钢结构住宅用装配式轻质混凝土复合外墙板的研制

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1、分类号TU528学号2108521315044学位论文钢结构住宅用装配式轻质混凝土复合外墙板的研制Developmentoffabricatedlightweightconcretecompositeouterwallslabforsteelstructureresidentialbuilding易仟指导教师姓名李崇智教授北京建筑大学蒋勤俭教授级高级工程师北京预制建筑工程研究院申请学位级别硕士学位专业硕士类别专业名称建筑与土木工程年级15级论文答辩时间2018年06月学位授予单位和日期北京建筑大学2018年06月答辩委员会主席

2、蔡光汀教授论文评阅人朋改非教授、李飞副教授摘要钢结构装配式住宅建筑采取的是模块化的生产方式，通过系统设计以及工厂制造实现了现场化安装，有利于保证施工质量，并且大大缩短工期。本课题研制一种应用于钢结构住宅的预制轻质混凝土外墙板，可实现建筑节能和围护结构一体化，减轻结构自重，提高钢结构住宅建筑围护外墙耐久性。在外墙板的设计阶段，通过热工计算和内力计算分析确定了轻质混凝土外墙板的构造。选取内力最大的一块墙板，采取防火层、保温层、结构层相结合的思路对轻质混凝土外墙板进行了设计研究，设计外墙板的构造为140mm厚混凝土板镶嵌90mm厚挤

3、塑聚苯板+80mm厚挤塑聚苯板+12mm厚石膏板，混凝土材料为强度LC30的轻骨料混凝土，容重在1700～1950kg/m3。结果表明该配筋方案、混凝土配置方案可以满足各项基本要求，达到外墙板设计要求。在结构层混凝土材料研制阶段，对轻骨料混凝土进行了材性研究，确定了最终配比。通过降低胶凝材料、细骨料、粗骨料密度，综合材料的密度、价格、环保等因素，研究了浮石造壳技术以及造壳浮石的轻骨料混凝土。通过造壳浮石和普通浮石的宏观强度、耐久性，微观形貌以及显微硬度进行对比，造壳浮石的表观密度由1489kg/m3提高到了1526kg/m3，

4、但饱和吸水率10.8%降低到了2.2%，筒压强度从2.1MPa提高到了3.4Mpa，造壳浮石混凝土初始坍落度和1min后坍落度分别提高了30mm、60mm，具有更好的和易性，7天的抗压强度值达到了38.4MPa，28天的抗压强度值达到了46.3MPa，100次冻融循环之后，质量损失为1.1%，强度损失为4.9%，说明造壳浮石混凝土的强度、耐久能等相关性能均优于无壳浮石混凝土。在外墙板的制作和性能研究阶段，对轻质混凝土外墙板的制作工艺和性能进行了研究。同时对预制轻质混凝土复合外墙板的制作工艺流程以及控制要点进行了研究，对复合轻质

5、混凝土外墙板保温功能进行检测分析。结果表明，和一般的预制墙板的制作工艺相比，轻质混凝土外墙板需要采取二次浇注施工工艺。并且在研究中发现采用平振器加压振动可以减少结构层混凝土浮石上浮泌水问题的出现，采用蒸压养护可以有效提高轻质混凝土的早期强度，缩短模板周转周期。采用防火层、保温层和结构层三层构造设计，外墙板主断面传热系数达到了0.28W/(m2K)，保温性能要好于一般的外挂板。关键词：钢结构住宅；装配式建筑；轻质混凝土；外挂墙板IIIABSTRACTThesteelstructureassemblyresidentialbuil

6、dingadoptsthemodularproductionmode,whichprovidesthesystemdesignandthefactorymanufacturetorealizetheon-siteinstallation,whichishelpfultoguaranteetheconstructionqualityandshortentheconstructionperiod.Inthispaper,akindofprecastlightweightconcreteexternalwallhangingslab

7、appliedtosteelstructureresidenceisdeveloped,whichcanrealizetheintegrationofbuildingenergysavingandenclosurestructure,reducetheweightofstructureandimprovethedurabilityofsteelstructureresidentialbuildingexteriorwall.Inthedesignstageofouterwall,thestructureoflightconcr

8、eteouterwallisdeterminedbythermalcalculationandinternalforcecalculation.Awallboardwiththelargestinternalforceisselected,andthelightconcret