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薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系在我國住宅建設(shè)中的應(yīng)用

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2011-01-28 14:33:39 [收藏]
    前言：    隨著我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展和綜合國力的不斷提高，住宅與房地產(chǎn)業(yè)有序調(diào)整，鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的提升，鋼結(jié)構(gòu)尤其是薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)，逐...
    關(guān)鍵詞：
        前言：

        隨著我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展和綜合國力的不斷提高，住宅與房地產(chǎn)業(yè)有序調(diào)整，鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的提升，鋼結(jié)構(gòu)尤其是薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)，逐漸進(jìn)入工程建設(shè)中來，那么這種結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)涵是什么、在國外發(fā)展的如何？是否符合人類居住使用的空間要求、是否適應(yīng)目前我國基本建設(shè)發(fā)展的需要，應(yīng)認(rèn)真分析和研究。

        一、鋼結(jié)構(gòu)及薄壁輕鋼住宅建筑的發(fā)展

        (一)國外的情況：

        鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑體系誕生于20世紀(jì)初，在二戰(zhàn)期間得到快速發(fā)展。其間多用于對施工速度要求很高的軍事建筑設(shè)施；40年代出現(xiàn)了門式剛架結(jié)構(gòu)；60年代開始大量應(yīng)用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼檀條組成的輕質(zhì)圍護體系。近些年來，世界鋼鐵總量的增加和國際軍需用鋼量的下降，一些鋼鐵生產(chǎn)大國和經(jīng)濟技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，如歐洲、北美、日本和澳大利亞等，不斷拓展鋼結(jié)構(gòu)使用范圍，建設(shè)各種鋼結(jié)構(gòu)住宅，根據(jù)他們的生活習(xí)慣，主要建設(shè)以1-3層為主的低層獨立住宅，隨著各國土地資源的減少和人口數(shù)量的增加以北美、歐洲為代表，開始多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究和開發(fā)。各國建筑用鋼量在鋼材總耗量中的比例明顯提高，日本在50%左右。美國、瑞典、日本等國家鋼結(jié)構(gòu)用鋼量已占鋼材產(chǎn)量的30%以上，鋼結(jié)構(gòu)面積約占到總建筑面積40%以上。

        1歐洲

        20世紀(jì)50年代，歐洲由于受“二戰(zhàn)”的嚴(yán)重創(chuàng)傷影響，對住宅需求非常大，為解決房荒問題，歐洲一些國家采用了工業(yè)化程度較高的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，建造了大量住宅，形成了一批完整的、標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，并延續(xù)至今。在芬蘭、瑞典、丹麥、法國等國,各種鋼結(jié)構(gòu)建筑體系變得非常普及，其中瑞典的鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)最為發(fā)達(dá)，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅預(yù)制構(gòu)件達(dá)95%，同時也是當(dāng)今世界上最大的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅制造國，生產(chǎn)供應(yīng)歐洲各國。

        2北美和澳洲

        在美國、加拿大以及澳大利亞，用鍍鋅輕鋼龍骨代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木結(jié)構(gòu)的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系，發(fā)展至今已有30多年的歷史。1996年，美國的住宅建設(shè)中輕鋼結(jié)構(gòu)住宅達(dá)20%的比例；加拿大則有30%左右的比例；澳大利亞鋼結(jié)構(gòu)住宅建造數(shù)量約占50%。但是，這種結(jié)構(gòu)形式主要應(yīng)用于低層的小住宅。90年代后期以來，多層輕鋼龍骨住宅在北美地區(qū)迅速發(fā)展，至今已建成約300萬平方米。除住宅外，這種體系也用于養(yǎng)老院、假日旅館、小學(xué)校等建筑。

        輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系是用鍍鋅冷彎薄壁型鋼制作的型材作為結(jié)構(gòu)承重部分，常用于建造2-3層的低層住宅。鍍鋅冷彎薄壁型鋼所使用材料的屈服強度為Q235或Q345。其墻體鋼龍骨按照一定的模數(shù)排列，一般中心距為400mm或600mm；冷彎薄壁型鋼截面在93-200mm之間，鋼板厚度在0.84-1.91mm之間。其樓層結(jié)構(gòu)的鋼龍骨截面一般在150-300mm之間，鋼板厚度在0.84-2.56mm之間，樓層最大跨度目前可達(dá)8-9m。屋架可采用輕鋼棱條直接搭接的方式。

        輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻常采用節(jié)能、輕質(zhì)復(fù)合夾芯墻，內(nèi)墻可采用石膏板；廚房及衛(wèi)生間墻面采用防水石膏板或水泥加壓板；樓板采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)板材；屋面可采用多彩瓦、彩板瓦等屋面材料。

        (1)加拿大輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系

        加拿大的輕鋼構(gòu)件通常由鍍鋅或鍍鋁鋅合金的薄鋼板冷彎滾壓成型,其截面形

        狀通常為C型和槽型，鋼板的厚度可根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求而變化,其構(gòu)件長度可視所

        需而決定。輕鋼構(gòu)件制作精確,在其制作過程中通常在構(gòu)件上有規(guī)律地穿孔,以利

        于水電線路和管道及橫向加強構(gòu)件的通過.雖然,一塊薄鋼板本身的承載力并不

        高,但通過冷彎成不同形狀(如C型)后,其抗彎抗壓的能力成倍提高。因此,輕

        鋼構(gòu)件的承載力主要是取決于其截面形狀,而不是板材的厚度。這就構(gòu)成其輕質(zhì)

        高強的特點。

        低層住宅：

        結(jié)構(gòu)體系

        住宅結(jié)構(gòu)通常由樓面,墻體及房頂?shù)润w系組成。輕鋼住宅的結(jié)構(gòu)形式通常采用線內(nèi)支承的板肋體系，輕鋼構(gòu)件可應(yīng)用于不同的房屋構(gòu)件，采用輕鋼構(gòu)件可以大大簡化結(jié)構(gòu)體系，同時又提供有效利用結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件的承載力，設(shè)計的靈活性及施工便利。

        樓面體系

        作為樓面托梁的輕鋼龍骨其截面高度通常為150至300毫米之間,其鋼板厚度

        大約在0.84至2.56毫米之間，樓面托梁常見支撐形式是簡支或連續(xù)梁，多跨連續(xù)梁即可采用單一構(gòu)件的形式，也可采取多構(gòu)件搭接的形式。一般說來多構(gòu)件搭接的形式較單一構(gòu)件具有更大的靈活性,同時在運輸上也很方便。樓面托梁龍骨的腹板通常給予等間距的沖孔,以方便水電管線的穿越。

        墻體系統(tǒng)

        用于墻體的輕鋼龍骨可分為承重和非承重兩種，承重的C型龍骨其截面高度一般在93至200毫米之間，鋼板厚度通常界于0.80至1.91毫米之間；非承重龍骨的截面高度在41至150毫米之間，其鋼板厚度為0.45至0.84毫米，作為一種非常經(jīng)濟實用的墻體體系,這種由輕鋼龍骨與石膏板(若作外墻還需加結(jié)構(gòu)板材)組成的板肋墻體也普遍地應(yīng)用于高層住宅建筑。

        屋架

        不同截面形式及厚度的輕鋼構(gòu)件，可為各式各樣的房頂形式及體系提供廣泛的用途。屋架即可由輕鋼椽梁直接構(gòu)成，也可用輕鋼桁架構(gòu)成。輕鋼桁架既可現(xiàn)場制作也適合于工廠大規(guī)模集成生產(chǎn)，跨度較大的情況下，采用輕鋼桁架尤為經(jīng)濟。

        中低層住宅：

        輕鋼板肋結(jié)構(gòu)體系通常適用于六層或六層以下的住宅建筑，但目前也有應(yīng)用到八層的旅館建筑實例。中層住宅建筑,其底層輕鋼龍骨厚度可達(dá)2.6毫米，龍骨間距常為305毫米，上部樓層的龍骨材料厚度可隨荷載的減小而減少。樓面結(jié)構(gòu)可根據(jù)其跨度的長短選擇下列體系：輕鋼樓面體系，由壓型鋼板和混凝土構(gòu)成的鋼承復(fù)合樓板,鋼筋混凝土預(yù)制或現(xiàn)澆樓面。特大開間可采用輕型空腹鋼桁架，壓型鋼板和混凝土組成的復(fù)合樓面，抗側(cè)向荷載的體系常由輕鋼拉條構(gòu)成X型斜向支撐體系，或由抗剪板材與輕鋼龍骨組成的剪力墻體系構(gòu)成。屋架多由輕鋼椽梁或桁架構(gòu)成。

