【乾貨】預製裝配式鋼結構的牆板體系簡介（內含動圖）

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導言：圍護牆體是建築物的重要組成部分，在鋼結構中，牆體材料的選擇尤其重要。鋼框架建築的荷載由樑柱傳遞，牆體不起承重作用，這是鋼結構建築的牆體與傳統的磚混或內澆外砌剪力牆建築的根本區別。這一特點使鋼結構的牆體成為純圍護結構，可以根據居住空間的要求靈活分割。

由於鋼結構建築的結構體系可以實現高度工業化生產和裝配式安裝，所以適合於鋼結構的牆體材料必須也要滿足工廠化生產、現場裝配化施工的要求，與鋼結構的結構體系的安裝相匹配。

同時，鋼結構體系建築的特徵之一是輕質高強，鋼結構建築的牆體材料也應該具備這一特徵，否則過重的牆體會增加整體結構的自重，就會喪失鋼結構質輕的優勢。鋼結構常用的牆體形式如下所示：

1 輕型砌築類牆體

因鋼結構框架承重的特點，本文所指的砌塊牆體是不承重的新型輕質砌塊牆體，工程中常用的有混凝土小型空心砌塊牆體（普通型和輕集料）、蒸壓加氣混凝土砌塊牆體、硅酸鹽混凝土砌塊（粉煤灰砌塊、爐渣砌塊、煤岩石空心砌塊）牆體、石膏砌塊等牆體類型。

輕質砌體的原材料資源豐富，不會像黏土磚破壞環境，同時保溫、防火、抗震性能較好，生產加工簡單，在工程中有廣泛的應用。但是砌塊材料也有不可避免的缺點：

牆體容易開裂，且在施工過程中存在大量的濕作業；
鋼材不耐腐蝕的特性要求鋼結構建築在施工過程中應盡量避免用水，但砌築牆體是用水泥砂漿拌和物作為粘結材料，現場大量的濕作業容易使得鋼結構鏽蝕；
施工速度慢，養護時間長，與鋼框架體系快速裝配化施工方式難以配套。

2 輕質板材類牆體

輕質板材類牆體有大型輕質混凝土板的單一板材，也有與保溫材料複合而成的夾芯板（俗稱三明治板）。其可以做成條板，也可以做成大面積的整塊板材。輕質板材類牆體可以實現工廠化生產、裝配式施工，適用於工業化發展的鋼結構。目前適用於鋼框架結構體系並且能夠達到建築圍護結構保溫隔熱、防滲隔聲要求的板材類牆體主要有以下幾種：

2.1 輕質蒸壓加氣混凝土板（Autoclaved Lightweight Concrete, 簡稱ALC板）

ALC板的材料和蒸壓加氣混凝土砌塊完全相同，只是做成了條板，並在其中加入了鋼筋網片。

由於採用高溫高壓蒸汽養護，板材內部形成很多封閉的小孔，使其具有良好的保溫隔聲性能。此外，ALC板自重較輕，能夠適應較大的層間位移角，具有良好的抗震性能。ALC板材配有專用連接螺栓，可以與鋼框架靈活連接，外掛式或者嵌入式均可。ALC板是目前國內應用最廣泛的新型牆體板材，它的技術目前比較成熟。被列為「國家住宅建設推薦產品」。

外牆施工效果

2.2 玻璃纖維增強水泥板（Glass fiber Reinforced Concrete , 簡稱GRC板）

GRC板以低鹼度的硫鋁酸鹽水泥輕質砂漿作為基材，以耐鹼玻璃纖維作為增強材料，製成的中間有孔洞的條形板材。GRC板的重量僅是120mm黏土磚牆重量的20%左右，切割、鑽孔較為方便，是一種性能較為優越的新型板材。GRC板也有一些缺點：在鋼結構中應用時，牆體抹灰後容易出現裂縫，主要是由於板安裝方法和抹灰方法不當造成的。另外，GRC板的牆體還容易形成返霜現象。

