摘要：介紹了常見的(de)高(gāo)層建築結構體系以及輕骨料混凝土(tǔ)的(de)主要物(wù)理(lǐ)力學特性。表明(míng)輕骨料混凝土(tǔ)在高(gāo)層建築中适用(yòng)，并已經廣泛使用(yòng)。

　　關鍵詞： 高(gāo)層建築  輕骨料混凝土(tǔ)  物(wù)理(lǐ)力學特性

　　1.常見高(gāo)層建築結構體系

　　常見高(gāo)層建築結構體系主要有(yǒu)四類，分(fēn)别是框架結構體系、框架-剪力牆結構體系（框剪結構）、剪力牆結構體系以及筒體結構體系。

　　框架結構體系是由梁、柱組成結構框架。整棟結構大(dà)部分(fēn)由梁、柱組成，就稱爲框架結構體系。它是高(gāo)層抗側力體系最基本的(de)組成部分(fēn)。框架結構具有(yǒu)平而布置靈活、房屋自重輕、施工(gōng)方便、節省材料等優點。框架結構的(de)抗側剛度主要取決于梁、柱的(de)截而尺寸。通常梁柱截而慣性矩小(xiǎo)，側向變形較大(dà)，這是框架的(de)主要缺點，也(yě)因此限制(zhì)了框架結構的(de)使用(yòng)高(gāo)度。按照(zhào)抗震要求設計(jì)的(de)鋼筋混凝上(shàng)框架結構都(dōu)可(kě)以成爲延性大(dà)，耗能(néng)能(néng)力強的(de)延性框架結構，具有(yǒu)較好的(de)抗震性能(néng)。因此，在地(dì)震區高(gāo)度較大(dà)的(de)高(gāo)層建築，框架是一種較好的(de)結構體系。

　　框架-剪力牆結構體系是在結構中同時布置框架和(hé)剪力牆。它可(kě)以将兩種結構互相(xiàng)取長補短，即能(néng)提供較大(dà)較靈活的(de)布置空間，又(yòu)具有(yǒu)良好的(de)抗震性能(néng)，因此這種體系在高(gāo)層建築中獲得了廣泛應用(yòng)。由于框架、剪力牆的(de)協同受力，結構的(de)層間變形沿建築高(gāo)度比較均勻。地(dì)震時，一般情況下，剪力牆爲第一道防線，框架爲第二道防線，形成了多道抗震設防結構。因此框架-剪力牆結構适用(yòng)建築高(gāo)度範圍較大(dà)。

　　剪力牆結構體系是用(yòng)鋼筋混凝上(shàng)剪力牆抵抗豎向荷載和(hé)抵抗水(shuǐ)平力的(de)結構體系。剪力牆結構是指一個(gè)完全由剪力牆抵抗水(shuǐ)平荷載的(de)結構，剪力牆構件(jiàn)可(kě)作爲設備井的(de)牆體，也(yě)可(kě)作爲電梯井、樓梯間的(de)牆體或房間的(de)内隔牆。剪力牆通常貫通到(dào)基底并與基礎剛性連接，形成豎向懸臂梁。現澆鋼筋混凝上(shàng)剪力牆結構的(de)整體性好，抗側剛度大(dà)，承載力大(dà)，在水(shuǐ)平力作用(yòng)下的(de)側移小(xiǎo)，經過合理(lǐ)設計(jì)，能(néng)設計(jì)成抗震性能(néng)好的(de)延性剪力牆，具有(yǒu)令人(rén)滿意的(de)抗震性能(néng)。剪力牆結構施工(gōng)方便，适用(yòng)高(gāo)度較大(dà)。然而，由于剪力牆的(de)間距一般很小(xiǎo)，平而布置不靈活、建築空間受到(dào)限制(zhì)就成爲它的(de)主要缺點。此外，剪力牆結構的(de)自重往往也(yě)較大(dà)。

　　簡體結構包括框架一核心筒結構與筒中筒結構。框架一核心筒結構由實體的(de)核心筒和(hé)外框架構成。一般将樓電梯間及一些服務用(yòng)房集中在核心筒内；其他(tā)需較大(dà)空間的(de)辦公用(yòng)房、商業(yè)用(yòng)房等布置在外框架部分(fēn)。由于核心簡實際上(shàng)是兩個(gè)方向的(de)剪力牆構成封閉的(de)空間結構，具有(yǒu)更好的(de)整體性與抗側剛度。框架-核心筒結構體系适用(yòng)于高(gāo)度較高(gāo)，功能(néng)較多的(de)建築。筒中筒結構是由實體的(de)内筒與空腹的(de)外筒組成。空腹外筒由密排柱及高(gāo)度較大(dà)的(de)橫梁組成。筒中筒結構體系具有(yǒu)更大(dà)的(de)整體性與側向剛度，因此适用(yòng)于高(gāo)度很大(dà)的(de)建築。如(rú)果将若幹筒體組合成成組筒結構體系，則側向剛度更大(dà)，可(kě)适用(yòng)于特别高(gāo)的(de)超高(gāo)層建築。

　　2.輕骨料混凝土(tǔ)的(de)主要特性

　　輕骨料混凝土(tǔ)是由輕骨料、砂、水(shuǐ)泥和(hé)水(shuǐ)、需要時加入化學外加劑配制(zhì)而成的(de)，幹表觀密度不大(dà)于1900kg/m3的(de)混凝土(tǔ)。其強度等級用(yòng)LC表示，強度等級達到(dào)LC30及以上(shàng)者爲高(gāo)強輕骨料混凝土(tǔ)，可(kě)用(yòng)于結構承重構件(jiàn)。高(gāo)性能(néng)輕骨料混凝土(tǔ)具有(yǒu)以下特性：