        高層住宅：

        在加拿大,輕鋼結(jié)構(gòu)已廣泛地應(yīng)用于在包括住宅在內(nèi)的各種高層建筑,其主要用于內(nèi)外填充墻,隔墻,幕墻,外維護墻及屋架,屋頂體系.高層住宅的承載結(jié)構(gòu)常由H型鋼或鋼筋混凝土的框架體系組成,由輕鋼構(gòu)件構(gòu)成的輕質(zhì)內(nèi)外墻體系非常便于與承重結(jié)構(gòu)的框架體系融為一體

        (2)美國的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅

        美國像其他西歐國家一樣，輕鋼結(jié)構(gòu)主要用于低層住宅建筑，近些年來，美國也開始進(jìn)行多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研發(fā)，最早一幢多層輕鋼住宅于1990年開始設(shè)計，至目前總面積發(fā)展到約30萬平方米。并取得許多成熟的技術(shù)和經(jīng)驗。

        美國的多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)是一項綜合的技術(shù)，集輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑節(jié)能保溫、建筑防火、建筑隔聲、新型建材、設(shè)計施工于一體的集成化技術(shù)，社會化分工明確，各種產(chǎn)品的生產(chǎn)商、施工方、設(shè)計方緊密合作，發(fā)展多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)，最關(guān)鍵的問題是其結(jié)構(gòu)本身的性能，樓蓋結(jié)構(gòu)要具有適當(dāng)?shù)目缍炔⒈M可能輕，并希望有較好的樓蓋平面內(nèi)剛度，墻體結(jié)構(gòu)在承擔(dān)豎向荷載(自重與樓面活荷載)的同時還要承擔(dān)橫向荷載(風(fēng)荷載與水平地震作用)。

        美國多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點為：

        輕質(zhì)樓蓋系統(tǒng)其樓蓋由C型的輕鋼擱柵與鋪于擱柵上的薄板組成。擱柵一般跨度為3.6米～4.8米，擱柵高為254毫米(擱柵的最大跨度可達(dá)11米)，擱柵間距為600毫米。擱柵在腹板上開有大孔，這樣對于管線的穿越與布置極為方便。樓面有三種做法，分別為：高密度木纖維水泥板；滿鋪壓型鋼板再澆筑20毫米的陶粒輕骨料混凝土；滿鋪定向木纖維板或高密度層壓膠合板。在這些輕質(zhì)樓蓋上每平方米可承受316～365公斤的荷載。該樓蓋結(jié)構(gòu)體系重量僅為國內(nèi)傳統(tǒng)的混凝土樓板體系的四分之一到六分之一，但其樓蓋的結(jié)構(gòu)高度將比普通混凝土板高100～120毫米。

        豎向墻體結(jié)構(gòu)一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻，墻柱為C形輕鋼構(gòu)件，其壁厚根據(jù)所受的荷載而定，通常為0.84～2毫米，墻柱間距一般為400～600毫米，墻柱的下端為U形開口朝上的底槽梁，墻柱上端為U形開口向下的頂槽梁，擱柵固定于上槽梁側(cè)邊。為提高墻柱的穩(wěn)定性，一般墻柱高度范圍內(nèi)設(shè)三道輕鋼拉條。這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便，但該墻體結(jié)構(gòu)不能承受水平荷載。為抵抗水平風(fēng)荷載與地震作用，美國多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中有二種方式，分別為采用輕鋼剪力墻或采用帶十字交叉支撐的普鋼框架結(jié)構(gòu)。輕鋼剪力墻一般布置在分戶墻，采用0.5毫米鍍鋅薄鋼板蒙于石膏板上，再固定于輕鋼墻柱上，形成類似于應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)的剪力墻，每層之間有一個特殊的構(gòu)件對上下樓層剪力墻進(jìn)行連接，以有效傳遞水平剪力與由于水平力作用在墻柱上而產(chǎn)生的拉力。在地震區(qū)，為保證結(jié)構(gòu)安全，采用帶十字交叉支撐的普鋼框架作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，形成以輕鋼承受豎向荷載，以普鋼承受水平荷載的混合結(jié)構(gòu)體系。

