力作用下有足夠的抗壓強度，平面外穩(wěn)定性好。

　　網(wǎng)格墻試件軸向試驗共3片，其中一片帶砌模，試件高2200㎜，寬720㎜，高寬比為3.06，混凝土網(wǎng)格墻厚120㎜，帶砌模厚200㎜，試件實測混凝土立方體強度為37.1MPa。試驗結(jié)果：墻體由于豎向裂縫而破壞，破壞時沒有出現(xiàn)平面外失穩(wěn)。破壞時，3個試件的軸向壓縮變形分別為1/241、1/256、1/532；試件高度中點的平面外位移為0.85㎜、2.19㎜和1.94㎜；去掉洞口后截面的平均壓應力為34.0MPa、27.4MPa和19.1MPa。9層住宅開間6000㎜，在重力荷載代表值作用下，墻底去掉洞口后截面平均壓應力為8.2MPa，大大小于破壞時軸壓力試驗值。

　　3.2  有足夠大的彈性剛度

　　網(wǎng)格墻的開洞面積為墻面積的21%，墻體的整體參數(shù)a大于10，屬小開口整體墻，具有比較大的彈性剛度。經(jīng)計算分析，網(wǎng)格墻的剛度可以等效為2/3厚的實體墻的剛度，以一幢8度設防的12層砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)住宅進行驗算，其彈性層間位移角滿足《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定的1/1000限值。網(wǎng)格墻現(xiàn)澆復合的保溫砌模，對網(wǎng)格墻的彈性剛度也有所提高。

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　　3.3  具有足夠承載力

　　對一幢12層砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)住宅（8度設防、Ⅱ類場地）做抗震驗算，其結(jié)果表明，網(wǎng)格墻的受剪承載力和受彎承載力均滿足抗震要求。從結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造措施，所設置的組合柱也提高網(wǎng)格墻承重體系的承載力。

　　3.4  耗能構(gòu)件分散，變形能力大

　　剪跨比不大于1.0的網(wǎng)格墻破壞過程分三個階段：①端墻肢底截面受拉出現(xiàn)水平裂縫；幾乎所有網(wǎng)格墻橫肢兩端出現(xiàn)豎向裂縫。②大部分橫肢出現(xiàn)交叉斜裂縫，隨著荷載加大，裂縫加寬最終將橫肢分成上下兩個三棱體；兩端墻肢邊緣混凝土出現(xiàn)豎向裂縫。③最終，橫肢剪切破壞，端墻肢混凝土受壓破壞。

　　剪跨比為1.96～3.06的中、高網(wǎng)格墻破壞過程：①端墻肢底截面受拉出現(xiàn)水平裂縫；網(wǎng)格墻橫肢兩端出現(xiàn)豎向裂縫，由試件的中、下部向上發(fā)展。②試件下部若干橫肢出現(xiàn)交叉斜裂縫，端墻肢底截面的水平受拉裂縫向中部延伸并貫通③兩端墻肢底部邊緣混凝土出現(xiàn)受壓豎向裂縫，橫肢裂縫加寬。最終，網(wǎng)格墻中、下部橫肢剪切破壞（軸壓比較高的一個試件未出現(xiàn)橫肢斜裂縫），端部墻肢受拉開裂，受壓混凝土壓壞。

　　剪跨比不大于1.0的網(wǎng)格墻與中、高網(wǎng)格墻的耗能和變形特點基本相同，耗能和塑性變形分散在橫肢和兩端豎肢。由于橫肢教量多，每根橫肢的耗能和變形相對變小，橫肢和端豎肢的破壞是逐步發(fā)展的，因此不會出現(xiàn)脆性破壞。

　　試驗表明：小剪跨比網(wǎng)格墻的極限位移角大于1/120，中、高網(wǎng)格墻的極限位移角大于1/100，延性系數(shù)均不小于3.0。設置組合柱可提高網(wǎng)格的承載力，但對變形影響不大。

