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一種新的輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系介紹

作者：王明貴 趙爽 張大力 宋希哲    
時間：2010-08-19 11:20:01 [收藏]

    本文介紹一種新的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，是從加拿大引進的“無比鋼”體系，英文名稱為web light –gauge steel joist structure，簡稱“web steel”即無比鋼。無比鋼是由加拿大英特蘭公司開發(fā)的，主要結(jié)構(gòu)體系為0.8mm~2mm厚鍍鋅鋼管桁架為梁柱構(gòu)件單元組成的結(jié)構(gòu)體系，桁架腹桿由標準的V字型薄鋼片連接。該結(jié)構(gòu)形式在北美諸多國家已應(yīng)用，北美國家的應(yīng)用實踐表明,該結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)出良好的抗震性能。
     
    1、概述
        無比鋼體系在國內(nèi)是一種新的結(jié)構(gòu)形式，目前國內(nèi)從事無比鋼體系研究、工程設(shè)計、安裝及配套產(chǎn)品生產(chǎn)的單位和企業(yè)較少。 早在上個世紀末, 國內(nèi)已有公司開始與加拿大合作,，引進無比鋼技術(shù)， 并已在青島、安徽、北京等地成功建造了多幢低層無比鋼住宅和辦公樓。同時, 山東建筑工程學(xué)院、武漢理工大學(xué)及合肥工業(yè)大學(xué)等科研單位分別對無比輕鋼龍骨體系進行了系列的試驗研究和理論分析，北京大成太和鋼結(jié)構(gòu)有限公司與中國建筑科學(xué)研究院合作，正系統(tǒng)地研究開發(fā)這種鋼管桁架結(jié)構(gòu)體系，使其符合中國國情的輕型鋼管桁架住宅應(yīng)用技術(shù)。
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        與C型鋼體系相比，無比鋼結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點是墻體龍骨為鋼管桁架，不僅承載力高，而且有利防止熱橋，桁架的弦桿形成內(nèi)外雙層龍骨，中間腹桿較少，橋路較少，還可通過簡單措施完全斷橋；柱和梁以及屋架都可制作系列標準構(gòu)件單元，制成標準圖集，供設(shè)計根據(jù)層高、開間以及高度直接選用，現(xiàn)場安裝速度加快，工業(yè)化程度更高。
    2、存在的問題
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             無比鋼結(jié)構(gòu)體系存在的最大問題是，柱不能貫通，兩層之間豎向連接
    弱，建兩層可以，多層的抗震性能差，從國外引進只是“許可”，沒有結(jié)
    構(gòu)受力數(shù)據(jù)，國內(nèi)引進企業(yè)以及開發(fā)單位沒有進行符合中國抗震規(guī)定的研
    究和技術(shù)措施，該結(jié)構(gòu)體系不能完全照搬和不加分析地用在中國建多層住宅建筑。從圖6可見，上下層導(dǎo)軌（D40、D80）之間是樓面桁架梁，1—2mm厚的導(dǎo)軌用螺栓連接，層間形成鉸接體系，建的層數(shù)多了，就形成“糖胡蘆串”，靠層平面抵抗矩抗側(cè)彎是不行的，而且位移較大。 
            無比鋼建筑體系存在的最大問題是國內(nèi)沒有完整配套的板材供選擇使用。企業(yè)只引進了鋼結(jié)構(gòu)，配套的板材等建筑材料是空白。而且到目前為止，沒有一個企業(yè)正在做或準備做配套建材的開發(fā)生產(chǎn)，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅之所以停滯不前，根本原因是配套建材無人問津，把鋼結(jié)構(gòu)住宅片面理解為鋼結(jié)構(gòu)，只關(guān)注結(jié)構(gòu)不投入建筑圍護系統(tǒng)的材料和技術(shù)研發(fā)，不穿衣服光屁股，即使個別穿衣服的，也是質(zhì)次價高、科技含量不高、應(yīng)用技術(shù)不成熟；耐久性、經(jīng)濟性滿足不了市場的要求，滿足不了住宅建筑功能的要求，更滿足不了我國《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》對維護結(jié)構(gòu)體系要求與結(jié)構(gòu)同壽命的規(guī)定。
     
    3、解決的辦法
        對無比鋼結(jié)構(gòu)體系，除單層外，應(yīng)設(shè)貫通柱。在門窗洞口兩側(cè)、墻拐角處、縱橫交接處設(shè)置四肢柱貫通，且貫通柱的間距不宜大于4m，類似磚混結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱作法。需要強調(diào)的是，即使這種用四肢柱貫通的結(jié)構(gòu)體系也只能用到低層建筑（3層及以下），且要進行力學(xué)建模計算，各項指標必須滿足我國規(guī)范要求。對多層建筑，應(yīng)采用輕鋼框架與無比鋼墻體的結(jié)構(gòu)體系。否則，滿足不了中國的抗震規(guī)范要求和結(jié)構(gòu)習(xí)慣做法。沒有科學(xué)數(shù)據(jù)，怎能進行設(shè)計、又怎能使工程進行驗收。
        對無比鋼維護體系，應(yīng)開發(fā)適合中國國情的、滿足建筑功能的、經(jīng)久耐用、經(jīng)濟使用的各種輕型板材建筑材料。
        以上兩項工作，北京大成太和鋼結(jié)構(gòu)有限公司正委托中國建筑科學(xué)研究院進行研究開發(fā)。
     
    4、體會
        住宅建筑節(jié)能技術(shù)關(guān)鍵在墻體。研制一塊好的墻板是基礎(chǔ)，它要求質(zhì)量輕、強度高、保溫隔熱性能好、經(jīng)久耐用、經(jīng)濟使用。但是墻板安裝成墻體，滿足建筑要求才是最終目的。墻板好不一定墻體好，所以墻體技術(shù)是關(guān)鍵，其中包括安裝節(jié)點、板縫構(gòu)造、飾面處理，經(jīng)久耐用、經(jīng)濟適用。
        有了好的墻體技術(shù)，不一定就能在市場中推廣節(jié)能住宅建筑。還有經(jīng)營問題，市場培育問題。因為多數(shù)企業(yè)沒有把住宅產(chǎn)業(yè)化繼續(xù)做下去，存在的主要問題是：沒有形成產(chǎn)業(yè)鏈。“產(chǎn)、學(xué)、研”脫節(jié)，“技、工、貿(mào)”不統(tǒng)一。搞技術(shù)開發(fā)的在市場中找不到工程實踐，拿著“金飯碗”討飯，使技術(shù)得不到市場檢驗和完善，搞不下去；搞建材生產(chǎn)的產(chǎn)品科技含量不高，技術(shù)缺乏，設(shè)備落后，產(chǎn)品處于低端應(yīng)用水平；搞房地產(chǎn)開發(fā)的缺乏產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和人才，沒有創(chuàng)新能力。我們經(jīng)調(diào)查研究分析，認為搞住宅節(jié)能建筑要以房地產(chǎn)企業(yè)為龍頭、聯(lián)合科研和生產(chǎn)企業(yè)、以項目為平臺，在項目平臺上完成住宅產(chǎn)業(yè)化配套集成，在項目上求得發(fā)展和完善。
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