2.3 鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板

鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板是用高強度冷拔鋼絲焊接成桁架，中間填以阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料或岩棉等絕熱材料，現場安裝後，兩側噴水泥砂漿（一般需要噴三道）而形成的複合牆板。具有較好的保溫、隔熱、隔聲性能，自重較輕。缺點是：牆板的接縫處容易形成熱橋，降低鋼結構住宅的保溫隔熱效果。

鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板干掛受力展示（圖中重物達到1噸）：

鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板生產過程：

2.4 鋼筋混凝土絕熱材料複合牆板

鋼筋混凝土絕熱材料複合牆板的兩側用薄鋼筋混凝土板形成面層，中間層為岩棉或聚苯板製成的保溫材料。這種複合牆板可以在工廠進行生產製作、現場進行裝配式施工，很大程度上減少了現場的工作量，並且有利於抗震處理。但是，由於保溫層是整體預製在複合板內部的，在板縫處必然會形成一定的冷、熱橋，影響建築的保溫隔熱性能。

2.5 金屬複合板

金屬複合板是一種夾心式結構，兩側為金屬面材料、中間層為保溫材料。金屬面材料通常採用鍍鋅鋼板、不鏽鋼板、鋁板及彩色塗層鋼板等。中間層保溫材料為岩棉或聚苯板。金屬複合板強度高、施工快捷、可多次拆裝。但是金屬不耐腐蝕，在鋼結構中使用金屬複合板時，需要通過一些措施提高其耐久年限。另外，金屬複合板外表面一般不平整，所以為了達到室內的美觀要求需要對內飾面進行二次處理。

2.6 現場拼裝複合型牆板

現場拼裝的複合型牆板通常採用輕鋼龍骨為牆體支撐骨架，內外掛石膏板或水泥刨花板，中間填充岩棉保溫。每一種材料都分別在工廠定型生產，在施工現場進行組裝。現場複核牆板具有良好的保溫隔熱性能和防滲漏性能，各項材料的現場安裝保證了保溫層的連續性，有效避免冷、熱橋的產生。但是現場組裝比較複雜，與裝配式建築的發展不相適應。

參考文獻

【1】崔璐. 預製裝配式鋼結構建築經濟性研究[D]. 山東建築大學, 2015.

【2】郝際平, 孫曉嶺, 薛強,等. 綠色裝配式鋼結構建築體系研究與應用[J]. 工程力學, 2017, 34(1):1-13.

答疑環節

有很多朋友在看到我文章之後加我微信問了很多問題，下面我挑一些有代表性的做一些解答，有一些問題我也是回答不出來，然後諮詢身邊的專業人士得到的答案，如果你有更好的答案歡迎聯繫我。

一、魏工提問邵工：我想問下，之前國內規定ALC不可應用於外牆，新加坡似乎應用很多，現在的材料是否跟以前不同了？到底是行不行？

回答：ALC應用於外牆的施工案例很多。因為ALC板的保溫防火性能很好，有一種ALC板叫做ALC自保溫外牆板，專門用於外牆。我看到ALC有用於外牆、內牆、屋面板，甚至是LOFT樓板的。這裡我單獨強調一下用到樓板是不建議的，因為很多人對這個材料不了解，沒有經過設計就用到大跨度的樓板上，這是很危險的，需要用到LOFT樓板的時候可以採用我們的超薄夾層系統，我在後面會有提到。再來說到外牆，我覺得主要是因為接縫處防水的問題，導致這種板的使用限制，本身這個板材的防水性能還是可以的。一般，材料商是只供貨不提供安裝的。所以，施工單位如果忘記做防水處理就很麻煩。防水做法如下：ALC牆板安裝完了，表面刮白色或者灰色外牆膩子打磨，滾塗或者噴塗透明防水塗料。

二、Alice提問邵工：ALC牆板可以用到2.8m高的牆面嗎？

回答：我們在很多的施工案例上看到超過2.8m高的牆面都用到了ALC牆板。

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