        建筑保溫節(jié)能技術(shù)美方輕鋼住宅體系中，對保溫節(jié)能技術(shù)十分重視，對于墻來說為確保達(dá)到保溫效果，一般除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維外，在墻外側(cè)再貼一層保溫材料，有效隔斷了通過墻柱至外墻板的熱橋；樓層之間擱柵內(nèi)填充玻璃纖維，減少通過樓層的熱傳遞；所有內(nèi)墻墻體的墻柱之間均填充玻璃纖維，減少戶墻之間的熱傳遞。

        建筑防火技術(shù)，對于輕鋼結(jié)構(gòu)一個最關(guān)鍵的問題是防火技術(shù)的應(yīng)用，在墻的兩側(cè)與樓蓋的天花處貼防火石膏板，對于普通防火墻和分戶墻用25.4毫米厚(1?)石膏板保護，以達(dá)到1個小時的防火要求，另外在墻體墻柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對于防火與熱傳遞也起了積極的保護作用。

        建筑隔聲技術(shù)輕鋼建筑中，美國的研發(fā)工作對于隔聲處理下了較大功夫，在內(nèi)外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉，有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分，而對于通過固體傳播的沖擊聲，在美國的多層輕鋼住宅中，作了如下構(gòu)造處理：對于分戶墻用二道墻柱構(gòu)成帶有中間空隙的二道墻體；而對于吊頂用的固定石膏板的小龍骨，用帶有小切槽的彈性構(gòu)造以有效減少樓層間的固體聲傳播。

        (3)澳大利亞冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系

        構(gòu)造特點:

        承載結(jié)構(gòu)采用冷彎薄壁輕鋼骨架，采用高強、防腐鋼卷板(屈服強度550Mpa，鋅鋁合金鍍層厚度270g/m2)，鋼材厚度為0.75mm，通過電腦輔助制造專用設(shè)備按設(shè)計要求，直接軋制成各種不同類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。豎向承重構(gòu)件采用密排柱，最大柱中距600mm。平面承重構(gòu)件：屋面采用桁條網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為600X600mm，樓(地)面采用桁架式梁，最大中距1200mm，門窗過梁采用小桁梁。

        墻體圍護結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)高強圍護材料或纖維水泥板。

        屋面、樓面、內(nèi)外墻采用防水、保溫材料.

        屋面樓面系統(tǒng)采用防水玻纖瓦、防水卷材、保溫材料棉、桁條、吊防火石膏板。

        施工特點:

        鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)制作采用電腦輔助制造技術(shù)，生產(chǎn)制作的全過程是以電腦軟件控制的專業(yè)設(shè)備完成，保證構(gòu)件制造的精確度誤差在人工難以達(dá)到的半毫米以內(nèi)。除基礎(chǔ)施工外，其余全為干作業(yè)施工安裝。

        設(shè)計特點:

        冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)體系是澳大利亞的成熟技術(shù)。設(shè)計中使用了特殊的CAD技術(shù)-輕鋼結(jié)構(gòu)建造設(shè)計軟件，由此生成的設(shè)計文件可以直接輸入到加工設(shè)備進(jìn)行自動加工。

        3亞洲各國輕鋼結(jié)構(gòu)：

        由于西歐發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟擴張以及亞洲諸國的經(jīng)濟崛起，印度、日本、韓國等國也在二十世紀(jì)初開始研究和發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑，日本鋼結(jié)構(gòu)建筑占建筑總量的50%左右，韓國鋼結(jié)構(gòu)建筑占建筑總量的20%左右，并且鋼結(jié)構(gòu)用鋼總量中H型鋼占50%～60%左右。

        日本鋼結(jié)構(gòu)建筑的歷史有100年左右。目前日本的各種建筑結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)的建筑數(shù)量最多，占住宅建筑總面積的20%左右，其中多數(shù)為低層獨立住宅。使用輕型鋼的低層小規(guī)模住宅已系統(tǒng)化，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅竣工的占住宅總數(shù)的25%～28.%，主要生產(chǎn)企業(yè)有新日鐵、豐田、積水、大和、三澤住宅株式會社，其中新日鐵的KC住宅體系有為突出。

