双层复合条板内隔墙系统研究与应用

摘 要：轻质墙体应用于现代建筑，减轻了结构承载力、降低了结构造价、加快了施工周期，本文研究一种双层复合条板轻质装配式内隔墙系统的设计和其在框架结构中的应用，通过对该系统的结构和构造节点设计研究，形成一套完善的结构体系。根据其在具体工程中的应用，分析其技术和经济效果，并提出下一步的研究方向。

关键词：双层复合条板、轻质装配式内隔墙、隔振、抗震

中图分类号：TU352文献标识码： A

1 研究背景、现状及意义

1.1 研究背景

随着城市化进程的不断加快以及建筑技术的不断提高，越来越多的高层大跨度结构应用于人们的工作和生活之中，虽然砌体结构具备取材方便、耐久性好、耐火性好及保温节能效果好的特点，但因其自重大、抗拉、抗弯、抗剪性能差、现场需砂浆砌筑、费时费工等缺点，不利于工业化生产和绿色施工的推行。为解决砌体结构存在的问题，以轻质装配式内隔墙为主要墙体系统的建筑内隔墙涌现市场。

轻质装配式内隔墙是指采用轻质板条在工厂加工预制完成后运输至施工现场，采取拼装等措施后完成的住宅或公共建筑内隔墙系统。目前，轻质装配式内隔墙体系根据构造方式和所用材料主要有板材隔墙、骨架隔墙、活动隔墙和玻璃隔墙等四类。常用轻质装配式内隔墙材料、用途、特点见表1.1。

表1.1 常用轻质装配式内隔墙材料、特点及用途

分类 材料组成 厚度 特点 用途

板材隔墙 加气混凝土条板、石膏条板、炭化石灰板、石膏珍珠岩板等复合板、粘结剂 60-100mm 自重轻、墙身薄、拆及安装方便、节能环保施工速度快、工业化程度高 一般工业与民用建筑，不适用于住宅。

骨架隔墙 木料或钢材、面板（纤维板、纸面石膏板、胶合板、钙塑板、塑铝板、纤维水泥板等） 根据工程要求 材料来源广泛、强度高、质轻、防火、易于加工和大批量生产 一般工业与民用建筑，适用于框架结构。

活动隔墙 玻璃、三聚 氰胺板、防火板、彩钢板、石膏板及钢质制品等 根据工程要求 美观、轻质、高强、隔热、隔音、阻燃、防潮、抗静电、表面光滑易于清洗、组合性强、施工方便 配合其他结构形式用于旅馆、餐饮场所、家庭

玻璃隔墙 钢化玻璃、铝合金、塑钢材质 根据工程要求 抗风压性，寒暑性，冲击性 一般用于办公场所，装饰性需要等

以上各种类型的轻质隔墙板具有质量轻、强度高、多重环保、保温隔热、隔音、呼吸调湿、防火、快速施工、降低墙体成本等优点。内层装有合理布局的隔热、吸声的无机发泡型材或其他保温材料，墙板经流水线浇注、整平、科学养护而成，生产自动化程度高，规格品种多。

1.2 轻质隔墙研究现状及研究意义

轻质装配式隔墙因其工业化生产、便于安装等特点在建筑业的各个方面得到了极大的应用，但在使用过程中也暴露出很多问题，主要表现在以下几个方面：

1、因轻质隔墙板安装在建筑物非承重部位，所需安装部位都是大跨度、沉降变形最大、抗荷载能力最弱的地方，由于轻质隔墙板企口槽拼装连接和表面光滑的特殊性，很容易造成板与板连结处、板与门窗连结处出现裂缝，集中荷载时会引起轻质墙板震动变形，发生裂缝和空鼓；

2、硅镁等轻质隔墙板因其材料抗水性差、易变形、易吸潮，施工过程需严格注意原材料、制成品和半成品的保护和使用，施工不便；

3、用于一般工业与民用建筑的轻质隔墙板通常为单层厚度100mm-120mm的复合条板，在实际应用过程中面临着隔声、保温等难题，经过多年的研究，目前通过在复合层内增加EPS聚苯颗粒等材料可以有效的解决保温、隔声的难点，但将抗震、隔振、隔声、保温等功能融为一体的系统仍有待进一步的研究。

2轻质装配式内隔墙系统

2.1 系统组成

本文所介绍的双层复合条板内隔墙系统主要由面板、龙骨、粘结剂、弹性补缝腻子等材料组成。

1、面板

本系统面板为防水石膏板或纤维水泥板，芯板采用膨胀玻化微珠、无机胶凝材料和发泡材料，见图2.1。

图2.1 双层复合条板面板图2.2 轻钢复合龙骨

2、龙骨

本系统龙骨为轻钢复合龙骨，为轻钢板材复合柔性混凝土所成，如图2.2所示。

2.2 主要材料性能指标

本系统所用材料均经检测部门所验，根据内隔墙-轻质条板（一）（10J113-1）总说明表1所规定轻质条板物理力学性能，与本系统所用面板性能比较如表2.1所示。

表2.1 轻质装配式内隔墙系统组成构件材料性能

项目名称 板厚（mm)