　　由于網(wǎng)格墻以橫肢剪切變形為主要耗能方式之一，橫肢不能配置箍筋，滯回曲線呈捏攏形，耗能能力與實心混凝土墻相當，但網(wǎng)格墻的變形能力卻比較大。

　　帶砌模的網(wǎng)格墻試件和無模網(wǎng)格墻試件的試驗結(jié)果有所不同，砌模能提高網(wǎng)格墻的剛度和極限變形能力，彈性剛度與實心墻接近，頂點位移接近1/50時承載力沒有出現(xiàn)明顯不降。破壞形態(tài)：墻端縱筋受拉屈服，墻底水平裂縫發(fā)展，墻底邊緣混凝土壓壞，剔掉砌模后的試件橫肢沒有裂縫。對砌模作用，設計時不考慮，做為安全儲備，可起到結(jié)構(gòu)抗震多道設防的補充。

　　4、體系設計與構(gòu)造措施

　　保溫砌模現(xiàn)澆網(wǎng)格墻承重建筑是一種新型建筑結(jié)構(gòu)體系，在現(xiàn)行設計中沒有這種類型?！侗仄瞿，F(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格剪力墻建筑技術規(guī)程》是通過大量試驗、研究、分析、計算和一定的工程實踐而編寫的，為專家一致肯定，內(nèi)容全面符合工程應用實際，是進行網(wǎng)格墻建筑設計、結(jié)構(gòu)計算和施工的充分可靠依據(jù)，尚應遵守國家現(xiàn)行有關強制性標準的規(guī)定。

　　4.1  網(wǎng)格墻建筑的網(wǎng)格墻應在結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向雙方布置，兩個方向的網(wǎng)格墻宜相連，連接應通過組合柱。網(wǎng)格墻可貫通房屋全高，也可下部為普通實心混凝土剪力墻，上部為網(wǎng)格墻。網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的受力體系，縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ。網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)和部分框支網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)的開間不宜超過6600㎜，層高不宜超過3400㎜。網(wǎng)格墻間距：非抗震設計6度及7度設防時不宜大于18m，8度設計不宜大于15m。網(wǎng)格墻開設門、窗洞口時，上下層洞口宜對齊；如上下層網(wǎng)格墻不對齊，應用鋼筋混凝土梁過渡，并應滿足上下豎肢內(nèi)鋼筋在梁內(nèi)的錨固長度規(guī)定。由于防水要求，地下室的外墻不采用網(wǎng)格墻，網(wǎng)格墻應用于室外地面以上。

　　4.2  網(wǎng)格墻建筑的開間和進深宜采用2M擴大結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，豎向模數(shù)網(wǎng)格宜采1M。內(nèi)墻組合柱和圈梁寬度為200㎜，其平面軸線以組合柱和圈梁的寬度中心定位；為了梁、組合柱和網(wǎng)格墻配筋不打架，外墻組合柱和圈梁宜采用220㎜。當開間進深的擴大結(jié)網(wǎng)格不是2M時，可利用調(diào)整組合柱長度滿足尺寸變化，但在組合柱之間的網(wǎng)格墻必須是2M網(wǎng)格排列。內(nèi)、外圈梁以下的網(wǎng)格墻高度應為砌模高度的整倍數(shù)（2400、2600、2800……）。層高定位當采用現(xiàn)澆樓蓋時以樓板表面定位，采用裝配整體式樓蓋時以整體現(xiàn)澆層上表面定位，利于樓地面建筑面層和屋面防水保溫厚度設計自由選擇

