一种装配式钢结构住宅体系的实践与应用——山东省济宁市嘉祥县嘉宁小区公共租赁住房项目

2018年08月加以回收便可以实现对氯元素的重复利用[3]。

但是碱洗过程中生成的硅酸钠仍旧难以回收，目前研究人员利用膜技术实现了废液中硅酸钠的分离，但是成本较高难以运用于实际废气处理之中。

而在使用氢氧化钙溶液进行多晶硅生产废气处理时，其最大的问题在于其产生的不溶物会堵塞淋洗塔内的管路，影响废气处理效率。

针对这一问题，技术人员对现有的废气处理工艺进行了改造，使用石灰乳吸收中和废气，与此同时还在废气吸收中和过程中向石灰乳中持续通入低压水蒸气，这样水蒸气会参与到废气吸收中和反应之中，这样废气中的硅将转化为二氧化硅，在后续处理中便于分离并重复利用[4]。

而当废气处理所使用的石灰乳吸收效果下降之后，工作人员可以向反应器中通入过量氯化氢气体，这样石灰乳中的钙离子将全部转化为氯化钙并加以回收利用。

但是以上的废气处理工艺改进均不能有效改善处理后废气的安全性，由于碱洗法对废气中的氢气不具备分离能力，因此为了提升多晶硅生产废气处理的安全性。

目前在废气处理过程中向各个淋洗塔内通入一定比例的氮气，这样可以有效避免废气中的氢气与空气直接接触，其内部的浓度也无法达到氢气的爆炸极限，可以有效避免废气处理中的着火爆炸等安全问题的发生，保障多晶硅生产过程的安全。

另外随着多晶硅市场需求量的不断攀升，多晶硅生产规模也在不断扩大，这也对废气处理能力提出了较高的要求，但是当前的多晶硅生产废气处理系统大多不能及时应对废气处理任务的变化，当废气量增加时难以有效完成废气处理工作。

因此设计人员在现有的废气处理系统的基础上增设了备用淋洗塔，这样当废气处理量突然增大时可以及时启用备用塔进行处理，而且当淋洗塔出现故障时也可以利用备用塔完成废气处理工作。

3结语随着多晶硅需求量的增加，人们对多晶硅生产废气处理工作的要求也日益严格，设计人员也结合现阶段废气处理工作存在的问题对碱洗法处理工艺进行了改进。

首先通过引入深冷及电解工序实现对废气中硅、氯的回收利用，同时优化氢氧化钙处理工艺避免堵塞问题的发生，另外在淋洗塔中引入氮气保护并增设备用塔，保障了废气处理的稳定性及安全性，有效满足当前多晶硅生产废气处理要求。

参考文献：[1]周万礼,罗平,王金,等.多晶硅生产废气回收处理工艺研究进展[J].云南化工,2017,44(5):109-111.[2]张志刚,蒋国瑜,张升学.多晶硅工艺废气回收利用研究[J].科技展望,2017,27(21).[3]邓亮,章华,梁景坤,等.多晶硅废气淋洗系统的应用[J].云南化工,2016,43(2):53-54.[4]杨永亮,张志刚,严大洲,等.多晶硅生产废气处理工艺[J].世界有色金属,2014(4):32-33.一种装配式钢结构住宅体系的实践与应用——山东省济宁市嘉祥县嘉宁小区公共租赁住房项目周楠楠1解文博2贾义雨2（1.山东省建设发展研究院，山东济南250001；2.山东德丰重工有限公司，山东济宁272400）摘要：装配式钢结构住宅体系是以工厂生产的钢梁、钢柱作为主要的承重骨架，以具有一定结构性能、防火性能、热工性能、密闭性能、隔声性能和装饰性能的三板体系作为围护结构，在工厂制作后，运到现场进行现场组装的一种住宅体系。

本文以山东省济宁市嘉祥县嘉宁小区公共租赁住房项目为例介绍了一种装配式钢结构住宅体系的实践与应用。

关键词：装配式钢结构；蒸压轻质加气混凝土条板；异形柱框架支承体系装配式钢结构住宅体系是以工厂生产的钢梁、钢柱作为主要的承重骨架，以具有一定结构性能、防火性能、热工性能、密闭性能、隔声性能和装饰性能的三板体系作为围护结构建造而成。

