图11
通过对两种墙体结构的分析对比,采用小截面多柱结构的Z型梁比传统大截面大跨度的H梁的更有优势,不仅强度没有减弱,还将带来可观的经济效益。墙体钢材用量分别是1950KG和1055KG,减少了30%以上。
四、
结构防水及防火设计
在梁柱结构的外侧安装外墙板,采用高强度混凝土材料,高度比楼层略低10-20毫米,长度3到6米,厚度一般50毫米,墙体制作时内置预埋件,朝外的一侧可以喷涂外墙真石漆,制作时在制作平台的底层放一层彩砂,养护完成后在室内侧的墙表面喷涂一层防水材料。安装时通过卡箍将预埋件与门窗立柱连接,具有柔性的连接件与门窗立柱构成延性结构。在受到外部荷载时,由于门窗立柱和Z型梁是刚性连接,所以外墙板不直接参与荷载,但是对门窗立柱又产生平面约束,主结构的立柱与辅助的外墙板始终同时在抵抗荷载。与钢框架延性混凝土墙板不同之处,是该结构在受到地震作用时,由于混凝土强度低于钢材,在荷载足够大时,混凝土必然首先被破坏,之后才是钢结构框架抵抗地震荷载直至结构破坏。Z型梁结构的墙板起到增加钢结构柱的稳定性,形成蒙皮效应,受力过程中,只要没有超过钢结构的极限荷载,混凝土墙板一直能起到增加结构稳定性的作用而不至破坏。梁柱一体结构通过Z型梁两端的端板与H钢柱的翼缘用螺栓连接,施工顺序和传统钢结构一样,依次是混凝土基础,预埋件固定与浇筑,竖H钢柱,安装梁柱一体结构,安装外墙板。由于外墙板的面积较大,外墙板接缝内放置三元乙丙密封条,外面用不锈钢压条封堵,不需要打胶(如图12),可以形成长效防水密封。
图12
图13
1、Z型梁 2、门窗柱 3、压条 4、保温棉 5、水电线管 6、内墙板 10、外墙板 11、卡箍 12、预埋件 13、下托梁 14、挡水封条 15、防水胶条 16、连接件
图14
室内一侧的钢结构防火,采用厚度100mm以上的玻璃棉将立柱全部覆盖起来,用几字型压条将之固定在门窗柱上,玻璃棉被压条压实后厚度会减小,门窗柱内表面到压条的外表面之间的距离就是防火层的厚度(如图13)。防火层的厚度与玻璃棉的容重,通常要根据建筑设计说明中的要求去设定。利用玻璃棉的可压缩性,将水电线管安装在两组压条中间,压条的内侧表面固定内墙板,将玻璃棉及水电线管遮盖住,实现管线分离及钢结构防火。内墙板的厚度,通常按照建筑防火等级来设定。
结束语:
Z型梁的腹板安装门窗立柱,下翼缘上放置楼板构件,上翼缘放置二层的墙体(图14),整个梁隐藏在墙体内,室内不占用吊顶空间,室外不会露梁露柱,外墙防水设置简单安全长效,将墙板渗漏造成结构腐蚀降到了最低点。室内保温棉铺设后,结构立柱与内墙板之间形成了断桥,不仅防火隔音,对建筑形成内保温,墙体蓄热少,保温时间长,有利于建筑节能,通过设定保温棉的厚度和容重,节能可以达到80%以上。整个建筑除了基础和部分精装修以外,达到了全装配,对提高建筑品质与降低工人劳动强度、提高工作效率将 产生系统和深远的改善。