　　4.3   砌模分內(nèi)墻砌模和外墻砌模兩類，以2M為基本模數(shù)，內(nèi)墻砌模為通用規(guī)格，不分地區(qū)和建筑用途只有一種規(guī)格，長395㎜、高195㎜、厚200㎜；外墻砌模地域性強，長395㎜、高195㎜，厚度需根據(jù)不同地區(qū)的保溫隔熱要求確定；外墻柱、梁保溫用的模塊厚度，隨外墻砌模的厚度調(diào)整。砌模按對孔錯縫砌筑，在墻體兩端需用195㎜長的1/2塊砌模補砌。在工程設計中，經(jīng)常有非2M尺寸寬度洞口，其構(gòu)造和施工方法特點如下：整道墻嚴格安2M尺寸排塊，按2M設定洞位置，僅在洞口一邊向口內(nèi)增加1/4砌模，變2M洞口為1M尺寸，并用3/4模上下錯縫，砌到洞頂后，其上層墻體仍按2M尺寸排塊，確保墻體孔洞對齊。洞口高度不是2M尺寸，可現(xiàn)澆100㎜或50㎜厚過梁，變洞口高為1900、1950、2100㎜，或在洞口上砌150㎜高砌模，變凈高為2050、2250㎜。分數(shù)模1/2塊、3/4塊和1/4塊可由工廠提供。

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　　4.4   在網(wǎng)格墻內(nèi)外轉(zhuǎn)角、丁字墻連接處和一字墻兩端設置組合柱。組合柱可避免墻體直角錯縫咬砌，簡化連接構(gòu)造，調(diào)整墻體模數(shù)，實現(xiàn)砌模規(guī)格少，通用性最有效方法。組合柱不僅是構(gòu)造需要，又是網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)的重要受力部件，在加強部位可用做邊緣構(gòu)件。組合柱一般為200×200㎜，也可用200×300㎜柱調(diào)整網(wǎng)格模數(shù)；在房屋四大角和底層加強部位為L形，T形和十字形組合柱，在非直角外墻可用扇形柱調(diào)整角度；內(nèi)墻組合柱寬200㎜，外墻組合柱寬220㎜。組合柱配筋：非抗震設計主筋不小于φ10，抗震設計主筋不小于φ10，底部加強部位主筋不小于φ12，箍筋均φ6～200；9度設防主筋不小于φ14，箍筋φ8～200。

　　網(wǎng)格墻建筑的樓梯間，應根據(jù)2M結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，計算梯板長度和休息板梁間距離，按2M網(wǎng)格布置休息板梁和對應的網(wǎng)格墻內(nèi)承重柱。樓梯施工進度晚于樓層，應在網(wǎng)格墻內(nèi)承重柱內(nèi)預埋梁筋；網(wǎng)格墻沿半跑休息板應砌筑帶有清掃口的砌模，網(wǎng)格墻現(xiàn)澆前在清掃口內(nèi)預埋休息板連接鋼筋。

　　電梯井壁厚度不小于160㎜，井筒四角宜設與砌模墻連接200×200㎜角柱，井筒內(nèi)不見柱，外抹40㎜厚保溫砂漿，提高井壁的保溫和隔聲。

　　4.5  網(wǎng)格墻不宜過長，過長時宜開洞分段，墻段的高寬比不宜小于2，洞內(nèi)用加氣混凝土塊封堵，加氣塊應和砌模同時砌筑；較長網(wǎng)格墻中組合柱間距不宜大于6m。外墻網(wǎng)格墻的最小長度應不小于800mm，且不應少于4個豎肢，外墻盡端至洞口邊長度不應小于1000㎜，且不應少于5個豎肢。內(nèi)墻網(wǎng)格墻長度不大于800㎜時，應不按受力構(gòu)件考慮，內(nèi)墻網(wǎng)格墻不宜連續(xù)有兩段長度不大于800㎜的網(wǎng)格墻；門、窗洞口用1/4砌模砌邊時，其長度不計入網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)計算長度。網(wǎng)格墻開洞，應避免3個洞口集中在同一個交叉墻，如平面功能需要，應在交叉點設置鋼筋混凝土矩形柱或十字柱。