        日本的KC體系

        KC結(jié)構(gòu)體系強調(diào)的冷型鋼與結(jié)構(gòu)用板材共同形成抵抗橫向荷載的整體墻板，類似于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的剪力墻。每層樓板都擱置安裝在該層的墻板之上，墻板在豎向都被各層樓板隔開，豎向墻體在結(jié)構(gòu)上無法構(gòu)成連續(xù)的墻體。因此技術(shù)上就要通過貫通樓板的抗拔錨栓將上下層墻板連成整體，同時靠抗剪螺栓將墻板與樓板連接在一起。

        結(jié)構(gòu)板材一般采用OSB(定向刨花板)、結(jié)構(gòu)合成板、水泥纖維加壓板等。這

        種板材解決了原有純木質(zhì)板材在防火、防水以及結(jié)構(gòu)整體強度不足的缺陷，這種替代產(chǎn)品，解決了原來木質(zhì)板材在防火、防水、以及結(jié)構(gòu)整體強度方面的不足，提高建筑體系的整體性能。

        防火采用耐火性能較高的板材，如不燃水泥基結(jié)構(gòu)用板材、耐火石膏板等作

        為基本材料。以延長墻體耐火時間，增強耐火完整性。

        隔熱措施通過在復(fù)合外墻中增設(shè)反射層，提高墻體對輻射熱的反射作用，大

        大降低了輻射熱對建筑室內(nèi)的熱環(huán)境的影響，經(jīng)測試比較和實踐證明，節(jié)能效果明顯，熱穩(wěn)定性也有所提高。

        (二)國內(nèi)的情況：

        1市場和政策支持：

        隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展鋼鐵產(chǎn)量劇增，2005年鋼產(chǎn)量已達(dá)到3.71億噸，人均消費300公斤左右，建筑鋼材數(shù)量、品種、質(zhì)量基本滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的需要。同時建筑業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，使之成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)廣泛應(yīng)用到建筑中來。迅速崛起。

        其次，從1996年起國家就不斷出臺政策引導(dǎo)和支持鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的發(fā)展，如

        1996年建設(shè)部編制了《1996-2010年建筑技術(shù)政策》提出合理使用鋼材，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)、開發(fā)鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝施工新技術(shù)；

        1999年，國務(wù)院辦公廳72號文件提出??發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅，擴大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場占有率，將會加速住宅產(chǎn)業(yè)化過程。

        2001年底建設(shè)部發(fā)布了《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》。

        2005年2月，建設(shè)部發(fā)文《關(guān)于進(jìn)一步做好建筑業(yè)10項新技術(shù)推廣應(yīng)用的通知》，通知中推廣新技術(shù)中的第五項為鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。

        2006年到目前正在抓緊制訂《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計規(guī)程》和《低層輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅技術(shù)要求》等建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材、設(shè)計、制造、施工有關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

        2生產(chǎn)企業(yè)：

        國內(nèi)、外生產(chǎn)企業(yè)針對中國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展形式，紛紛采用引進(jìn)、合資或商貿(mào)等多種形式在中國的建筑市場推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅，主要有：

        (1)北新房屋

        北新房屋是我國大型建材產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)??北新建材和日本新日鐵、豐田、

        三菱合資成立的以薄壁輕鋼為結(jié)構(gòu)材的房屋生產(chǎn)企業(yè)，主要生產(chǎn)低層住宅。近些年來也在為開發(fā)多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅做者積極的準(zhǔn)備。

        (2)美國華星頓公司(WORTHINGTON)

        美國華星頓公司主要是以銷售其生產(chǎn)的冷彎薄壁型鋼為目的的材料供應(yīng)公司，為了推動其產(chǎn)品更廣泛應(yīng)用，其研發(fā)出自己獨特的冷彎薄壁型鋼低層、多層住宅體系，并在中國大陸建造了第一個輕鋼結(jié)構(gòu)的多層住宅試驗樓。

        (3)澳洲博思格公司(BLUESCOPE)

        澳洲博思格公司??全球性鋼鐵/建筑解決方案供應(yīng)商在中國建廠和研法中心，以澳洲輕鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑技術(shù)為支撐技術(shù)，通過住宅屋面系統(tǒng)、復(fù)合墻體系統(tǒng)等材料、部品的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售，從而擴大其冷彎薄壁型鋼材料和技術(shù)的市場氛圍。

