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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(shí)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(jìn)的“無(wú)比鋼”體系，英文名稱為web light –gauge steel joist structure，簡(jiǎn)稱“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(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(biāo)準(zhǔn)的V字型薄鋼片連接。該結(jié)構(gòu)形式在北美諸多國(guó)家已應(yīng)用，北美國(guó)家的應(yīng)用實(shí)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(wú)比鋼體系在國(guó)內(nèi)是一種新的結(jié)構(gòu)形式，目前國(guó)內(nèi)從事無(wú)比鋼體系研究、工程設(shè)計(jì)、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(jì)末, 國(guó)內(nèi)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(duì)無(wú)比輕鋼龍骨體系進(jìn)行了系列的試驗(yàn)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(guó)建筑科學(xué)研究院合作，正系統(tǒng)地研究開(kāi)發(fā)這種鋼管桁架結(jié)構(gòu)體系，使其符合中國(guó)國(guó)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(wú)比鋼結(jié)構(gòu)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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件單元，制成標(biāo)準(zhǔn)圖集，供設(shè)計(jì)根據(jù)層高、開(kāi)間以及高度直接選用，現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(guó)外引進(jìn)只是“許可”，沒(méi)有結(jié)
    構(gòu)受力數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)引進(jìn)企業(yè)以及開(kāi)發(fā)單位沒(méi)有進(jìn)行符合中國(guó)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(guó)建多層住宅建筑。從圖6可見(jiàn)，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(wú)比鋼建筑體系存在的最大問(wèn)題是國(guó)內(nèi)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(jié)構(gòu)，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(zhǔn)備做配套建材的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，國(guó)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(wú)人問(wèn)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(hù)系統(tǒng)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(yīng)用技術(shù)不成熟；耐久性、經(jīng)濟(jì)性滿足不了市場(chǎng)的要求，滿足不了住宅建筑功能的要求，更滿足不了我國(guó)《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》對(duì)維護(hù)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(duì)無(wú)比鋼結(jié)構(gòu)體系，除單層外，應(yīng)設(shè)貫通柱。在門(mén)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(qiáng)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(jìn)行力學(xué)建模計(jì)算，各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足我國(guó)規(guī)范要求。對(duì)多層建筑，應(yīng)采用輕鋼框架與無(wú)比鋼墻體的結(jié)構(gòu)體系。否則，滿足不了中國(guó)的抗震規(guī)范要求和結(jié)構(gòu)習(xí)慣做法。沒(méi)有科學(xué)數(shù)據(jù)，怎能進(jìn)行設(shè)計(jì)、又怎能使工程進(jìn)行驗(yàn)收。
        對(duì)無(wú)比鋼維護(hù)體系，應(yīng)開(kāi)發(fā)適合中國(guó)國(guó)情的、滿足建筑功能的、經(jīng)久耐用、經(jīng)濟(jì)使用的各種輕型板材建筑材料。
        以上兩項(xiàng)工作，北京大成太和鋼結(jié)構(gòu)有限公司正委托中國(guó)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(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(qiáng)度高、保溫隔熱性能好、經(jīng)久耐用、經(jīng)濟(jì)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(diǎn)、板縫構(gòu)造、飾面處理，經(jīng)久耐用、經(jīng)濟(jì)適用。
        有了好的墻體技術(shù)，不一定就能在市場(chǎng)中推廣節(jié)能住宅建筑。還有經(jīng)營(yíng)問(wèn)題，市場(chǎng)培育問(wèn)題。因?yàn)槎鄶?shù)企業(yè)沒(méi)有把住宅產(chǎn)業(yè)化繼續(xù)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(jié)，“技、工、貿(mào)”不統(tǒng)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“金飯碗”討飯，使技術(shù)得不到市場(chǎng)檢驗(yàn)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(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(diào)查研究分析，認(rèn)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(xiàng)目為平臺(tái)，在項(xiàng)目平臺(tái)上完成住宅產(chǎn)業(yè)化配套集成，在項(xiàng)目上求得發(fā)展和完善。
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