60 90 120

本系统 规定 本系统 规定 本系统 规定

单位面积质量，kg/㎡，≤ 40 – 55 90 70 110

传热系数，W/㎡.K， ≤ 2 – 1.5 2 1 2

空气声隔声量，dB, ≥ 35 – 40 35 50 40

耐火极限，h, ≥ 1.5 – 1.5 1 2 1

抗冲击性能（次）， ≥ 5 – 5 5 5 5

单点吊挂力，N, ≥ 1000 – 1000 1000 1000 1000

抗压强度，MPa, ≥ 3.5 – 3.5 3.5 3.5 3.5

抗弯破坏荷载（板自重倍数）， ≥ 1.5 – 1.5 1.5 1.5 1.5

根据表中数据，本系统面板复合条板性能指标抗冲击性能、单点吊挂力、抗压强度和抗弯破坏荷载满足10J113-1规定，在单位面积质量、传热系数、空气隔声量、耐火极限等方面更高于设计要求。特别是复合条板内填无机保温砂浆，阻燃性能达到A级，因此，该复合条板具备质量轻、保温性、耐火性优、阻燃性能好、隔热性能好的特点，将使本轻质装配式内隔墙具有良好的应用前景。

2.3系统及节点构造

本系统与钢筋混凝土框架梁和框架柱的采用延性连接，其完整的结构系统如图2.3所示。

图2.3 双层复合轻质隔墙板系统

1、复合板间拼接

复合板为内填无机保温砂浆的纤维板，板口设计成榫槽型，连接时预埋粘结剂，双层板间用竖向轻钢龙骨连接固定。

图2.4 双层复合条板拼接图2.5 轻钢龙骨布置

2、龙骨布置

本系统需设置三种龙骨，分别为：钢筋混凝土梁底横向龙骨；素混凝土导墙上横向龙骨；用于复合板加强固定的竖向龙骨，竖向龙骨间距800mm~1200mm，见图2.3和2.5。

3、与框架柱连接

复合板与框架柱通过L型金属连接件，用射钉和膨胀螺栓相连接，见图2.6。

图2.6 轻钢龙骨连接

2.4 复合板面建筑做法

图2.7 复合条板面板做法

本系统安装后最主要的建筑做法面层即为双层复合条板的面层，为保证质量，应严格按照下列工序进行施工：

①清理板面、板间、板与混凝土结构间的外露粘结剂和杂质；

②在缝口处嵌补弹性腻子并牢固；

③板面满批平底腻子；

④在腻子未干之前涂覆耐碱网格布；

⑤在耐碱网格布上复批平底腻子；

⑥最后，涂刷1-2遍光面腻子。

3抗震节点设计

钢筋混凝土框架结构的抗震设计原则是在保证结构延性特点下对框架结构做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”，对于双层复合轻质隔墙系统，主要在以下几个方面进行抗震设计：

1、减轻结构自重，加强结构刚度。

以90mm厚轻质隔墙板为例，一般轻质条板密度约为90kg/m3，本系统所用轻质隔墙板重量约在55kg/m3，仅为标准重量的61%，相比加气混凝土砌块则重量更轻。较轻的墙体在受地震荷载作用下可以满足一定的刚度变形，不致倾覆倒塌。

2、加强构件间柔性连接，提高结构自身抗震性能

1)、复合条板之间采用粘结剂相连，双层板之间采用龙骨固定，加强墙体整体性；

2）、复合条板和龙骨间采用射钉连接、复合条板和钢筋混凝土框架柱间采用L型金属构件通过膨胀螺栓和射钉连接，通过以上措施，加强隔墙系统构件间的柔性连接，确保系统在受外来荷载作用下，因节点部位的加强能够减轻剪应力对结构带来的危害。

4工程应用

工程背景：某工程为三层框架结构，建筑高度12m，南北长35.9m，东西长18m，总建筑面积1951.53m2，首层层高为4.36m，二层层高为3.6m，三层层高为3.64m。原设计内隔墙为加气混凝土砌块，现改为轻质装配式双层复合条板内隔墙，墙体分布见图9。设计要求满足《建筑轻质条板隔墙技术规程》（JGJ157-2008）、《内隔墙-轻质条板一》（10J113-1）及《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）。