        3科研院所

        隨著與國外科學(xué)技術(shù)和學(xué)術(shù)的交流，國外學(xué)子學(xué)成回國，不斷把國外最新鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)的理論和經(jīng)驗帶到中國建筑市場，以西安建筑大學(xué)、哈工大、長安大學(xué)等學(xué)院的學(xué)者教授，以及中國冶建院、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)院等工程技術(shù)人員，積極參與國外先進(jìn)技術(shù)的轉(zhuǎn)化和國內(nèi)自行體系的研發(fā)工作，取得了較大的成績，推動了鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的發(fā)展。

        二、鋼結(jié)構(gòu)建筑體系在我國住宅中應(yīng)用

        根據(jù)《國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》的發(fā)展目標(biāo)，我國“十五”期間計劃達(dá)到每年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量將占全國鋼材總產(chǎn)量的3%；到2015年將達(dá)到鋼材總產(chǎn)量的6%。為促進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，建設(shè)部于2002年發(fā)布了《鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》，建立并批準(zhǔn)在天津二建鋼管混凝土住宅、上海中啟集團的中福城、上?，F(xiàn)代的新疆庫爾勒8層鋼結(jié)構(gòu)住宅、馬鋼公司的12層鋼結(jié)構(gòu)住宅樓、山東萊鋼的住宅樓，以及以北新房屋、河北唐山低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅，這些項目為我國鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

        鋼結(jié)構(gòu)住宅尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑結(jié)構(gòu)體系，正是工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)業(yè)化的真正體現(xiàn)，是住宅的建筑體系朝著安全、環(huán)保、節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展的根本保障。

        以下介紹兩種典型的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系：

        (一)“H”型鋼住宅建筑體系

        1山東萊鋼建筑體系：

        它主要是以“H”型為骨架的鋼建筑體系，包括結(jié)構(gòu)體系、墻板體系等部分。

        (1)結(jié)構(gòu)體系：

        對于不同的建筑形式，合理的結(jié)構(gòu)選擇和設(shè)計至關(guān)重要，它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的使用性能和整個工程的造價,結(jié)構(gòu)形式主要有：

        鋼框架-混凝土剪力墻(核心筒)混合結(jié)構(gòu)、鋼框架?預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)和

        偏心支撐結(jié)構(gòu)。

        (2)墻板體系：

        配合鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅的體系的推廣，萊鋼建設(shè)自主研發(fā)了LCC-A型、LCC-B型和LCC-C型輕質(zhì)保溫復(fù)合墻板。

        (3)體系的特點：

        戶內(nèi)的有效使用面積增大。由于采用了新型墻材，厚度比磚墻明顯變薄，加之梁柱的截面減少，因此室內(nèi)空間比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)增加約3%－6%；建筑風(fēng)格靈活、豐富。大開間的設(shè)計，戶內(nèi)空間可多方案分割，滿足用戶的不同需求；采用輕質(zhì)、保溫的新型墻材和節(jié)能技術(shù)，使室內(nèi)保溫性能好；建筑物抗震、抗風(fēng)性能好。鋼結(jié)構(gòu)延性好，自重輕、大大提高了住宅的安全可靠性；建筑總重輕。比磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)輕1/3-1/2，可降低基礎(chǔ)處理費用；

        工廠化制作，易于產(chǎn)業(yè)化，施工速度快。工期比相應(yīng)磚混結(jié)構(gòu)和鋼混結(jié)構(gòu)縮短1/3-1/2，加快了資金周轉(zhuǎn)，提高了資金的收益；環(huán)保效果好。施工時可大量減少砂、石、灰的用量，減輕了對不可再生資源的破壞；現(xiàn)場濕法施工大量減少，施工環(huán)境好，占用施工場地面積少。當(dāng)建筑物服務(wù)期滿需要拆除時，鋼材可全部回收利用，減少灰色建筑垃圾；具有較高的性能價格比。