与传统的住宅建筑有所不同，装配式钢结构住宅是钢构件在工厂制作后，运到现场进行现场组装的一种住宅体系。

与其他的结构形式相比，装配式钢结构住宅在设计、施工、使用及节约能源方面主要具有以下优势：(1)具有良好的抗震性能，可以有效缓解地震灾害所带来的人员财产损失。

钢结构的延性好、塑性变形能力强，在地震荷载作用下吸收更多的能量，尤其在高烈度震区，钢结构是更佳的选择。

(2)钢结构质量轻。

统计表明，普通钢结构住宅能够减轻结构自重约30%，使基础设计简单化，降低造价，尤其适用于地质条件较差的地区。

(3)施工速度快，钢构件在工厂制作，工业化程度高，施工现场湿作业少。

工期比传统结构形式缩短约50%～75%，可大大减少资金的占用周期，提高投资效率。

(4)钢结构构件及其配套技术产品基本实现工厂化生产和现场装配化施工，符合住宅产业化的发展思路。

(5)比起传统的结构结构形式能更好的满足使用上大开间、灵活分隔的要求，使用面积率可提高5％～8％。

(6)钢结构所有材料可回收利用，绿色环保，满足生态环境的要求，终止服役的钢结构，可以用作炼钢的原材料，不产生大量垃圾。

2202018年08月1工程概况济宁市嘉祥县嘉宁小区公共租赁住房项目位于嘉祥县建设北路东侧，北一路南侧，总建筑面积约3.32万m 2，地下1层，地上17层，建筑高度51.64m ，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度。

为山东省首个高装配式钢结构公租房住宅试点项目。

项目由山东诚祥建设集团股份有限公司承建，项目一期由1#、2#、3#、4#、7#五栋楼组成。

建筑结构类型为装配式钢管混凝土异形柱框架支撑体系。

楼板采用底模可拆且可重复利用的钢筋桁架楼承板，楼梯采用预制混凝土楼梯；填充墙采用蒸压轻质加气混凝土条板及少量蒸压轻质砂加气混凝土砌块，与传统钢筋混凝土框架结构相比，具有建筑平面布置更灵活，房间有效使用空间高，抗震性好等特点。

图1济宁市嘉祥县嘉宁小区2钢管混凝土异形柱框架支撑体系2.1钢管混凝土异形柱人们对住宅建筑中房间的使用面积和居室的美观性越来越受到重视。

规则截面(如矩形，方形等)柱在使用中，柱体突出墙面，不仅占用一定的室内空间，而且不利于家具物品的摆放。

把突出于住宅房间内的方形或矩形的部分柱断面去掉（如角柱采用L 形截面；边柱采用T 形截面；中柱采用十字形截面等）就形成了异形柱结构的住宅建筑。

钢管混凝土异形柱的优势主要体现在以下几个方面：(1)承载力高：钢管混凝土构件在轴向压力作用下，混凝土由于受到钢管的约束作用而处于三向受压状态，其强度得到进一步提高；而混凝土的存在还可以避免或延缓薄壁钢管过早的发生局部屈服，使得钢管的承载力得以提高。