　　4.6   網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)和部分框支網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)應在每一層樓板（蓋）處設置封閉圈梁，各層圈梁宜在同一標高，不在同一標高時可在組合柱處搭接，內(nèi)墻圈梁截面不宜小于200×200㎜，縱筋4φ2，箍筋φ6～200；外墻圈梁可與門、窗洞口過梁結(jié)合，梁寬220㎜，梁高300～400㎜。內(nèi)墻網(wǎng)格墻門、窗洞口小于2m時，洞口兩側(cè)豎肢內(nèi)的豎向鋼筋網(wǎng)片主筋應當加強，非抗震設計不小于2φ8，抗震設計不小于2φ10，底部加強部位不小于2φ12；內(nèi)墻洞口寬度不小于2m時，洞口兩側(cè)應設200×200㎜組合柱，非抗震設計主筋配4φ10，抗震設計不小于4φ12，箍筋均為φ6～200。網(wǎng)格墻洞口寬度小于2m時，可采用洞口上網(wǎng)格墻豎肢和橫肢與圈梁結(jié)合，在洞口上第一層橫肢內(nèi)配置2φ12水平鋼筋，豎肢內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片應錨固在圈梁內(nèi)；外墻網(wǎng)架墻門、窗洞口宜采用鋼筋混凝土梁，可與圈梁結(jié)合。網(wǎng)格墻和組合柱采用自密實混凝土灌注，混凝土強度不宜低C25，也不宜高于C40，樓蓋、圈梁及普通剪力墻的混凝土強度不宜低于C25。

　　4.7  網(wǎng)格墻是結(jié)構(gòu)體系主要受力構(gòu)件，墻肢的鋼筋配置根據(jù)受力和構(gòu)造確定。每個豎肢和橫肢分別配一個連續(xù)鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片由兩根主筋和橫筋點焊而成。雙鋼筋網(wǎng)片比綁扎鋼筋尺寸準確，剛度好受力合理，減少現(xiàn)場人工綁扎，是一種工業(yè)化方法。網(wǎng)格墻豎肢配筋，除門、窗洞口豎肢外，非抗震設計主筋為φ6～φ8；6、7、8度抗震設計主筋φ6～φ8，底部加強部位為φ10；9度設防主筋為φ8～φ10，底部加強部φ12。網(wǎng)格墻橫肢配筋，非抗震設計主筋為φ6～φ8；6、7、8度抗震設計主筋φ6～φ8，底部加強部位為φ10；9度設防主筋為φ8～φ10，底部加強部φ12。鋼筋網(wǎng)片橫筋不宜小于φ6，豎向鋼筋網(wǎng)片的橫筋間距不大于300㎜，水平鋼筋網(wǎng)片的橫筋間距不大于400㎜；地面和樓面以上豎肢內(nèi)鋼筋網(wǎng)片搭接范圍內(nèi)，橫筋數(shù)量不少于2根。豎向鋼筋網(wǎng)片為一層一片，長度等于樓層高加搭接長度，每個豎向網(wǎng)片搭接位置都相同，齊頭搭接長度為48d；水平鋼筋網(wǎng)片配筋以長網(wǎng)片為主，盡量減少搭接，搭接長度為30d。

　　4.8  網(wǎng)格墻承重結(jié)構(gòu)在風荷載和多遇地震作用下，按彈性方法計算位移和內(nèi)力，通過對不同剪跨比的網(wǎng)格墻用有限元，按小開口整體墻計算頂點位移，結(jié)果表明，網(wǎng)格墻與2/3厚的實體墻的頂點位移接近，網(wǎng)格墻可以等效為2/3厚度的實體墻（組合柱截面不變）進行結(jié)構(gòu)抗側(cè)力分析。網(wǎng)格剪力墻截面的許可最大剪力、正截面承載力、斜截面承載力應符合《網(wǎng)格剪力墻建筑技術規(guī)程》和現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定；連梁取圈梁和過梁的截面高度，其厚度可取網(wǎng)格墻的厚度，也可取實際尺寸，計算截面的最大剪力、正截面和斜截面的承載力應符合《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》；網(wǎng)格墻在重力荷載代表值作用下，軸壓比限制按《網(wǎng)格剪力墻建筑技術規(guī)程》。

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　　5、試點工程設計

　　試點工程為榆樹莊倉儲公司辦公樓，建筑面積4158㎡，首層和頂層高度為3800㎜，二層和三層高度為3400㎜，局部設有山花屋頂，共計四層半，在頂層設有大空間的多功能廳。平面為對稱的工字形，建筑造型采用西洋古典風格，正中為全高柱式空廊，兩翼頂層設有懸挑柱廊，外形莊嚴美觀。結(jié)構(gòu)原設計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架。由北京騰遠設計事務所（甲級）設計。

