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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(shí)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(jìn)的“無(wú)比鋼”體系，英文名稱(chēng)為web light –gauge steel joist structure，簡(jiǎn)稱(chēng)“web steel”即無(wú)比鋼。無(wú)比鋼是由加拿大英特蘭公司開(kāi)發(fā)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(shí)踐表明,該結構形式表現出良好的抗震性能。
     
    1、概述
        無(wú)比鋼體系在國內是一種新的結構形式，目前國內從事無(wú)比鋼體系研究、工程設計、安裝及配套產(chǎn)品生產(chǎn)的單位和企業(yè)較少。 早在上個(gè)世紀末, 國內已有公司開(kāi)始與加拿大合作,，引進(jìn)無(wú)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(wú)比鋼住宅和辦公樓。同時(shí), 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(wú)比輕鋼龍骨體系進(jìn)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(xué)研究院合作，正系統地研究開(kāi)發(fā)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(shù)。
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        與C型鋼體系相比，無(wú)比鋼結構體系的優(yōu)點(diǎn)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(guò)簡(jiǎn)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(kāi)間以及高度直接選用，現場(chǎng)安裝速度加快，工業(yè)化程度更高。
    2、存在的問(wèn)題
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             無(wú)比鋼結構體系存在的最大問(wèn)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(jìn)只是“許可”，沒(méi)有結
    構受力數據，國內引進(jìn)企業(yè)以及開(kāi)發(fā)單位沒(méi)有進(jìn)行符合中國抗震規定的研
    究和技術(shù)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(jiàn)，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(wú)比鋼建筑體系存在的最大問(wèn)題是國內沒(méi)有完整配套的板材供選擇使用。企業(yè)只引進(jìn)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(méi)有一個(gè)企業(yè)正在做或準備做配套建材的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，國內鋼結構住宅之所以停滯不前，根本原因是配套建材無(wú)人問(wèn)津，把鋼結構住宅片面理解為鋼結構，只關(guān)注結構不投入建筑圍護系統的材料和技術(shù)研發(fā)，不穿衣服光屁股，即使個(gè)別穿衣服的，也是質(zhì)次價(jià)高、科技含量不高、應用技術(shù)不成熟；耐久性、經(jīng)濟性滿(mǎn)足不了市場(chǎng)的要求，滿(mǎn)足不了住宅建筑功能的要求，更滿(mǎn)足不了我國《輕型鋼結構住宅技術(shù)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(wú)比鋼結構體系，除單層外，應設貫通柱。在門(mén)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(lèi)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(jìn)行力學(xué)建模計算，各項指標必須滿(mǎn)足我國規范要求。對多層建筑，應采用輕鋼框架與無(wú)比鋼墻體的結構體系。否則，滿(mǎn)足不了中國的抗震規范要求和結構習慣做法。沒(méi)有科學(xué)數據，怎能進(jìn)行設計、又怎能使工程進(jìn)行驗收。
        對無(wú)比鋼維護體系，應開(kāi)發(fā)適合中國國情的、滿(mǎn)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，北京大成太和鋼結構有限公司正委托中國建筑科學(xué)研究院進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。
     
    4、體會(huì )
        住宅建筑節能技術(shù)關(guān)鍵在墻體。研制一塊好的墻板是基礎，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(mǎn)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，其中包括安裝節點(diǎn)、板縫構造、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(chǎng)中推廣節能住宅建筑。還有經(jīng)營(yíng)問(wèn)題，市場(chǎng)培育問(wèn)題。因為多數企業(yè)沒(méi)有把住宅產(chǎn)業(yè)化繼續做下去，存在的主要問(wèn)題是：沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)鏈。“產(chǎn)、學(xué)、研”脫節，“技、工、貿”不統一。搞技術(shù)開(kāi)發(fā)的在市場(chǎng)中找不到工程實(shí)踐，拿著(zhù)“金飯碗”討飯，使技術(shù)得不到市場(chǎng)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，設備落后，產(chǎn)品處于低端應用水平；搞房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)的缺乏產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和人才，沒(méi)有創(chuàng )新能力。我們經(jīng)調查研究分析，認為搞住宅節能建筑要以房地產(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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