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淺談冷彎薄壁住宅鋼結構的發(fā)展
河北盧勒集成房屋科技有限公司,專業(yè)研發(fā)、設計輕鋼住宅體系,鋼結構住宅產品。 提供技術咨詢,技術設計,技術制造,安裝等相關技術服務。 輕鋼住宅體系主要有墻體系統(tǒng),樓面系統(tǒng)和屋面三大系統(tǒng)構成。 冷彎薄壁鋼結構住宅房屋抗震性能好,安全穩(wěn)固,保溫隔音;大部分工程是干施工,80%的材料可以回收再利用,綠色環(huán)保;所有部件均其提前預制好,現場安裝,施工周期短,減少人工費用;外墻體厚度在150mm左右,有效的增加了使用面積;房屋風格樣式,整體造型可以多樣化,滿足不同客戶的需求;由于整體房屋材質均采用輕質材料,重量約為磚混房屋的1/3,方便運輸的同時大大減少了基礎造價;隨著配套材料不斷完善,國內人工成本不斷上升,其造價優(yōu)勢逐漸凸顯。 輕鋼住宅建筑廣泛應用于民用住宅,崗亭門衛(wèi)室,幼兒園樓房,學校教室,公司商業(yè)會所,旅游區(qū)度假村別墅等等。功能上可以固定,可以移動,風格上可以是中式風格,歐式風格。 我們擁有國內的設計師團隊為您提供安全穩(wěn)固,經濟實用的房屋建筑體系設計方案,我們有的安裝隊伍保證整套房屋嚴格按照設計方案呈現的效果,我們有完善的售后服務為您解除房屋使用的后顧之憂。 電話:15511144222 QQ1559213142
摘要:改革開放以來,隨著人口增長和城市化進程的加快,引發(fā)并刺激了對住宅的巨大需求。而我國采用高投入、高消耗、高污染的傳統(tǒng)磚石住宅結構體系,已不能滿足市場、消費者的要求和建筑“可持續(xù)發(fā)展”的時代主題。冷彎薄壁住宅鋼結構發(fā)展?jié)摿薮螅鳛閭鹘y(tǒng)住宅結構體系的理想替代品,其具有更加明顯的綜合經濟效益。
我國的住宅產業(yè)是一個巨大的市場,目前其建設數量和速度都居前列。因此,盡快提高住宅產業(yè)現代化水平,是提高該產業(yè)競爭力、繼續(xù)發(fā)揮對國民經濟拉動作用的關鍵。
冷彎薄壁住宅鋼結構作為住宅建筑鋼結構的主要形式之一,它不但具有所有鋼結構住宅的優(yōu)點,而且其制造材料冷彎型鋼是一種型材,大大降低了用鋼量。所以,發(fā)展冷彎薄壁型鋼住宅,不但可以解決我國住宅建設效率低、質量差的問題,而且有利于促進我國住宅建設的產業(yè)化。
一、住宅建筑鋼結構發(fā)展進程
改革開放以后的二十年里,隨著改革開放政策的實施,國家對建筑行業(yè)提出了合理使用鋼結構的技術政策。1996年,建設部編制的《1996-2010年建筑技術政策》中,提出合理推廣應用H型鋼、閉合型鋼、冷彎型鋼、彩色涂層鋼板,開發(fā)鋼結構制造和安裝施工新技術等;1998年10月建設部又發(fā)出了《推廣應用高層鋼結構技術、空間鋼結構技術、輕鋼結構技術等10項新技術的通知》等等。
尤其當國外的輕鋼結構制造商紛紛涌入我國市場,例如美國巴特勒公司和ABC公司,澳洲的BHP公司以及一些歐洲和韓國的壓型鋼板制造廠等[1]。各地開始陸續(xù)建造了一批高層鋼結構建筑(如北京京廣中心、上海金茂大廈、深圳地王大廈等),但其功能主要針對商務用途。
目前,北京、天津、上海等幾個發(fā)達城市,對輕鋼結構住宅開發(fā)研究已起步,工程得到地方的大力支持。其中,用冷彎薄壁型鋼建造的上海虹橋賓館多層鋼結構、青浦朱家橋鋼結構小三層試驗房、張江高科技園區(qū)別墅等都是我國住宅產業(yè)的一種嘗試。
二、冷彎薄壁住宅鋼結構產業(yè)化的優(yōu)勢