　　在北京節(jié)能墻革辦公室協(xié)調(diào)下，倉儲公司同意將辦公樓做為試點。騰遠結(jié)構(gòu)總工王墨耕為知名的高層配筋砌塊專家，對新型結(jié)構(gòu)有研究，騰遠設計所的設計同志參觀清華大學土木系做的結(jié)構(gòu)試驗，認為網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)使墻體剛度降低，在地震作用下主要是網(wǎng)格墻橫肢破壞，具有較大的變形能力，同意將原框架結(jié)構(gòu)改為保溫砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻承重結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)上采用大空間雙向厚板，增加樓板剛度，有效傳遞水平地震作用。大空間多功能廳兩側(cè)墻需提高剛度，改為300㎜厚砌?，F(xiàn)澆墻，模網(wǎng)墻構(gòu)造厚度200㎜。在內(nèi)外墻交接處，內(nèi)外墻轉(zhuǎn)角和梁下設組合柱，在長墻中間每3400㎜加一個組合柱。結(jié)構(gòu)計算采用SATWE軟件，參照結(jié)構(gòu)試驗，網(wǎng)格墻等效為2/3實墻厚，經(jīng)反復計算比較，將人為地震作用調(diào)整為規(guī)范值代入，效果很理想，墻體抗震滿足規(guī)范要求。騰遠工程師緊密配合項目研究，并提出改進意見，在施工中減掉長墻中間組合柱，僅在原組合柱位置的豎肢配筋φ6改為φ10，減少組合柱模板，降低成本加快施工。設計人員參加項目研究，使科研更加貼近實際，為新體系的結(jié)構(gòu)設計編制應用規(guī)程提供十分有益經(jīng)驗，加快科研轉(zhuǎn)化，利于今后推廣應用。

　　6、施工技術與措施

　　試點工程由北京輕體房屋建筑安裝工程公司負責，并全力配合新體系的施工技術研究。保溫砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格墻承重體系是一種新型建造方法，施工技術無可借鑒，試點工程樓層高，外形復雜，又臨近冬季，工期緊困難多。為此，由施工、設計和項目研究組成改關組，召開專項技術會議，聽取各方面專家意見，制定相應的施工操作和技術措施。在施工過程中，根據(jù)實際問題，不斷改進和完善施工工藝，加強相應技術措施，終于取得了主體結(jié)構(gòu)順利完工。

　　6.1  保溫砌模砌筑墻體模板施工，是實現(xiàn)現(xiàn)澆網(wǎng)格墻首要條件。保溫砌模為新產(chǎn)品，嚴格控制產(chǎn)品質(zhì)量全面完成墻體模板施工，滿足混凝土澆筑安全和建筑節(jié)能要求的物質(zhì)保證。砌模用做現(xiàn)澆模板，必須有一定強度，承受澆筑混凝土時側(cè)壓力和瞬時沖擊，防止崩模漏漿，準確的砌筑是確保網(wǎng)格墻的豎肢幾何尺寸，上下層砌模豎孔貫通一致，滿足結(jié)構(gòu)受力需要。為了提高砌模墻的砌筑質(zhì)量，一改傳統(tǒng)施工方法，首創(chuàng)小灰縫膠漿砌筑工藝。膠漿是在水泥砂漿中摻加聚合物，提高粘接性能和早期強度，和一定抗?jié)B和抗凍融功能。5㎜砌筑灰縫省料又減少墻體傳熱。實踐證明，小灰縫膠漿砌筑工藝屬傳統(tǒng)施工方法，操作簡單可行，質(zhì)量可靠節(jié)約材料。嚴格按照砌模對位鋪裝水平鋼筋網(wǎng)片和搭接長度，可以做到豎孔插入鋼筋網(wǎng)片準確到位。隨砌隨鋪鋼筋網(wǎng)片，減少鋼筋綁扎，減少專業(yè)工種。

