住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心綠色建材部品處處長——劉敬疆..

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)了門式鋼架結(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檁條組成的輕質(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)使用范偉，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50年代，歐洲由于受“二戰(zhàn)”的嚴重創(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、標準的鋼結(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，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅預(yù)制構(gòu)件達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，用鍍鋅輕鋼龍骨代理傳統(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，美國在住宅建設(shè)中輕鋼結(jié)構(gòu)住宅達20%的比例；加拿大則有30%左右的比例；澳大利亞鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)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~~2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8~~9m。屋架可采用輕鋼檁條直接搭接的方式。

 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻常采用節(jié)能、輕質(zhì)復(fù)合夾芯搶，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圧板；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，同時又提供有利于結(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~~200mm之間，鋼板厚度通常界于0.80~~1.91mm之間；非承重龍骨的截面高度在41mm~~150mm之間，其鋼板厚度為0.45~~0.84mm，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）構(gòu)成的板肋墻體也普遍地應(yīng)用于高層住宅建筑。