二者相结合，相互取长补短，充分发挥各自的优势。

(2)外形规则：方形截面更利于配合建筑设计，符合人们的传统审美情趣，有利于梁柱连接，便于采取简洁的防火措施。

(3)施工方便：与钢骨混凝土柱相比，钢管混凝土柱省去了支模、拆模工序，且便于采用先进的泵灌混凝土工艺，缩短施工周期，减少对施工用地和环境的污染。

(4)利用混凝土吸收热量，从而提高钢柱的防火性能，可降低防火处理费用。

本项目采用了矩形钢管并排焊接而成的Z 形、T 形、L 形三种异形柱，分别适用于两面墙体转角位、三面墙体及两面墙体直角位连接处。

在安装时，钢管柱按照每两层一个单位进行安装，在层高三分之一处连接，调直校正后，内灌免振捣混凝土。

制作构件时在钢柱上焊接支架，方便快速固定及调直。

图2钢管混凝土异形柱图3钢管混凝土异形柱的安装及混凝土浇筑2.2H 型钢梁本项目采用的H 型钢梁主要包括热轧H 型钢梁和少量高频焊接H 型钢梁两类。

当梁跨度较大时，若采用普通型H 钢梁，因下翼缘截面尺寸较大，梁墙交接处会有一个角伸入房间内，影响住宅使用。

在工程中采用上宽下窄翼缘或窄翼缘H 型钢梁，避免钢梁在室内凸出。

H 型钢梁凸出室内的问题上宽下窄及窄翼缘H 型钢梁图4H 型钢梁2.3外套管式节点连接本项目梁柱节点处采用外套管式节点连接，梁柱节点区域直接在柱外侧贴焊钢板，省去了隔板工艺（将钢管柱截断以安装隔板），可提升钢结构加工效率80%以上，摆脱了传统连接节点费时费事且质量不易保障的缺点，通过一定厚度的外套管使柱腔在无隔板的情况下仍然保持了节点的刚性；因无隔板，柱芯内浇筑混凝土较为密实；节点构造简单，对住宅户内装修影响较小。

图5外套管连接2212018年08月3围护结构体系3.1钢筋桁架楼承板项目采用底模可拆且可重复利用钢筋桁架楼承板，板宽为590mm ，其断面图如图6所示。

地下一层顶板：板厚180mm ，型号HB5-150型；夹层及1-16层顶板：板厚100mm ，型号HB1-70型；17层及机房顶板：板厚120mm 型号HB1-90型。

楼板混凝土强度等级为C30。

钢筋桁架楼承板实现了机械化生产，有利于钢筋排列间距均匀、混凝土保护层厚度一致，提高了楼板的施工质量，并显著减少现场钢筋绑扎工程量，加快施工进度。

桁架受力模式也可以提供更大的楼承板刚度，大大减少或无需用施工用临时支撑。

图6V 型钢筋桁架楼承板断面图3.2墙板体系项目外墙及内隔墙均采用AAC 蒸压轻质加气混凝土墙板，该墙板是以粉煤灰（或硅砂）、水泥、石灰等为主原料，经过高压蒸汽养护而成的多气孔混凝土成型板材。

外墙采用250mm 厚AAC 条板，通过L100*63*6和M12勾头螺栓与主体结构连接；门窗洞口处用-50*6扁钢加强，用空心钉固定；所有连接件均用镀锌钢材，墙体之间的缝隙用专用砂浆粘接饱满。

图7AAC 外墙板安装3.3梁柱防火处理项目采用AAC 防火板包覆的方法对梁柱进行防火处理。

梁柱外包裹50mm 厚AAC 防火板，通过L 形角钢托和M10螺栓与梁柱连接；AAC 板与其他材料间的缝隙采用填塞PE 棒并打发泡剂。

50mmAAC 防火板包梁50mmAAC 防火板包柱图8梁柱防火处理4结语装配式钢结构住宅在节能环保、绿色低碳、防震减灾、工厂化预制、施工效率等方面凸显较大的优势。

济宁市嘉祥县嘉宁小区公共租赁住房项目作为山东省首个高装配式钢结构公租房住宅试点项目对完善钢结构住宅体系的理论研究和实践研究做了有益的尝试，并且积累了宝贵的工程实践经验，为今后大面积推广奠定了基础。

但不可避免的也存在一些问题，比如由于钢结构的变形比混凝土结构要大，相应的外围护结构采用的蒸压轻质加气混凝土条板及少量蒸压轻质砂加气混凝土砌块产生裂缝的几率也要大。

而且由于单一普通蒸压轻质加气混凝土条板及砌块难以满足北方寒冷及严寒地区建筑节能设计75%标准要求，因此在该工程项目中在外侧又复合了外墙外保温，普通的薄抹灰外墙外保温技术就其技术本身而言是成熟可靠的，但是在推广应用过程尚存空鼓、开裂、渗水、脱落、火灾等安全质量问题。

因此，装配式钢结构住宅体系要想获得大范围的推广应用，钢结构本身不仅要发展，与之配套的其他材料尤其是外围护墙板体系更要下力气搞好研究和开发。

参考文献：[1]张海霞，郑海涛，李帼昌，张德冰.装配式钢结构住宅主体结构质量控制指标权重研究[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版，2015(3):485-491.[2]叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D].南昌大学，2012.[3]陈志华，赵炳震，于敬海，闰翔宇，郑培壮，杜青，雷志勇.矩形钢管混凝土组合异形柱框架—剪力墙结构体系住宅设计[J].建筑结构:2017(6):1-6.[4]陈志华.钢结构和组合结构异形柱.[J].钢结构：2002(2):27-30.222。