　　6.2  砌模砌筑模板的空腔狹小，橫豎孔成網(wǎng)格狀，砌模表面摩擦阻力大于普通鋼模，并配有鋼筋，十分不利于混凝土的流動，難以控制澆筑質(zhì)量。試點工程開工前，多次用摻有高效減水劑的流動混凝土進行試驗，并用小直徑插入或震搗棒輔震，其澆筑質(zhì)量能夠保證，也沒有出現(xiàn)砌模崩裂漏漿。為了保證試點工程必須一次試驗成功，改為免震自密實混凝土。自密實混凝土具有適當粘度、高流動、不離析，在重力作用下流滿整個模板空間自行密實，適合砌筑模板現(xiàn)澆使用。由北京豐臺榆樹莊構(gòu)件廠專家具體指導，經(jīng)反復試配和澆筑試驗，混凝土強度為C30，塌落度250以上，擴展度650。試點工程表明，澆筑的混凝土在墻模內(nèi)流動性好，不離析、不泌水。砌模澆筑量少，不能使用商品混凝土；需要在現(xiàn)場配制。澆筑前，根據(jù)墻模尺寸改造了澆筑設備料口，澆筑時嚴格控制放料速度，采取分層澆筑，澆筑高度不超1400㎜，減少對墻模的沖擊壓力，避免了墻模走形、跑冒和漏漿，在墻模上預留檢查孔，控制澆筑高度，在澆筑后作為混凝土工程驗收直觀檢查之用。在施工中所采取的專項技術和施工措施，有效地保證了工程質(zhì)量和施工進度。

　　6.3  砌模和網(wǎng)格墻復合澆筑，砌模與混凝土粘接牢固，相互咬接整體強度好，聚苯顆粒混凝土砌模強度優(yōu)于一般粘貼的聚苯板面層，是可靠的裝飾基層。聚苯顆?；炷粱鶎由献鲲椕婧茈y保水，易出現(xiàn)墻面微細裂縫，和門窗洞口四角斜裂縫。內(nèi)墻抹灰宜采用8mm厚飾面石膏，在門窗洞口用聚合物砂漿粘貼玻纖網(wǎng)格布做護角，洞口四角斜貼網(wǎng)格布。外檐采用涂料飾面時，其基層一定要用玻纖網(wǎng)格布增強的抗裂砂漿抹面；砌?？芍苯诱迟N面磚，需先刷一道界面劑，應在洞口四邊用玻纖網(wǎng)格布增強聚合物砂漿做包邊，用粘接劑貼面磚。建設主管部門已經(jīng)制定了各種保溫飾面的技術規(guī)程，實踐證明，嚴格按照材料標準及做法去施工，是不會出現(xiàn)飾面空鼓和裂縫，工程質(zhì)量一定有保證。

　　6.4  合理組織施工，周密按排工序，是砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格墻承重體系的重要研究課題。網(wǎng)格墻建筑工程宜根據(jù)平面分成幾個流水作業(yè)段，每個流水段按砌模砌筑、支樓層模板、鋪設梁板鋼筋，先澆注網(wǎng)格墻混凝土、后澆梁板的施工順序。每個流水段按序作業(yè)，避免工序不銜接，克服窩工、等工。試點工程表明：保溫砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格墻體系的施工，采取大流水立體作業(yè)方法，是保證工程質(zhì)量、加快工期、降低成本的最有效方法。

