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钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板力学性能研究 改革开放以来，中国住宅建设蓬勃发展。然而住宅建设作为我国传统产业,目前仍处于粗放型的发展阶段。为了满足人民群众日益增长的住房需求,加快住宅建设从粗放型向集约型转变,推进住宅产业现代化,提高住宅质量,促进住宅建设成为新的经济增长点,国家住房和城乡建设部等八个部委联合提出了《关于推进住宅产业现代化、提高住宅质量的若干意见》。在国家强制淘汰和禁用粘土砖,发展环保型住宅体系的情况下,钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板出现并受到推广。但原有钢丝网架夹芯板仅作为围护、保温、隔音的非承重构件使用。 我国在引进美国钢丝网架夹心板的基础上,从基础理论研究到生产、工程实践进行二次开发,研制出集承重(围护)、保温、隔音一体化的新型建筑结构,实现了产品工厂化生产和施工装配化,并逐步形成了以环保、节能和住宅产业现代化为特色的具有自主知识产权的钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板。产品及成套应用技术,已在天津、华北、东北、西北等地约200万m2建筑中成功应用、效益显著,是一种新型建筑体系。 1 冷拔低碳钢丝的制作 承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板的结构构造如图一所示,其中的钢丝网架是由冷拔低碳钢丝点焊而成, 钢丝沿纵横向间距50 mm布置。在上下层钢丝网片中间焊接冷拔低碳钢丝形成钢丝夹芯板网架,中间夹住聚苯乙烯泡沫塑料形成芯板,最后芯板两面各抹一层细石混凝土形成钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板(图1)。 2 “s板”技术的稳定性 为了不断掌握承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板(CS板)的技术性能,国内进行了一系列的试验研究的理论分析,并且采用大型有限元软件进行了非线性分析,提出了理论计算公式、理论计算结果与试验结果吻合。 2.1 网络风荷载型混凝土材料研究 大量的加荷试验,包括用同步液压千斤顶两点加载竖向荷载作用和水平反复荷载作用试验,四边简支均布加载试验等等,结果表明,承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板具有良好的受力性能,其轴向允许荷载400 kN/m,横向允许荷载200 kN,完全能满足传统砖房住宅体系的受力要求,适用于6层以下和2,3层的别墅。 其研究成果通过了国家级测试及省部级的鉴定,通过创新研究,使承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板具有优良的力学性能,见表1。 从表中可看出,承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板的力学性能特点:自重轻、承载力高、抗震性能好。 2.2 钢丝网架水泥 通过试验,在保温,隔声,抗冻及抗冲击方面,承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板有优秀的性能,见表2。 从表中可看出承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯 板热阻高, 厚80 mm聚苯乙烯板芯的热阻1.49 m2·k/W,达到和超过国家规定的二步节能(50%)要求。(保温隔的物理性能特点:相当于94 cm砖墙。) 3 水泥聚苯乙烯夹芯板 作为国外引进的原有钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板的二次开发产品,国产新型承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板尤其在承重结构方面有突出的作用。另外,聚苯乙烯夹芯新型屋面板作为屋面承重构件尤其适用于住宅建设中的坡屋面,其施工简便,工期缩短,造价比现浇钢筋混凝土板加保温层的做法降低10%～20%。使用承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板的实例有: 3.1 天津43中、高中、考试、宿舍、体育、图书馆 天津43中学教学、试验、宿舍楼、体育馆、图书馆的屋面均采用的是钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯屋面板(图2)。 3.2 特征参数 海拉尔市开发区管委会办公楼为五层的框架结构,其建筑面积达到15 000 m2。办公楼采用了承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯新型楼板、承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯屋面板、非承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯新型外墙、内隔墙板(图3)。 3.3 工程概况及材料 中石化四建(天津)公司办公楼采用了钢丝网架水泥聚苯乙烯预应力混凝土夹芯楼板、屋面板作为承重构件。图4为中石化四建(天津)公司承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯楼板,屋面板吊装施工现场。 中石化四建公司办公楼原为4层砖混结构,经设计勘查鉴定,采用轻钢结构,增加二层,增加层建筑面积为1 960 m2。墙体采用钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板现场安装后双面抹灰,抹灰层厚30 mm,楼板采用半预制钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯楼板,预制安装后二次现浇混凝土,施工面积1 850 m2。 3.4 保定市中华社区 保定市中华小区是面积达到40万m2住宅小区,其屋面采用的承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板坡屋面(图5)。 4 建筑结构体系 目前,关于CS板的理论基础及应用方法已日臻完善,并且带来了一定的社会效益和经济效益。它具有以下几个特点: 1) 承重钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板符合国家产业政策。建筑结构体系中的承重及非承重墙板(包括外墙、内墙、内隔墙),楼板,屋面板,均可采用CS板,推动了墙体改革的进程。采用由CS板形成的建筑结构体系,整个建筑可以不使用一