黄三玲
(扬州金锋钢构有限公司,江苏扬州225000)
摘要:作为目前国内外应用和发展迅速的新型结构型式,轻型钢结构建筑已广泛应用于各类工程和建筑中。本文主要从轻钢结构的特点进行介绍,主要通过对轻钢结构的住宅和房屋的设计进行分析,结合现代轻钢结构建筑在国内的应用,对国内外的轻钢结构的应用和发展前景进行展望,最后总结了几点提高钢结构技术水平的措施。
关键词:轻钢结构;应用;建筑;发展
前言
随着我国钢结构建筑技术的不断成熟,质量的逐步稳定。轻钢结构在建筑中的应用越来越广泛,它是以轻型高效钢材和轻质高效隔热维护材料组装而成的,居住舒适,美观洁净、适用性能强的全装配低层和多层钢结构建筑。从轻钢结构建筑的研究资料上分析,其建筑物的重量与其它类住宅通用体系相比可减轻30%,特别是在地质承载力低和地震烈度较高的地区,其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。因此,在我国土地资源匮乏而钢产量相对充裕的现实情况下,国家倡导轻钢结构住宅的建设是十分适宜的,轻钢结构建筑已成为继大跨钢结构建筑和高层钢结构建筑之后在我国发展最迅速的新型钢结构建筑体系。
1轻钢结构的特点
科技飞速发展的今天,资源的可持续利用也成为现在各个国家发展经济的一项基本准则。在发展经济的同时,也需要考虑这个项目发展的可行性有多高,对资源的消耗量大不大,对环境的污染程度如何,最后的废弃物能不能得到回收和再利用。而钢材是目前人们所知道的最易回收的生态材料环境之一。据有关资料的记载,在20世纪60到70年代的钢材,其中有一半数量的废弃物已经被回收使用了,这回收的废弃物投入炼钢炉中消耗的能量是平时的三分之一左右。钢材在工业上有很重要的用途,不仅因为它是环保的生态材料,而且它也是建筑行业的宠儿。日常生活中,人们常说轻钢和重钢,但其实轻钢和重钢之间并没有很明确的分界线,来划分何为轻钢、何为重钢,设计师们一般是根据主要构件钢板厚度、每平米用钢量、厂房行车起吊重量在一定范围内的数据来判断钢材是否是轻钢。轻钢的主要特点有以下几个:
1.1抗震性的效果很好
目前由于经济的飞速发展造成的环境问题已经超出了地球所能负荷的范围,地震、火山爆发频繁发生,房屋的建设更加需要能够为屋主提供安全保证。而轻钢构件在封完石膏和结构性板材以后,可以形成十分坚固的“板肋结构体系”,这样形式的结构体系具有强烈的抗震能力和抵抗水平荷载的能力,适合运用于地震频发的地区。
1.2抗风性和耐久性好
轻钢结构建筑较一般的建筑而言,在重量方面更轻、强度更高、整体的刚性要更好而且变形能力更强。这类型的建筑可以抵挡每秒70m的狂风,让房屋里人的生命和财产得到保证。轻钢结构的建筑是采用冷弯薄壁钢构件组成,钢骨采用了防腐的冷扎镀锌板做成,可以很好地避免在施工过程中给钢板造成的腐蚀,这样就可以让轻构件的使用寿命增加。
1.3轻钢性建筑的隔音性和保温性较普通的建筑要好
轻钢建筑采用的保温材料是玻璃棉,这种材质可以达到很好的保温效果,把这种保温材料用于外墙,可以达到避免“冷墙”现象的出现。都市生活噪音是个很严重的问题,而轻钢结构正好可以解决这样的问题。轻钢体系中的窗户采用的均是中空玻璃,隔音效果可以达到40分贝以上,而采用轻钢龙骨和其他保温材料构成的墙体,其隔音效果甚至可以达到80分贝以上。
2新型钢结构体系及其在我国的应用
2.1门式刚架结构
门式刚架结构体系主要是以门式刚架为主要承重结构的一种新型钢结构体系,目前现在我国的设计、应用和制造安装技术已渐趋成熟,年平均新增门式刚架结构的建筑面积达20万m2,应用范围也越来越广泛。
2.2多层房屋钢结构
与钢筋混凝土结构相比,多层房屋钢结构体系具有低劳动强度和高施工速度的优势。在我国,这种钢结构体系的应用还处于初级阶段,但是这种结构势必会成为未来多层轻钢结构建筑的主力应用之一。