　　7、綜合技術經(jīng)濟比較

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　　7.1  “保溫砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻建筑”是一種新型建筑體系，集結(jié)構(gòu)、保溫、隔熱、隔聲和防火于一體，其綜合性能優(yōu)于混凝土小型空心砌塊墻和普通混凝土承重墻建筑。砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)厚度小，并有21%的孔洞，內(nèi)外墻（含組合柱和圈梁）平均厚度僅為120㎜，比同等功能的砌塊墻、現(xiàn)澆承重墻厚度減小，結(jié)構(gòu)自重降低較多。網(wǎng)格墻結(jié)構(gòu)科學合理，充分發(fā)揮材料作用，雙筋網(wǎng)片優(yōu)于單排鋼筋，結(jié)構(gòu)用鋼量有很大降低。保溫砌模代替外墻保溫，節(jié)省模板又減少支拆，冬季施工不需要保溫措施。通過工程換算，砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻（含內(nèi)墻和保溫外墻）僅墻體部分的綜合造價比九層配筋小型空心砌塊剪力墻降低11%，比九層現(xiàn)澆混凝土剪力墻降低23%以上，折合每平方公尺建筑面積折算降低3.4%。保溫砌模選用的輕骨料為回收廢舊聚苯乙烯泡沫塑料制成，每平方公尺砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻建筑需要0.1m³，50萬㎡建筑就需5萬m³，能夠大量消納處理白色垃圾，變廢為寶，減少污染。砌模制成摻加30%以上粉煤灰，利用工業(yè)廢料免收產(chǎn)品所得稅，降低了產(chǎn)品成本。

　　7.2   保溫砌模現(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻建筑體系是總結(jié)國外的模板保溫、免拆模板現(xiàn)澆承重墻和混凝土小型空心砌塊承重墻兩種體系的成功經(jīng)驗，取其科學合理核心，與我國現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)做法相結(jié)合，形成具有我國特色的創(chuàng)新體系，其綜合性能優(yōu)于國外同類體系，并有多點發(fā)明和創(chuàng)新。

　　采取砌模砌筑模板，現(xiàn)澆形成的網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)，比現(xiàn)澆實體墻在力學性能上有質(zhì)的改變，形成的網(wǎng)格墻強豎肢弱橫肢為高次超靜定結(jié)構(gòu)，延性好變形大。由組合柱和圈梁組成網(wǎng)格墻框架，整體性能強，并構(gòu)成第二道抗震設防，提高了抗罕遇地震能力，在8⁰設防區(qū)能36m高12層。國外免拆?，F(xiàn)澆多為實體墻，建造高度以多層和低層為主。

　　砌模由聚苯顆粒混凝土制成，體積密度350㎏/m³，燃燒性能屬A級，在1000度高溫中不燃燒，不蔓延，表面聚苯顆粒熔融后，形成水泥泡沫仍有隔火作用。國外免拆模做法主要采用聚苯板做模板，表面用玻纖水泥砂漿飾面，燃燒性能為B1級，遠不如砌模耐火性能。

　　加拿大的納士塔體系墻模由聚苯顆粒混凝土制成，基本構(gòu)件為設有垂直和水平孔的條模，條模長等于樓高，用條板再拼裝成墻板，吊裝上墻后沿橫豎孔配筋，墻板橫豎孔組成的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格距為380㎜，承受垂直荷載的豎孔面積只有132㎡，內(nèi)外墻肢連接弱，只能建造6層以下建筑。砌?，F(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)網(wǎng)格為200㎜，網(wǎng)格墻豎肢為156㎡，內(nèi)外墻連接設組合柱，小塊砌模砌筑簡單，隨砌隨配雙筋，抗震性能好，能建12層樓，施工速度快，建筑成本低，都優(yōu)于納士塔體系。

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　　7.3  保溫砌模現(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻建筑體系，建筑層數(shù)為12～15層，適合當前小高層住宅發(fā)展需要。小高層居住區(qū)比多層住宅區(qū)容積率高，在相同條件居住區(qū)可節(jié)約土地3～5㎡/人，并擁有更大的綠地率。高層住宅為解決通風、采光和多戶共用垂直交通（如一梯八戶），建筑平面和體型復雜，體型系數(shù)增大。研究資料表明，體型系數(shù)每增大0.01時，耗熱量指標則增加2.5%，根據(jù)節(jié)能規(guī)程要求，體型系數(shù)大于0.3時，外墻的傳熱系數(shù)限制大大提高。網(wǎng)格剪力墻小高層住宅比多層砌體結(jié)構(gòu)住宅節(jié)約土地，比混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅節(jié)能。計算分析說明，網(wǎng)格剪力墻結(jié)構(gòu)比普通剪力墻結(jié)構(gòu)，異型柱結(jié)構(gòu)的墻體結(jié)構(gòu)截面尺寸小，節(jié)約鋼材50%以上，自重減輕25%；現(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻模板和保溫一體化，減少保溫施工工序，節(jié)約材料縮短工期；砌?，F(xiàn)澆墻體保溫保水，無需在澆筑后澆水養(yǎng)護；砌模砌筑模板施工屬傳統(tǒng)工藝，不需要大量施工設備，充分利用人力資源，適合在我國廣大地區(qū)推廣應用；砌模生產(chǎn)大量使用工業(yè)廢料和白色聚苯垃圾，循環(huán)利用節(jié)約資源。保溫砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格剪力墻建筑，符合建筑節(jié)約型發(fā)展方向，在建造和使用過程中，做到節(jié)約土地、節(jié)約能源、節(jié)約用水和節(jié)約材料的四節(jié)要求。