图4.1 工程内隔墙平面布置图

设计参数：根据建筑物性质和特点，经与设计、施工单位研究，确定采用双层复合内隔墙系统，单层板厚60mm，双层板之间为80mm，龙骨采用横向和竖向龙骨。

施工过程及质量控制要点：

1、测量放线，确定龙骨位置

根据设计图纸，应用测量设备测定内墙位置并放线标识，在内墙位置上浇筑200mm高等墙厚的素混凝土导墙，在满足防潮要求下保证墙体安装面的平整性。根据内墙位置线安装横向顶龙骨和地龙骨，横向龙骨通长布置，采用射钉将龙骨与混凝土梁和素混凝土固定，射钉间距为60cm，竖向龙骨沿墙中心线布置，间距约为800mm。

靠近框架柱部位的横向龙骨采用L型金属连接件与框架柱相连，连接件与龙骨采用射钉连接，连接件与框架柱采用膨胀螺栓连接。

2、埋设水电管道

施工单位应配合水电专业工作队根据水电安装图纸，完成配料配管后进行预埋设。

3、安装复合条板

从框架柱一端开始安装第一块轻质隔墙板，在下一块复合条板上预批粘结剂并依次安装。每两块板安装完成后，应将板缝间外溢的粘结剂清理完。在安装至水电设备预留位置处，根据预先确定的位置和大小在复合条板上开孔并由水电专业队安装设备。

安装复合条板时，要确保板与板间、板与龙骨间嵌固紧，不留缝隙，不松动。

4、在施工至门洞口处，应先安装门洞口龙骨，根据要求固定完成后再按次序安装复合条板。

5、双层复合条板的安装，双层板之间可同时安装，也可在完成一侧安装后再进行另一侧的安装。

6、整面墙体安装完成后应进行板面清理，复查板缝间粘结剂确保饱满不挤浆。

7、进行墙面建筑做法（由内而外）：①缝口处弹性腻子补浆；②板面满批平底腻子；③耐碱涂覆网格布；④复批平底腻子；⑤1-2遍光面腻子。

技术改进：

本系统在施工过程中，经技术人员研究，改进了系统的部分构造。

1、横向龙骨主要用于固定两侧的双层复合条板，经分析，原通长横向龙骨改为分块隔断，节约了材料，同时又不影响结构的整体使用性能。如图4.2。

图4.2 通长横向龙骨改进设计

改进后的横向龙骨单块宽度、厚度同原大小，长度约为30cm~40cm，相邻两块之间的间距约为60~80cm，梁底龙骨和导墙面龙骨宜错位放置。

2、原设计龙骨为整体型，两侧安装完复合条板后，在使用过程中因撞击敲打等容易引起两侧的振动，影响使用者的居住舒适度，经研究改进为分离式龙骨，见图4.3。

图4.3 轻钢复合龙骨改进隔振型

应用效果：

如按加气混凝土砌体施工，则工期需约10-15天，现改为双层复合条板内隔墙系统后，工期约需5-7天，工期可节约50%左右。

该工程按加气混凝土砌块和双层复合条板内隔墙施工的成本分别测算，结果见表4.1。

表4.1 加气混凝土砌块和双层复合条板内隔墙成本测算对比

费用组成 子项 单价（元/m2） 费用组成 子项 单价（元/m2）

材料费 砌块 50.8 材料费 复合条板 120.36

砌筑砂浆 9.2 粘结剂 4.8

抹灰砂浆 19.2 轻钢龙骨 10.2

构造柱筋、钢丝网等 16 弹性腻子、网格布 6

小计 95.2 小计 141.36

人工 砌筑砌块 50 人工 安装龙骨、复合条板 15

抹灰 40 弹性腻子、批底 6

小计 90 小计 21

直接工程费 185.2 直接工程费 162.36

间接费 15% 27.78 间接费 15% 24.354

合计 直接工程费+间接费 212.98 合计 直接工程费+间接费 186.714

由上述对比可见，按双层复合条板内隔墙系统建造，相比加气混凝土砌块结构每平方米可节约造价12.33%以上，经济效果明显。

5小结

目前，剪力墙及框架剪力墙结构的内隔墙主要采用加气混凝土砌块砌筑，为实现建筑产业化的需要，必须研究出一种满足该结构类型的轻质装配式内隔墙。本文根据现行规范和产品标准对双层复合条板轻质装配式内隔墙系统进行了设计与应用研究，根据其自重轻、建造成本低、保温隔热性好、阻燃性能高、隔声效果好、抗震性能高、隔振效果好、工期短的特点，总结出了一套应用于框架结构的内隔墙系统设计准则和施工工艺，下一步研究的方向是将本系统应用于剪力墙结构或框架剪力墙结构中，实现建筑产业的装配化生产和现场的绿色施工。

参考文献：

[1] 《内隔墙-轻质条板（一）》，10J113-1

[2] 《建筑轻质条板隔墙技术规程》，10J157-2008

[3]王海生.浅谈轻质墙体隔声性能存在的问题及对策[J].电声技术，2009.33（08）：11-15.

作者简介：苏志远，男，1985年~，江苏盐城人，江苏科技大学土木与建筑工程学院，邮箱：，研究方向：建筑结构