探討住宅鋼結(jié)構(gòu)冷彎結(jié)構(gòu)的趨勢和發(fā)展

1、探討住宅鋼結(jié)構(gòu)冷彎結(jié)構(gòu)的趨勢和發(fā)展摘要：改革開放以來，隨著人口增長和城市化進(jìn)程的加快，引發(fā)并刺激了對住宅的巨大需求。而我國采用高投入、高消耗、高污染的傳統(tǒng)磚石住宅結(jié)構(gòu)體系，已不能滿足市場、消費(fèi)者的要求和建筑“可持續(xù)發(fā)展”的時(shí)代主題。冷彎薄壁住宅鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展?jié)摿薮?，作為傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)體系的理想替代品，其具有更加明顯的綜合經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：住宅鋼結(jié)構(gòu)冷彎薄壁住宅發(fā)展市場結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)障礙我國的住宅產(chǎn)業(yè)是一個(gè)巨大的市場，目前其建設(shè)數(shù)量和速度都居世界前列。因此，盡快提高住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化水平，是提高該產(chǎn)業(yè)競爭力、繼續(xù)發(fā)揮對國民經(jīng)濟(jì)拉動作用的關(guān)鍵。冷彎薄壁住宅鋼結(jié)構(gòu)作為住宅建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要形式之一，它不但具有所

2、有鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)，而且其制造材料冷彎型鋼是一種高效型材，大大降低了用鋼量。所以，發(fā)展冷彎薄壁型鋼住宅，不但可以解決我國住宅建設(shè)效率低、質(zhì)量差的問題，而且有利于促進(jìn)我國住宅建設(shè)的產(chǎn)業(yè)化。一、住宅建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展進(jìn)程改革開放以后的二十年里，隨著改革開放政策的實(shí)施，國家對建筑行業(yè)提出了合理使用鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)政策。1996年，建設(shè)部編制的1996-2010年建筑技術(shù)政策中，提出合理推廣應(yīng)用H型鋼、閉合型鋼、冷彎型鋼、彩色涂層鋼板，開發(fā)鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝施工新技術(shù)等；1998年10月建設(shè)部又發(fā)出了推廣應(yīng)用高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)等10項(xiàng)新技術(shù)的通知等等。尤其當(dāng)國外的輕鋼結(jié)構(gòu)制造商紛紛涌入

3、我國市場，例如美國巴特勒公司和ABC公司，澳洲的BHP公司以及一些歐洲和韓國的壓型鋼板制造廠等1。各地開始陸續(xù)建造了一批高層鋼結(jié)構(gòu)建筑(如北京京廣中心、上海金茂大廈、深圳地王大廈等)，但其功能主要針對高檔商務(wù)用途。目前，北京、天津、上海等幾個(gè)發(fā)達(dá)城市，對輕鋼結(jié)構(gòu)住宅開發(fā)研究已起步，示范工程得到地方政府的大力支持。其中，用冷彎薄壁型鋼建造的上海虹橋賓館多層鋼結(jié)構(gòu)、青浦朱家橋鋼結(jié)構(gòu)小三層試驗(yàn)房、張江高科技園區(qū)別墅等都是我國住宅產(chǎn)業(yè)的一種嘗試。二、冷彎薄壁住宅鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢統(tǒng)計(jì)資料表明，同樣面積的冷彎型鋼和熱軋型鋼相比，回轉(zhuǎn)半徑可增大50%以上，慣性矩和面積矩約可增大501802，故若以同樣質(zhì)量

4、制成的冷彎型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和熱軋型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件相比，前者承載力較高，整體剛度較大，受力性能較好，可以節(jié)約材料、減輕結(jié)構(gòu)重量。冷彎薄壁住宅鋼結(jié)構(gòu)是以經(jīng)濟(jì)型材構(gòu)件冷彎型鋼為承重骨架，以輕型墻體材料為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。全部構(gòu)件均采用冷彎型鋼建成的建筑一般在四層以下，常見的為12層的民用住宅，在美國和加拿大、日本等國家主要用作別墅住宅、學(xué)校、醫(yī)院和商業(yè)建筑等1。與傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)相比，冷彎型鋼具有明顯的綜合經(jīng)濟(jì)效益，因而在國外建筑業(yè)迅速發(fā)展為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。三、冷彎薄壁住宅鋼結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)34在我國冷彎薄壁型鋼構(gòu)件主要由26mm厚普通鋼板或鍍鋅鋼板經(jīng)冷壓或冷彎而成。冷彎薄壁住宅鋼結(jié)構(gòu)體系以冷彎C型鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系為代表，

