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国研院新型钢筋混凝土结构研发有成,高楼住宅建盖高度可增加 1 倍

2024-11-06 204

历经 10 年研发,国研院国震中心团队亮相“台湾新型高强度钢筋混凝土结构系统”,能将建筑材料结构强度提升 1.6~2.4 倍。过去,以传统钢筋混凝土搭造的住宅大楼只能盖到 27 楼,现在新材料可以多盖 1 倍的楼层数,同时台湾也是继日本之后,全球第二个研发出高强度钢筋混凝土结构系统的国家。

台湾目前的住宅建筑物多数采用传统钢筋混凝土结构,由抗拉力的钢筋与抗压力的混凝土混合组成,具有低成本、隔音佳等优点,但缺点是强度较低、单位重量较大,最多只能盖到 27 楼左右。要增加建筑高度不是不可以,但如此一来会增加材料用量、扩大梁柱尺寸、提高营建成本,并且缩减平面使用空间。

还有另一种也蛮常见的“钢骨结构”,可以盖出更高楼层的建筑,但缺点是隔音差,通常用于商业办公室而非住宅大楼,此处暂略不提。

放眼全球,过去只有和台湾同样地狭人稠、地震频繁的日本已经开发出高楼层用的钢筋混凝土住宅建筑,比如 Station Forest Tower、Mid Sky Tower,现最高建筑纪录已经达到 59 层楼。

不过我们不可能千里迢迢从日本进口如此笨重的钢筋混凝土,因此国研院国震中心(国家地震工程研究中心)自 2009 年起,开始研发符合台湾法规与设计需求的新型钢筋混凝土(RC)结构系统,终于在最近发表成果。

新型 RC 结构的钢筋强度比传统结构高 1.6 倍、比传统混凝土高 2.4 倍,分出差别的主要关键技术在于:传统 RC 结构采用竹节钢筋、锚定方法采用 90 度弯钩,而新型 RC 结构采用螺纹节钢筋、灌浆式螺纹锚定套筒;混凝土方面,传统 RC 结构的配方为水泥+水+砂+石头,新型 RC 结构除了上述材料外,还另外添加了化学掺料、矿物掺料。详见下图。

▲ 新型钢筋混凝土(上)与传统钢筋混凝土(下)的技术比较。(Source:科技新报)

如果以 25 楼层的建筑进行比较,则新型钢筋混凝土的材料成本比传统钢筋混凝土节省 45%、工期缩短 50%(因为梁柱采用预铸工法,而不是现场灌浇的场铸工法),并且室内使用面积可以增加约 2%。

目前,国震中心正在辅导业者根据“建筑新技术新工法新设备及新材料认可申请要点”,向内政部营建署提出申请,通过就可采用更高强度的新工法建造高层住宅。不过,国震中心研究员林克强坦言,新技术的前期铺置成本势必比较高,因此第一目标会先设定在高层豪宅。

▲ 传统竹节钢筋。(Source:科技新报)

▲ 新型螺纹节钢筋。(Source:科技新报)

(首图来源:国震中心)

2019-04-23 18:31:00

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