　　①質輕高(gāo)強。LC30以上(shàng)的(de)高(gāo)強輕骨料混凝土(tǔ)的(de)表觀密度爲1600kg/m3～1900kg/m3,比同強度等級的(de)普通混凝土(tǔ)輕25%～35%。

　　②高(gāo)耐久性。輕骨料爲多孔材料，本身的(de)微孔微管系統在攪拌時能(néng)吸收一定量的(de)水(shuǐ)分(fēn)，減少(shǎo)了貼近界面區的(de)水(shuǐ)膜層厚度，還能(néng)在水(shuǐ)泥水(shuǐ)化過程中不斷的(de)釋放(fàng)水(shuǐ)分(fēn)加強水(shuǐ)泥水(shuǐ)化，促使強度快速提高(gāo)。輕骨料的(de)表面構成主要爲矽酸鹽和(hé)鋁矽酸鹽玻璃相(xiàng)，具有(yǒu)潛在的(de)化學活性，能(néng)夠與水(shuǐ)泥水(shuǐ)化生成的(de)Ca(OH)2發生化學反應。此外，輕骨料表面粗糙并具有(yǒu)大(dà)量的(de)紋路(lù)凹槽，可(kě)防止形成任何擇優取向的(de)晶體，同時增加其與水(shuǐ)泥石的(de)機械齧合力。這些微觀結構上(shàng)的(de)特點使混凝土(tǔ)界面過度區的(de)性能(néng)得到(dào)了增強，從而整體結構更加均勻，提高(gāo)了混凝土(tǔ)體系的(de)耐久性。輕骨料的(de)多孔性還可(kě)以緩解低溫水(shuǐ)結冰産生的(de)膨脹力，使高(gāo)強輕骨料混凝土(tǔ)具有(yǒu)良好的(de)抗凍性。日本對高(gāo)性能(néng)輕集料混凝土(tǔ)抗凍性的(de)研究表明(míng)，經過标準凍融循環後其質量損失僅0.2%～0.4%。同時，輕骨料的(de)多孔和(hé)低彈性模量特點可(kě)以成功緩解堿集料反應形成的(de)巨大(dà)應力，從而使混凝土(tǔ)結構免遭凍結破壞。

　　③隔熱(rè)保溫性能(néng)好。表觀密度爲1750kg/m3的(de)高(gāo)強輕骨料混凝土(tǔ)的(de)導熱(rè)系數爲0.84w/m.k，大(dà)大(dà)低于普通混凝土(tǔ)的(de)導熱(rè)系數1.5w/m.k，22cm厚的(de)輕骨料混凝土(tǔ)牆闆熱(rè)阻值相(xiàng)當于37cm磚牆。從建築節能(néng)方面考慮，采用(yòng)高(gāo)性能(néng)輕骨料混凝土(tǔ)作牆體材料，比傳統的(de)實心粘土(tǔ)磚或普通混凝土(tǔ)可(kě)節能(néng)約30%～50%。如(rú)果考慮用(yòng)于夏季降溫的(de)能(néng)耗，全年總建築的(de)節能(néng)将達到(dào)40%～60%。

　　④耐火(huǒ)性優。一般建築物(wù)發生火(huǒ)災時，普通混凝土(tǔ)樓闆耐火(huǒ)1h，而輕骨料混凝土(tǔ)樓闆可(kě)耐火(huǒ)4小(xiǎo)時，在600℃高(gāo)溫下，輕骨料混凝土(tǔ)能(néng)維護室溫強度的(de)85%，而普通混凝土(tǔ)隻能(néng)維持35%～75%。

　　⑤抗滲性好。高(gāo)性能(néng)輕骨料混凝土(tǔ)的(de)“雙微孔”微泵性能(néng)，其界面粘結非常好，堵住了水(shuǐ)路(lù)，抗滲性能(néng)優良。

　　⑥綜合技術(shù)經濟效果好。盡管高(gāo)性能(néng)強輕骨料混凝土(tǔ)單方造價比同強度等級的(de)普通密度混凝土(tǔ)高(gāo)，但(dàn)由于其減輕了建築物(wù)的(de)自重、降低基礎處理(lǐ)費用(yòng)，縮小(xiǎo)結構斷面和(hé)增加使用(yòng)面積，可(kě)降低工(gōng)程造價5%～10%，因而具有(yǒu)顯著的(de)綜合經濟效益。

　　⑦抗震性能(néng)好。輕骨料混凝土(tǔ)密度輕，彈性模量低，變形性能(néng)好。1976年唐山地(dì)震，天津的(de)四棟輕骨料混凝土(tǔ)大(dà)闆建築基本完好，震後照(zhào)常使用(yòng)，而周圍的(de)建築都(dōu)有(yǒu)不同程度的(de)破壞。根據輕骨料混凝土(tǔ)的(de)特性以及這些具體的(de)案例，我們認爲輕骨料混凝土(tǔ)結構體系具有(yǒu)較好的(de)抗震性。

　　3.結語

　　鑒于輕骨料混凝土(tǔ)的(de)一系列在物(wù)理(lǐ)力學方面的(de)優點，使得其在高(gāo)層建築中的(de)應用(yòng)有(yǒu)著(zhe)天然的(de)優勢，目前輕骨料混凝土(tǔ)已經在高(gāo)層建築以及大(dà)型橋梁等大(dà)自重的(de)工(gōng)程項目中廣泛應用(yòng)。