        (二)“C”型鋼體系

        “C”型鋼體系，主要是指以美國(WORTHINGTON)、加拿大()、澳洲(BLUESCOPE)和日本新日鐵(NSC)的體系，前以介紹，此處不在敘述。

        三、我國目前房地產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀及住宅形式的要求

        (一)國家基本政策要求：

        根據(jù)中央經(jīng)濟工作會議提出的“繼續(xù)加強和改善宏觀調(diào)控，著力調(diào)整和轉(zhuǎn)變增

        長方式，著力加強資源節(jié)約和環(huán)境保護，著力推進(jìn)改革開放和自主創(chuàng)新，著力促進(jìn)社會發(fā)展和解決民生問題”的總要求，2005年國務(wù)院出臺《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的若干意見》(國發(fā)[2005]22號)、《國務(wù)院關(guān)于做好建設(shè)節(jié)約型社會近期重點工作的通知》(國發(fā)[2005]21號)和《國務(wù)院關(guān)于落實科學(xué)發(fā)展觀加強環(huán)境保護的決定》(國發(fā)[2005]39號)，提出運用節(jié)能技術(shù)，推進(jìn)建筑節(jié)能工作，以住宅產(chǎn)業(yè)化帶動，發(fā)展節(jié)能省地型住宅。2006年《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)建設(shè)部等部門關(guān)于調(diào)整住房供應(yīng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定住房價格意見的通知》(國辦發(fā)[2006]37號)。

        上述幾個文件的中心思想就是著力調(diào)整住房供應(yīng)結(jié)構(gòu)，合理引導(dǎo)住房消費，整頓和規(guī)范房地產(chǎn)市場秩序，積極發(fā)展節(jié)能省地型住宅。根據(jù)我國人多地少、資源短缺的實際，提出了套型建筑面積90平方米以下的住房面積占新建商品住房總面積70%的目標(biāo)要求。

        同時為全面落實科學(xué)發(fā)展觀和構(gòu)建社會主義和諧社會重大戰(zhàn)略部署，構(gòu)建多層次住房保障體系，不斷完善經(jīng)濟適用房和廉租住房制度的建設(shè)，政府將提供充足的資金，保證居民尤其是最低生活保障家庭住房困難的需要。

        由此看到，國家能源戰(zhàn)略和能耗指標(biāo)的提出，以及住房建設(shè)和消費模式的轉(zhuǎn)變?yōu)殇摻Y(jié)構(gòu)住宅提供了廣泛的市場。

        (二)住宅建設(shè)與市場開發(fā)：

        1大中城市的建設(shè)現(xiàn)狀與住宅形式的要求

        由于國家宏觀經(jīng)濟調(diào)控，使得城市土地供應(yīng)進(jìn)一步有序，城市尤其是大中城市的土地變得稀少，同時“節(jié)能省地型住宅”建設(shè)政策的要求，使得大中城市的房地產(chǎn)開發(fā)趨于以投入產(chǎn)出比較合理的小高層、高層住宅產(chǎn)品為主，而多層住宅、多層以下的住宅都被轉(zhuǎn)化到城鄉(xiāng)結(jié)合部，或中小、土地資源較為豐富的城市來開發(fā)建設(shè)。

        2村鎮(zhèn)住宅建設(shè)的新特點

        2007年中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于積極發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)扎實推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)的若干意見》(中發(fā)[2007]1號)。提出繼續(xù)推進(jìn)農(nóng)村人居環(huán)境治理的指導(dǎo)思想，為新農(nóng)村建設(shè)提供保障。

        應(yīng)該清楚的發(fā)到，新農(nóng)村建設(shè)不僅僅把農(nóng)民住房簡單的成為城市化的問題，不是簡單的“農(nóng)民上樓”的問題，“農(nóng)民上樓”是改善農(nóng)民居住生活的一種形式，一種理想模式，但中國的土地之廣闊，生活方式之復(fù)雜多樣化，絕不可能一刀切，況且農(nóng)民有農(nóng)民的生活方式，他需要有耕作的農(nóng)具、生畜以及其他生產(chǎn)資料，這些都需要區(qū)別于城市住房的居住空間，而絕大部分農(nóng)村的經(jīng)濟還較為落后，高成本的住房建設(shè)費用，恐難以承受，工業(yè)化的建筑體系受地域的影響，在偏僻的農(nóng)村建造也存在一定的空難。

