武漢世紀(jì)家園住宅小區(qū)位于武漢市江岸區(qū)，是由武漢香利房地產(chǎn)公司開發(fā)，浙江杭蕭鋼構(gòu)股份有限公司承建的鋼結(jié)構(gòu)住宅項目，有11幢22-24層的高層鋼結(jié)構(gòu)住宅組成，總建筑面積26萬平方米。
走近這一高樓林立的住宅群，若不是有人告知這是鋼結(jié)構(gòu)住宅，單從外觀很難看出它與傳統(tǒng)建筑有什么不同。
“同等建筑面積我們的房子要大一些”，“冬天不冷夏天不熱，住著舒服”，走訪小區(qū)住戶，聽到最多的是親身感受。
“武漢世紀(jì)家園小區(qū)鋼結(jié)構(gòu)住宅項目應(yīng)用了杭蕭鋼構(gòu)多項新的研發(fā)成果，其中最大的亮點是新型CCA板灌漿外墻、冷彎高頻焊接矩形鋼管混凝土柱和高頻焊接H型鋼梁的應(yīng)用。”杭蕭鋼構(gòu)副總工程師李文斌告訴記者。
從樓板系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)體系、墻體系統(tǒng)三方面入手，李文斌為我們詳細解剖鋼結(jié)構(gòu)住宅，從差異中認識鋼結(jié)構(gòu)住宅。
首先，鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板系統(tǒng)有什么不同？
不同于傳統(tǒng)施工方式的現(xiàn)澆混凝土樓板，杭蕭鋼構(gòu)開發(fā)出“鋼筋桁架樓承板”，就是將樓板中的鋼筋在工廠中加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅壓型鋼板焊接成一體的組合模版。在施工現(xiàn)場，將其鋪設(shè)在鋼梁上，進行少量附加鋼筋綁扎，澆注混凝土，形成鋼筋桁架混凝土樓板。
“通過武漢世紀(jì)家園等住宅建設(shè)的實踐，我們把鋼筋桁架混凝土樓板總結(jié)為十大優(yōu)點”，李文斌逐一盤點：一，現(xiàn)場綁扎工作量減少60%～70%，可進一步縮短工期。二，比普通壓型鋼板—混凝土組合樓板的厚度減少約50mm,混凝土用量減少，室內(nèi)凈高增加。三，栓釘焊接質(zhì)量更容易保證。四，底面平整，感觀好，鋼板損耗更少。五，力學(xué)性能與現(xiàn)澆樓板基本相同，使用階段板底基本不開裂。六，與現(xiàn)澆樓板的防火性能相當(dāng)，鋼板不參與使用階段受力，不需考慮防腐問題。七，鋼筋排列均勻，保護層厚度有可靠保證。八，通過改變桁架高度以適用跨度較大的樓板。九，樓板的雙向剛度相近，有利于建筑物抗震，也可做成雙向板。十，桁架受力模式合理，綜合造價低。
其次，鋼結(jié)構(gòu)住宅框架結(jié)構(gòu)體系有什么不同？
不同于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)，本工程結(jié)構(gòu)體系采用高頻焊接矩形鋼管混凝土柱框架－混凝土筒體體系，在筒體中設(shè)置鋼柱、鋼梁。
高頻焊接矩形鋼管是將一定寬度的鋼帶，在常溫條件下經(jīng)過一組縱向排列的軋輥，逐步變形，達到適用要求的尺寸，而后通過高頻焊接而成的具有閉口斷面的型鋼產(chǎn)品，是目前我國三種H型鋼類型即熱軋H型鋼、焊接H型鋼和高頻焊接H型鋼之一，具有截面模量大，承載力高、制作方便等優(yōu)點。
李文斌告訴記者，六大優(yōu)點凸顯了高頻焊接矩(方)形鋼管混凝土柱的獨特價值：
一是質(zhì)量穩(wěn)定。節(jié)材相比由四塊鋼板焊接而成的矩形鋼管，冷彎高頻焊接方鋼管僅有一條通長焊縫，焊接變形影響范圍小，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，材料損耗少。
二是承載力高，節(jié)省用鋼量。鋼管混凝土構(gòu)件在軸向壓力作用下，混凝土由于受到鋼管的約束作用而處于三向受壓狀態(tài)，其強度得到進一步提高；而混凝土的存在還可以避免或延緩薄壁鋼管過早的發(fā)生局部屈服，使得鋼材的承載力得以充分發(fā)揮。二者相結(jié)合，相互取長補短。在要求相同承載力的條件下，鋼管砼柱的用鋼量遠小于純鋼柱。