　　結(jié)束語：

　　保溫砌模用于現(xiàn)澆混凝土網(wǎng)格墻模板，是墻體保溫、隔熱、隔聲和防火的主體材料，是形成現(xiàn)澆網(wǎng)格墻構(gòu)造的關鍵技術。保溫砌?，F(xiàn)澆網(wǎng)格墻承重體系技術于2002年通過北京市技術鑒定，2004年公布北京市“網(wǎng)格剪力墻建筑技術規(guī)程”，由于當時試制的砌模成型機不成熟，機型小產(chǎn)量低和模具多等原因，困攪著該技術難以推廣。保溫模塊外觀為凹字形，通槽中間帶有兩個矩形通孔，是由聚苯乙烯泡沫顆粒、水泥、粉煤灰和外加劑組成，加水拌合后的漿料松散，質(zhì)輕柔軟有粘度，壓縮后有回彈，其性能不同于普通混凝土，機械成型難度很大。原試制的成型機為兩塊機，延用混凝土小砌塊成型原理，由加壓振動臺座和機械脫模兩部分組成。外模和吊梁芯模組成外模箱，底模為馬鞍形，外模箱和底模組合后送入臺座，在臺座裝料加壓振實后移出，在線養(yǎng)護2小時，達到脫模強度在脫模機脫去外模箱，塊坯需經(jīng)二次養(yǎng)護，才能脫去底模進行碼垛。在生產(chǎn)過程中需用大量外模箱，馬鞍形底模脫模困難，尚需人工鋪塑料薄膜作隔離層，整個模具問題已成為該設備的致命點，也是現(xiàn)澆網(wǎng)格墻建筑技術推廣的關鍵所在。

　　北京市大興宏光新型保溫建筑材料廠在總經(jīng)理付佩儒親自致參加主持下，在有關專家指導下，在科技人員及全體員工奮力拼搏下，歷經(jīng)兩年時間，研制成功一種具有自主知識產(chǎn)權的新型保溫砌模成型機。該機是根據(jù)拌合漿料和塊型特點研制的，是由一個加壓振動中心臺座，兩個出坯脫模機和兩個能翻轉(zhuǎn)的移動模箱組成。移動模箱凹槽向下，在臺座反向填料經(jīng)加壓振實后移臺座，移動模箱帶坯線上翻轉(zhuǎn)使坯槽向上，移到脫模機脫模。脫模時上方加壓，下有平板底模承托，保證塊坯平穩(wěn)脫離模箱。機上兩個模箱橫向翻轉(zhuǎn)移動，依次在臺座裝料加壓振動，兩個脫模機雙線出坯，坯塊入窯養(yǎng)護后進行成品碼堆。該機移動模箱僅有兩個，易做到堅固耐用精度高；底模為平板式，價格低極易脫模。整機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，設備投資小產(chǎn)量大，是生產(chǎn)砌模的理想設備。該機為國內(nèi)首創(chuàng)，在生產(chǎn)中會不斷提高和完善，實現(xiàn)保溫砌模的機械化和規(guī)?；a(chǎn)，為保溫現(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格剪力墻承重體系的應用和擴大推廣提供強有力的保證。