项目背景
面向装配式建筑与“双碳”目标,本项目聚焦“结构体系-围护体系-设计与施工方法”的协同优化,构建以组合钢结构与装配式围护为核心的成套技术与评价方法,统筹抗风抗震、节能耐久与快速建造,实现性能—成本—碳排放的综合最优。
创新成果
创新成果一
新型组合构件开发及结构节能一体化技术:围绕高性能钢管混凝土柱、钢管再生混凝土柱与双钢板剪力墙的工程应用,开展适配性与计算方法的基础研究,提出面向装配化施工的若干设计与构造建议,为后续围护体系的安全连接与整体协同奠定条件。构建了“保温-受力一体化”的墙体,研发了外包钢龙骨的新型 EPS 混凝土墙板,提出了纤维板的蒙皮效应对墙体耗能的关系;研发了钢支撑-0SB板内嵌保温材料组合填充墙、轻木框架-0SB板-保温材料填充墙两类钢木填充墙,分别提出了抗侧力简化模型,将填充墙的抗侧刚度考虑到结构设计中。
图1 高性能钢混凝土组合构件力学性能研究与结构节能一体化墙板研发
创新成果二
围护体系:提出两类面向装配式建筑的围护技术路径:“剪力墙外挂 ALC 板”与“钢管混凝土框架内嵌 ALC 板”。形成从构造节点-墙板-主体-功能层(防火/保温/饰面)的多层级耦合设计与验证体系,建立抗风-抗震一体化评估方法与施工关键技术,解决既有研究“单层级、弱耦合”的痛点。针对外墙外保温薄弱环节,首次开展“风荷载+冻融循环”的防脱落/抗裂与耐久试验研究,提出连接抗拔—面层抗裂—构造限位的系统化优化策略,显著提升高层住宅与公共建筑外墙系统的安全冗余与全寿命可靠性。
图2 装配式围护体系构造性能研究
图3 ALC板保温系统抗风性能数值模拟与理论推导
推广应用情况
本项目研究成果主要应用于建筑结构领域,推广于数十项国内大型项目。相关做法编入天津、河北等地工程建设与团体标准,形成“设计-工厂化加工-快速安装”的可复制路径。面向未来,再生混凝土与装配式围护体系可显著降低材料与施工碳排放、缩短工期、控制成本,助推绿色装配式钢结构规模化应用与行业低碳转型。
编 辑 I 赵 晨 审 校 I 刘 丽
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