科创中国

行业领域

高端装备制造产业,新材料产业

需求背景

新型建筑工业化是一种整合设计、生产、施工等整个建筑产业链的可持续发展的新型生产方向。村镇建筑是建筑工业化的重要阵地。传统村镇建筑在发展过程中暴露出结构布置、施工全过程和节能环保等方面的问题，完全可以通过建筑工业化来规避。装配式秸秆-轻钢混凝土结构主要由秸秆板、发泡混凝土和冷弯薄壁型钢三大类主要材料构成。本项目从装配式秸秆-轻钢混凝土结构建筑材料、建筑抗震设计及构造措施、建筑施工工艺三个方面试验研究，解决秸秆-轻钢混凝土的协同工作机制原理和基于概率的极限状态设计方法研究构件的力学性能的关键科学问题，建立绿色节能装配式构件制作方法，确定秸秆-轻钢混凝土结构的力学性能及其设计方法。利用该装配式结构修建适合永川乡村民居的小型独门独户的住宅，表现出构造合理、保温性能良好、抗震性抗风性级整体性耐久性均优良的特性，适合在乡村振兴的背景下大力推广。

需解决的主要技术难题

目前村镇建筑的住宅面积在不断增大，但农民住房在建设过程中依旧存在很多问题亟待解决，比如前期规划不足，偏重了村居建设和基础设施规划，忽略了产业发展和生态保护的专项配套规划；结构设计不合理，防灾性能弱，每年在台风、山洪、河洪等灾害下损害的房屋主要是农房。而施工问题是村镇建筑在建造过程中最突出的问题，缺少监管和技术指导，整个施工过程表现在建筑材料质量无保证，施工人员无资质，施工过程无依据，节能环保效果差。

期望实现的主要技术目标

从承载能力、抗裂性能、变形、龄期、耐久性方面等方面研究该组合构件的协同工作原理。混凝土是一种非匀质、非连续、非弹性的材料，其抗压强度较高而抗拉强度很低，破坏呈脆性。而秸秆与轻钢和混凝土的受力性能差异很大，所以三者之间的协同工作机制是本项目拟解决的关键科学问题。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-21

郑学良

重庆大学

教授

综合评价

对于装配式秸秆-轻钢混凝土结构乡村住宅，要保证设计构件标准化、构件制作工业化、安装过程精细化和结构维护经济化。装配式秸秆-轻钢混凝土结构主要采用装配整体式施工技术，主要施工工艺包括工厂内墙体制作、现场墙体和楼屋盖的拼装和节点处理。本项目关于墙体的试验制作过程包括轻钢骨架的拼接、秸秆板的覆盖和发泡混凝土的浇筑三部分；在实验室进行施工的过程包括墙体安装、楼屋盖安装、防水和防火五部分。 秸秆板是最重要的承重构件和保温构件，不仅与普通混凝土剪力墙具有相同的功能，而且具有良好的保温隔热和隔声降噪的作用。该剪力墙不仅满足农村住宅的承载力要求，最大的特点在于墙体被敲击时没有空鼓声，给人一种心理上的安全感，而且其良好的保温隔热性能可以有效的防止房屋内的暖气产生的热量或空调产生的寒气或热量向外界传递。针对装配式秸秆-轻钢混凝土结构形式，采用工厂内拼装和浇筑发泡混凝土，现场进行吊装和安装的施工工艺。

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