統(tǒng)計資料表明,同樣面積的冷彎型鋼和熱軋型鋼相比,回轉半徑可增大50%以上,慣性矩和面積矩約可增大50%~180%[2],故若以同樣質量制成的冷彎型鋼結構構件和熱軋型鋼結構構件相比,前者承載力較高,整體剛度較大,受力性能較好,可以節(jié)約材料、減輕結構重量。
冷彎薄壁住宅鋼結構是以經濟型材構件冷彎型鋼為承重骨架,以輕型墻體材料為圍護結構所構成。全部構件均采用冷彎型鋼建成的建筑一般在四層以下,常見的為1~2層的民用住宅,在美國和加拿大、日本等國家主要用作別墅住宅、學校、和商業(yè)建筑等[1]。與傳統(tǒng)住宅結構相比,冷彎型鋼具有明顯的綜合經濟效益,因而在國外建筑業(yè)迅速發(fā)展為主導產業(yè)。
三、冷彎薄壁住宅鋼結構體系的特點[3~4]
在我國冷彎薄壁型鋼構件主要由2~6mm厚普通鋼板或鍍鋅鋼板經冷壓或冷彎而成。冷彎薄壁住宅鋼結構體系以冷彎C型鋼龍骨結構體系為代表,主要由柱、梁、地龍骨、骨和支撐以及各種扣件等組成,承重骨架為平面框架,需布置柱間支撐保證整體穩(wěn)定性。樓層采用主次梁體系及組合樓蓋,不上人屋面則采用擦條和壓型鋼板。內墻為輕質隔斷墻,外墻則用輕質保溫板。從住宅產業(yè)化要求建筑“可持續(xù)發(fā)展”的角度來講,這種結構體系具有如下特點:
(一)構造簡單,材料單一;由于冷彎薄壁型鋼結構體系構件較小,構件之間全部采用螺栓連接,工業(yè)化程度高,施工現場作業(yè)量少。
(二)在同樣受力狀態(tài)下,構件斷面小,提高了建筑的有效利用面積。與鋼筋混凝土結構相比,冷彎薄壁型鋼結構可增加有效利用面積3%-6%左右。
(三)冷彎薄壁型鋼結構體系具有空間布置靈活,拆卸方便的特點,在建筑使用期限內,可以按照不同時期的不同要求重新分隔,以適應新的要求,從而達到延長建筑生命周期的目的。
(四)冷彎薄壁型鋼結構具有良好的塑性性能,適合于承受振動荷載和沖擊荷載,具有良好的抗震性能,這對于有效延長建筑的生命周期將起到一定的作用。
(五)冷彎薄壁型鋼結構體系自重輕,對地基和基礎的承載力要求相對較低,通常采用淺基礎即可。因而,它不僅大大降低基礎的造價,還可以為在建筑超過服務期限后在原址拆除重建提供方便。
四、冷彎薄壁住宅鋼結構面臨的主要障礙
(一)隔音問題。輕型冷彎薄壁型鋼住宅結構體系,其隔音效果較傳統(tǒng)的磚石結構或鋼筋混凝土結構差。房間鋪設地毯原本會起到良好的隔音效果,但我國人們極少在所有房間都鋪設地毯,一般家庭房屋的地面都采用木地板或地磚。
(二)建筑造價問題。與磚石結構和鋼筋混凝土結構相比較,鋼結構體系總體造價較高,雖然鋼結構的整體性能優(yōu)于其它結構體系,綜合經濟效益高,但我國國民對房價的接受能力有限。
(三)防腐蝕與防火問題。輕鋼住宅的骨架由薄壁構件組成,構件越薄,銹蝕的損失率越大(與壁厚成反比);我國鋼結構建筑傳統(tǒng)的防火做法是采用防火涂料、發(fā)泡防火漆等,對于我國家庭來說,買一套住房意味著傾其一生的積蓄,因而防銹涂層的壽命有多長,是否需經常維護,維護的費用有多高等等都是大家關心的問題。
(四)有關規(guī)程和標準不配套。我國現有的國家標準中,能夠適用于輕型冷彎薄壁型鋼住宅結構體系的條文不多,也沒有專門針對低層住宅鋼結構建筑的設計和施工標準。
五、結語
由于我國對冷彎薄壁型鋼結構的理論和試驗研究尚不夠深入,設計人員缺乏相應的技術培訓,受傳統(tǒng)鋼結構設計思想束縛,導致設計用鋼量大大高于國外同類結構。因此,提高冷彎薄壁鋼結構住宅的性能價格比,降低成本是推廣其使用的關鍵。由于冷彎型鋼壁厚較薄,截面板件寬厚比較大,容易出現局部屈曲。如何利用計算方法,充分利用板件屈曲后強度,是決定其用鋼量的關鍵,這對降低建筑物的造價具有重要作用,從而促進我國住宅建設的產業(yè)化發(fā)展。
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