2.3冷弯薄壁型钢结构
冷弯薄壁型钢主要由厚度为0.5到3.5mm的普通钢板和镀锌钢板经过冷压、冷弯制成,它主要包括C形、Z形和方形等基本形状。冷弯薄壁型钢结构体系在我国也处于起步阶段,主要采用的制作材料是镀锌C型钢制作出样品房,并对该样品结构进行了功能作用方面的检测。
2.4金属拱型波纹屋盖结构
采用彩色钢板现场滚压制作而成的屋盖结构称之为金属拱型波纹屋盖结构,这种结构把承重和维护联合起来,同时具有良好的防水性、施工速度快和低用钢量等特点90年代初期,我国从美国引进了这种结构体系技术,目前我国在这方面的制造施工技术也已逐渐成熟,现已拥有多个厂家具有自主知识产权的成型机构,该类型的结构年增长量超过百万平方米。
3轻钢结构建筑的发展前景展望
当前,我国的钢材产量比过去有了大幅度提高,市场呈现供过于求的局面。在住宅产品中寻找市场成为解决这一问题的新出路。建筑钢结构产业“十五”计划中指出,应大力发展多层钢结构房屋。对于轻钢结构这种新的建筑型式,我们应予以提倡,在进一步完善设计施工规程的同时,争取建立几个上规模、技术先进、设计制作安装一条龙,能生产系列化产品的轻型钢结构企业;对抗腐蚀性能好的镀铝锌钢板进行研制生产;研究开发新型防腐蚀和防火措施;研制新型的轻质保温墙体材料以及与之相配套的辅助材料;开发经济合理的多层轻钢结构住宅建筑通用体系,建造令人满意的示范工程,使人们容易接受轻钢结构住宅;开发一流的设计软件,能满足各种钢结构设计、制作的需要;建立健全工程设计审查制度;对造价进行合理定位,激发地产开发商在做决策时采用轻钢结构;多开展技术交流,大力培养钢结构技术人才。在建筑钢结构产业2010年发展规划中也指出“研究钢结构在各类建筑中应用的新体系,扩大应用范围,多层钢结构建筑有大发展”。随着钢结构在住宅产业中的应用和推广,轻钢结构多层住宅这种新的建筑型式最终会以其综合效益和优良的性能赢得人们的欢迎。
近几年,国家将会大力发展轻钢结构建筑,争取将每年的轻钢结构建筑的用钢量达到全国钢材总量的3%以上,让每年的钢材消耗量达到350万到400万吨,2015年的时候,还得在这个数值上翻上一番,即全国建筑钢结构上的用量为总钢量的6%以上,根据这些数据显示,我国轻钢结构建筑的市场前景还是非常广阔的。未来轻钢结构建筑在中国的发展可能会朝着以下几个方面:
(1)中国人口众多,未来的能源建设还会更加迅速,火力电厂的厂房和锅炉钢架也会用到轻钢结构。
(2)科技飞速发展的今天,交通的建设也是呈现出迅猛增加的趋势,公路的桥梁使用轻钢结构已是未来的趋势,例如我国目前的沪高速和跨江跨海的大桥都运用了轻钢结构。
(3)轻钢结构的住宅将会增加,中国现在出台了一个政策,提倡建设环保、节能、省地的房屋建设,而轻钢结构的建筑正好可以满足这样的要求,在不久的将来,可以看到大面积的轻钢结构建筑的民用住宅。
4结语
虽然我国的现代轻钢结构建筑应用范围越来越广泛,但是依然存在着不少技术问题,我国的轻钢结构技术水平与世界先进水平还有很大的差距,各种不同钢结构体系的技术参差不齐,要提高我国轻钢结构的技术水平,要从以下几个方面着手。一是合理进行产业布局;二是完善设计理论;三是科学选用新型材料;四是利用技术发展专业化自动化的制作团队;五是积极开发轻钢结构在多层建筑中的应用,拓宽应用市场,六是积极研发和推广专门的设计软件等。
参考文献:
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[2]陈绍蕃,顾强.钢结构基础[J].北京:中国建筑工业出版社,2007
[3]彭晓彤,林晨,满杰.轻钢结构住宅体系发展现状[J].四川建筑科学研究,2008(10)