5、主要由柱、梁、地龍骨、天龍骨和支撐以及各種扣件等組成，承重骨架為平面框架，需布置柱間支撐保證整體穩(wěn)定性。樓層采用主次梁體系及組合樓蓋，不上人屋面則采用擦條和壓型鋼板。內(nèi)墻為輕質(zhì)隔斷墻，外墻則用輕質(zhì)保溫板。從住宅產(chǎn)業(yè)化要求建筑“可持續(xù)發(fā)展”的角度來講，這種結(jié)構(gòu)體系具有如下特點(diǎn)：（一）構(gòu)造簡單，材料單一；由于冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件較小，構(gòu)件之間全部采用螺栓連接，工業(yè)化程度高，施工現(xiàn)場作業(yè)量少。（二）在同樣受力狀態(tài)下，構(gòu)件斷面小，提高了建筑的有效利用面積。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)可增加有效利用面積3%6%左右。（三）冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系具有空間布置靈活，拆卸方便的特點(diǎn)，在建筑使用期限

6、內(nèi)，可以按照不同時(shí)期的不同要求重新分隔，以適應(yīng)新的要求，從而達(dá)到延長建筑生命周期的目的。（四）冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)具有良好的塑性性能，適合于承受振動荷載和沖擊荷載，具有良好的抗震性能，這對于有效延長建筑的生命周期將起到一定的作用。（五）冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系自重輕，對地基和基礎(chǔ)的承載力要求相對較低，通常采用淺基礎(chǔ)即可。因而，它不僅大大降低基礎(chǔ)的造價(jià)，還可以為在建筑超過服務(wù)期限后在原址拆除重建提供方便。四、冷彎薄壁住宅鋼結(jié)構(gòu)面臨的主要障礙（一）隔音問題。輕型冷彎薄壁型鋼住宅結(jié)構(gòu)體系，其隔音效果較傳統(tǒng)的磚石結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)差。房間鋪設(shè)地毯原本會起到良好的隔音效果，但我國人們極少在所有房間都鋪設(shè)地毯，

7、一般家庭房屋的地面都采用木地板或地磚。（二）建筑造價(jià)問題。與磚石結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較，鋼結(jié)構(gòu)體系總體造價(jià)較高，雖然鋼結(jié)構(gòu)的整體性能優(yōu)于其它結(jié)構(gòu)體系，綜合經(jīng)濟(jì)效益高，但我國國民對房價(jià)的接受能力有限。（三）防腐蝕與防火問題。輕鋼住宅的骨架由薄壁構(gòu)件組成，構(gòu)件越薄，銹蝕的損失率越大(與壁厚成反比)；我國鋼結(jié)構(gòu)建筑傳統(tǒng)的防火做法是采用防火涂料、發(fā)泡防火漆等，對于我國家庭來說，買一套住房意味著傾其一生的積蓄，因而防銹涂層的壽命有多長，是否需經(jīng)常維護(hù)，維護(hù)的費(fèi)用有多高等等都是大家關(guān)心的問題。（四）有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)不配套。我國現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)中，能夠適用于輕型冷彎薄壁型鋼住宅結(jié)構(gòu)體系的條文不多，也沒有專門針對低層住宅鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)。五、結(jié)語由于我國對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的理論和試驗(yàn)研究尚不夠深入，設(shè)計(jì)人員缺乏相應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)，受傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想束縛，導(dǎo)致設(shè)計(jì)用鋼量大大高于國外同類結(jié)構(gòu)。因此，提高冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)住宅的性能價(jià)格比，降低成本是推廣其使用的關(guān)鍵。由于冷彎型鋼壁厚較薄，截面板件寬厚比較大，容易出現(xiàn)局部屈曲。如何利用先進(jìn)計(jì)算方法，充分利用板件屈曲后強(qiáng)度，是決定其用鋼量的關(guān)鍵，這對降低建筑物的造價(jià)具有重要作用，從而促進(jìn)我國住宅建設(shè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1劉錫良，國外建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用概況.第一屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)報(bào)告會論