        四、薄壁輕鋼住宅建筑體系的特點及市場

        (一)基本特點

        近150年來,鋼材在建筑業(yè)的應(yīng)用已遍及世界.鋼材至今仍然是最堅固,耐久和經(jīng)濟的建筑材料之一。

        冷彎薄壁型鋼為支撐體的輕鋼建筑結(jié)構(gòu)體系具有以下特點:

        結(jié)構(gòu)體系自重輕,基礎(chǔ)負(fù)載小,可以大大減少基礎(chǔ)造價，最大程度的降低成本；施工周期短,可縮短投資資金的占用周期,提高資金的投資效益，加快產(chǎn)品的產(chǎn)出；

        鋼構(gòu)件及相應(yīng)配套技術(shù)工廠化制作，有利于保證產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；工業(yè)化程度高,作業(yè)和現(xiàn)場干凈,廢料少,其材料可再生利用,符合環(huán)保和可持

        續(xù)發(fā)展的要求;

        建筑體系滿足建筑大開間,靈活分隔的要求，墻體薄可增加有效使用面積；

        縱橫的鋼龍骨構(gòu)造，為管線穿越提供了方便并封在墻體內(nèi)部,避免穿墻打洞對結(jié)構(gòu)的破壞;

        輕鋼體系提供高強,高質(zhì)、節(jié)能、防蛀、抗震、耐久和可回收的安全結(jié)構(gòu)，滿足現(xiàn)代建筑發(fā)展的需求。

        同時它還具有以下不利的特點：

        結(jié)構(gòu)體自重輕，空腔多，居住者居中時噪音較大，在住宅的安全性、耐久性上缺少傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)保障度；

        大量的鋼材與板材復(fù)合的結(jié)構(gòu)體，使的建筑體系熱惰性較差，須采取較大的技術(shù)措施，才可提高居住的舒適性；

        由于是較新的結(jié)構(gòu)體系，還沒達(dá)到或最終也不可能達(dá)到通用設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計，結(jié)構(gòu)體系造價較高，在目前的狀況下，在同等的樓層缺乏經(jīng)濟競爭力；

        由于材料本身和建筑體系技術(shù)開發(fā)不夠完善的原因，此種結(jié)構(gòu)體系只限于低層(1-3層)住宅和中低層住宅(8層)以下。

        部分專業(yè)，如防火、結(jié)構(gòu)等的施工與驗收規(guī)程與目前國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不符。

        (二)市場需求

        由于其結(jié)構(gòu)體系自身的因素(無論是從理論上，還是從實踐上看)，認(rèn)為此種結(jié)構(gòu)體系只適合5-6層以下的住宅建設(shè)，而目前大中城市土地供應(yīng)的限制和價格因素，大量多層住宅的建設(shè)不是最理想的投入產(chǎn)出比，實際上多層住宅一般都建在土地價格適當(dāng)便宜的城鄉(xiāng)結(jié)合部或中小城市，而其工業(yè)化程度以及造價(目前統(tǒng)計數(shù)據(jù)建安造價為1200-1800元/m2)，對于那個地區(qū)的項目增加了相當(dāng)?shù)碾y度；最后是市場價格的問題，城鄉(xiāng)結(jié)合部或中小城市目前的房價本身適當(dāng)，大幅度的增加造價，開發(fā)商恐怕難以接受。

        結(jié)論

        研究表明，冷彎薄壁型鋼低層、多層住宅建筑體系技術(shù)可行，也能滿足目前部分住宅市場的需要，它的推廣應(yīng)用有利于我國住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但由于目前的國民經(jīng)濟承受水平、國家房地產(chǎn)政策和居民購買的接受程度，認(rèn)為目前的市場需求不樂觀。

        然而參照發(fā)達(dá)國家的發(fā)展經(jīng)驗，世界經(jīng)濟強國無論由于什么方面的原因，(或發(fā)展鋼鐵工業(yè)、或改造傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系、或環(huán)保節(jié)能等)都在加緊研究、推廣此種結(jié)構(gòu)體系，這個過程應(yīng)引起我們的思考和關(guān)注。

        認(rèn)為，我國目前具備發(fā)展此項結(jié)構(gòu)體系的一切條件，應(yīng)加大學(xué)習(xí)和研究力度、甚至加大實驗和樣板工作的深度，作好重復(fù)的技術(shù)儲備，迎接適合此技術(shù)體系推廣應(yīng)用市場的到來。
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