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一種新的輕型鋼結構住宅體系介紹

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構住宅體系，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的，主要結構體系為0.8mm~2mm厚鍍鋅鋼管桁架為梁柱構件單元組成的結構體系，桁架腹桿由標準的V字型薄鋼片連接。該結構形式在北美諸多國家已應用，北美國家的應用實踐表明,該結構形式表現出良好的抗震性能。
     
    1、概述
        無比鋼體系在國內是一種新的結構形式，目前國內從事無比鋼體系研究、工程設計、安裝及配套產品生產的單位和企業較少。 早在上個世紀末, 國內已有公司開始與加拿大合作,，引進無比鋼技術， 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, 山東建筑工程學院、武漢理工大學及合肥工業大學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，北京大成太和鋼結構有限公司與中國建筑科學研究院合作，正系統地研究開發這種鋼管桁架結構體系，使其符合中國國情的輕型鋼管桁架住宅應用技術。
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        與C型鋼體系相比，無比鋼結構體系的優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件單元，制成標準圖集，供設計根據層高、開間以及高度直接選用，現場安裝速度加快，工業化程度更高。
    2、存在的問題
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             無比鋼結構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
    構受力數據，國內引進企業以及開發單位沒有進行符合中國抗震規定的研
    究和技術措施，該結構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，上下層導軌（D40、D80）之間是樓面桁架梁，1—2mm厚的導軌用螺栓連接，層間形成鉸接體系，建的層數多了，就形成“糖胡蘆串”，靠層平面抵抗矩抗側彎是不行的，而且位移較大。 
            無比鋼建筑體系存在的最大問題是國內沒有完整配套的板材供選擇使用。企業只引進了鋼結構，配套的板材等建筑材料是空白。而且到目前為止，沒有一個企業正在做或準備做配套建材的開發生產，國內鋼結構住宅之所以停滯不前，根本原因是配套建材無人問津，把鋼結構住宅片面理解為鋼結構，只關注結構不投入建筑圍護系統的材料和技術研發，不穿衣服光屁股，即使個別穿衣服的，也是質次價高、科技含量不高、應用技術不成熟；耐久性、經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《輕型鋼結構住宅技術規程》對維護結構體系要求與結構同壽命的規定。
     
    3、解決的辦法
        對無比鋼結構體系，除單層外，應設貫通柱。在門窗洞口兩側、墻拐角處、縱橫交接處設置四肢柱貫通，且貫通柱的間距不宜大于4m，類似磚混結構的構造柱作法。需要強調的是，即使這種用四肢柱貫通的結構體系也只能用到低層建筑（3層及以下），且要進行力學建模計算，各項指標必須滿足我國規范要求。對多層建筑，應采用輕鋼框架與無比鋼墻體的結構體系。否則，滿足不了中國的抗震規范要求和結構習慣做法。沒有科學數據，怎能進行設計、又怎能使工程進行驗收。
        對無比鋼維護體系，應開發適合中國國情的、滿足建筑功能的、經久耐用、經濟使用的各種輕型板材建筑材料。
        以上兩項工作，北京大成太和鋼結構有限公司正委托中國建筑科學研究院進行研究開發。
     
    4、體會
        住宅建筑節能技術關鍵在墻體。研制一塊好的墻板是基礎，它要求質量輕、強度高、保溫隔熱性能好、經久耐用、經濟使用。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，所以墻體技術是關鍵，其中包括安裝節點、板縫構造、飾面處理，經久耐用、經濟適用。
        有了好的墻體技術，不一定就能在市場中推廣節能住宅建筑。還有經營問題，市場培育問題。因為多數企業沒有把住宅產業化繼續做下去，存在的主要問題是：沒有形成產業鏈。“產、學、研”脫節，“技、工、貿”不統一。搞技術開發的在市場中找不到工程實踐，拿著“金飯碗”討飯，使技術得不到市場檢驗和完善，搞不下去；搞建材生產的產品科技含量不高，技術缺乏，設備落后，產品處于低端應用水平；搞房地產開發的缺乏產業化技術和人才，沒有創新能力。我們經調查研究分析，認為搞住宅節能建筑要以房地產企業為龍頭、聯合科研和生產企業、以項目為平臺，在項目平臺上完成住宅產業化配套集成，在項目上求得發展和完善。
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