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摘要：目前住宅广泛应用砖混结构、框架结构和剪力墙结构体系，要求其具有良好的承载能力、抗震性能、保温和防火性能。CL（Composite Light-weight）建筑结构体系是一种具有永久性复合保温方式、焊接钢筋网架抗震构件的新型复合剪力墙结构体系。CL建筑体系是一种轻型、保温、抗震性能优于普通砖混结构的新型承重结构体系。基于此，本文主要对CL建筑体系的设计进行分析探讨。
关键词：CL建筑体系；设计；经济分析
1、前言
CL建筑体系，是在工厂将保温与剪力墙的受力钢筋焊接成一体形成的CL网架板，在施工现场两侧浇筑或喷射混凝土后形成受力和保温隔音的墙体，实现了墙体的改革、建筑节能和建筑工厂化的要求。研究表明，CL建筑体系的各项性能指标均优于砌体结构，其在受力性能、抗震性能和防火、保温节能、使用寿命等方面尤为突出，并且与其他结构体系相比，综合性能优势也很明显，发展前景非常光明。
2、CL建筑结构体系设计方法和要点
2.1抗震等级划分
CL建筑结构体系属于剪力墙结构，抗震设防类别为丙类建筑的抗震等级，其他抗震设防类别建筑的抗震等级按《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）相关规定执行。
2.2结构平面布置
CL建筑结构体系中在承重、保温和隔声的部位如外墙、楼（电）梯间墙及分户墙等采用CL墙体。其他不需要保温的内承重墙可根据建筑物高度及功能选用普通剪力墙（长墙和短肢墙），小墙肢可以选用T形、L形或十字形。楼梯和楼板等构件均为普通混凝土现浇构件，利用常规方法进行计算及设计即可。
2.3计算方法及受力分析
CL建筑结构体系进行承载力验算时，CL墙体计算厚度取值可根据不同条件分别采用以下2种方法。方法1：只取较厚侧混凝土截面厚度，但应考虑较薄侧混凝土的刚度增大和自重荷载；方法2：取混凝土截面厚度之和，按等厚实体剪力墙进行计算，考虑两侧混凝土协同工作。当满足一定条件下，如房屋总高度≤36m，且地上的层数≤12层、设置构造墙中柱、边缘构件与墙体同厚、保温层的厚度≤80mm时，可采用方法2，否则采用方法1。一般外墙应采用方法1，楼（电）梯间墙及分户墙可采用方法2。CL建筑结构体系属于剪力墙结构体系，故仍采用建筑结构空间有限元分析软件进行受力分析计算，设计过程同普通剪力墙结构体系，区别在于建模时CL墙体厚度根据方法1和方法2的不同而取计算厚度，而普通剪力墙按实际厚度取值即可。当墙体计算配筋为构造配筋时，按表2所示配置；当计算配筋大于构造配筋时，应按计算配筋来调整CL墙板中的焊网规格。
2.4适用高度及其墙体截面厚度设计
在设防烈度为6度和7度的地区房屋高度不应大于100m，在设防烈度为8度（0.2g）的地区房屋高度不应大于80m，在8度（0.3g）的地区房屋高度不应大于70m，在8度（0.3g）Ⅳ场地和9度地区房屋高度不应大于24m。高度限值范围内时，CL墙体截面厚度按《复合保温钢筋焊接网架混凝土剪力墙（CL建筑体系）技术规程》（DBJ03-24—2011）中4.1.3条规定执行。
3、CL建筑体系的优势分析
3.1.A级防火。CL建筑体系保温层外侧有不低于50mm的配筋混凝土保护层，将保温层与空气隔绝，就等于内置的保温层完全与外界的火源隔绝。CL建筑体系最大限度的解决了火灾隐患的发生。
3.2.保温寿命长。保温层外侧有50mm的高配筋混凝土保护层，混凝土保护层与主体结构（有防腐处理）组成三维立体形成的斜插丝有效连接，形成了有足够强度的三维立体空间网架，从而达到建筑节能与结构一体化的综合效果。实现保温体系与主体结构同寿命。使建筑物的全寿命周期内不需要对其保温层进行维护、维修，消除了目前普遍采用外墙外挂、粘贴保温层等技术产生的易裂缝、渗漏、空鼓、脱落等隐患，解决了因外墙寿命短而在后期产生的大量维修投资和大量建筑垃圾等问题。