三是塑性變形能力增強，抗震性能好；炷链嘈源，高強度混凝土更是如此。但是如果將混凝土灌入鋼管中形成鋼管混凝土，國內(nèi)外的試驗結(jié)果表眀，核心混凝土在鋼管的約束下，不但改善了使用階段的彈性性質(zhì)，而且在破壞時具有較大的塑性變形，提高了建筑的耗能能力；鋼管于混凝土共同工作，節(jié)點域剛度大，抗剪承載力高，能夠避免純鋼柱在大震情況下易發(fā)生剪切破壞的缺點；在強震下，較容易滿足強柱弱梁的抗震機理要求。
四是抗側(cè)剛度大。與純鋼柱框架相比，鋼管混凝土柱框架的抗側(cè)力剛度大，側(cè)移小，舒適性好，且效應(yīng)小，穩(wěn)定性好。
五是耐火性能良好；馂(zāi)時，混凝土吸收熱量，從而使鋼管結(jié)構(gòu)較之純鋼結(jié)構(gòu)具有更好的耐火性能，可降低防火處理費用。
六是現(xiàn)場施工、安裝方便。與鋼筋砼柱相比，采用鋼管砼柱不需要綁扎鋼筋、支模和拆模等工序；與純鋼柱相比，鋼管壁厚較薄，自重小，運輸、吊裝方便。
再次，鋼結(jié)構(gòu)住宅墻體系統(tǒng)有什么不同？
鋼結(jié)構(gòu)住宅的難點在墻體，不同于傳統(tǒng)墻體，CCA板整體灌漿墻是以漢德邦CCA板為面板，以輕鋼龍骨為立柱，在其空腔內(nèi)泵入混凝土而形成的復(fù)合整體式實心墻體。
李文斌從四個方面概括其優(yōu)點：
第一，節(jié)能環(huán)保。CCA板的主要原材料是黃砂，灌漿料主要由黃砂、粉煤灰、EPS顆粒、水泥按一定比例混合而成，這些原材料的開采和利用不會造成對生態(tài)資源的破壞，所有組成材料都不含有害物質(zhì)、無輻射，綠色環(huán)保，而且龍骨可回收冶煉，灌漿料強度不高，可經(jīng)粉碎處理循環(huán)利用。漢德邦CCA板灌漿墻的導(dǎo)熱系數(shù)較低，600密度等級EPS混凝土灌漿，200厚CCA板灌漿墻的傳熱系數(shù)為0.96，相當(dāng)于600mm厚度的磚墻節(jié)能效果顯著，符合目前國家發(fā)展綠色建筑和限制粘土磚節(jié)省耕地資源的國情。
第二，省地節(jié)材。武漢世紀(jì)家園外墻總面積為80632.6平方米，采用200mm厚新型CCA板灌漿墻。如果采用傳統(tǒng)的粘土，按照60萬塊磚毀1畝耕地，每萬塊磚消耗1噸標(biāo)準(zhǔn)煤來計算，就可替換1100萬塊粘土磚，相當(dāng)于節(jié)省耕地約18.4畝，節(jié)省約1100噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
第三，性能與性價比高。武漢世紀(jì)家園住宅外墻均采用高密度CCA板，厚度為10mm；內(nèi)側(cè)采用中密度CCA板，厚度為8mm；兩層CCA板之間灌600密度等級的EPS混凝土，厚度為200mm；經(jīng)過國家建筑材料檢驗測試中心試驗檢測，CCA板灌漿墻相當(dāng)于600mm厚粘土磚墻，所以有效使用面積大。
由于是實心墻體，與主體結(jié)構(gòu)采用彈性連接，CCA板灌漿墻體有著很好的抗震性能，且實心墻的握釘力好，解決了輕質(zhì)輕體在吊掛方面的不足。
CCA板灌漿墻由于其自重較輕，屬于輕質(zhì)墻體，從而可以降低基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的造價，是與鋼結(jié)構(gòu)體系相匹配的一種優(yōu)質(zhì)墻體。
第四，施工速度快。CCA板灌漿墻體在施工安裝方面，操作簡單，速度快。由于墻體表面平整度較好，墻體成型后，未經(jīng)裝修工程就可擁有很好的外觀表面。與砌塊墻相比，節(jié)省抹灰分項。由于CCA板板幅較大，所以與目前使用較為廣泛的GRC條板相比，大大減少了拼接接縫，既節(jié)約了接縫材料和人工成本。