3.3.扩大使用面积。CL建筑体系的墙体相对较薄，自重轻，即可增加套内实际使用面积，又可减少基础及地基的负荷。以2个住宅实例，分别对比CL建筑结构体系与砖混结构体系和剪力墙结构体系在此方面的优势。
1）CL建筑结构体系与砖混结构体系的对比分析
图1为6层住宅实例的户型图。表3为6层住宅应用CL建筑结构体系与砖混结构体系的各项性能对比。由表3可知，采用CL建筑结构体系的质量比砖混结构体系减小55%～58%。对建筑物节约原材料和抗震性能改善十分显著。在相同建筑面积前提下，采用CL建筑结构体系比砖混结构体系的使用面积增加约14%。
2）CL建筑结构体系与剪力墙结构体系的对比分析
图2为12层小高层住宅实例的户型图。表4为12层小高层住宅应用CL建筑结构体系与剪力墙结构体系的各项性能对比分析。由表4可知，采用CL建筑结构体系的质量比剪力墙结构体系减小5.2%～5.8%。对建筑物节约原材料和抗震性能改善十分显著。在相同建筑面积下，采用CL建筑结构体系比普通剪力墙结构体系使用面积增加约4%。
4、推广使用CL建筑体系的意义
4.1CL建筑体系符合国家产业政策
CL建筑体系比砖混结构能节约大量能源，不再烧砖毁田，从而可保护环境，改善人们的居住环境和生活水平。若全国住宅全部采用新型住宅，每年仅烧砖一项，可节约140万亩耕地，相当于一个县的耕地。而按目前的砖混结构建设速度烧砖毁田不变，随着我国人口增加，不出50年，我国的人均耕地占有量将低于联合国规定的人均耕地极限0.8亩/人，中国人的生存将成为大问题。烧砖要用地，建设要用地，城市化发展要用地，交通道路也要用地，吃饭更要用地，中国耕地要控制，必须走住宅科技化之路。
4.2CL建筑体系强化了住宅的可靠性
CL建筑体系属于钢筋混凝土剪力墙承重体系，受力明确，整体性强，综合应用了现代世界公认的成功科学成果和新材料。该建筑体系自重比砖混结构自重减轻50%左右，所产生的水平地震力大大减少，对抗震非常有利。日本历次震害表明，该类体系完好率达95%以上，被誉为强力体系。实验证明，按7度设防设计的CL体系，抗震能力可提高2个等级。
4.3CL建筑体系造就环保型健康住宅
随着现代化的进程，人们越来越重视环境对自身污染和有害物的侵蚀（如放射性，有害气体等），CL建筑体系材料完全采用水泥、石子、砂、钢筋及石膏系列产品，达到环保型健康住宅要求。CL建筑体系采用了国际先进的一次性永久绿色模板技术，可省去墙体和顶棚的湿作业抹灰项目，解决了现场钢模板扰民、混乱的技术难题，大大提高了工程进度和质量。
5、结语
CL建筑体系是一种全新的建筑结构体系，各种规范和标准正在不断完善中。CL建筑体系不用黏土砖，节约耕地，减少污染，自重轻，抗震性好，保温层与整个工程寿命同步，工厂化程度高。CL建筑体系增加了住宅的可靠性，增强了住宅的实用性及可变性，且达到了国家的节能减排的要求，在全国范围的应用将会越来越广。
参考文献
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[3]刘振军.CL结构体系推广技术中的几点改进意见[J].建筑安全，2009（8）：55-57.
论文作者:杨虹桥1,高翯2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/25
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