無比鋼輕鋼結構體系在國內的應用
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【摘要】:
近150年來,鋼材在建筑界的應用已經遍及世界的每一個角落,鋼材至今仍然是最堅固、耐久和經濟的建筑材料之一。隨著我國鋼材產量的持續增長,以及國家對建筑鋼結構的鼓勵,使得鋼結構已經成為國內建筑業的重要組成部分。
過去,鋼結構在國內主要用于高層建筑和橋梁建筑。近年來,國內雖然也建造了一定數量的多層輕鋼體系住宅,但總體上多層輕鋼體系住宅仍然處于起步階段,工業化住宅更是鳳毛麟角,而低層工業化住宅在發達國家的應用十分廣泛,比如日本每年竣工的工業化住宅約20×104棟左右,按每棟150m2計算,建筑面積約3000×104m2。近幾年,一種新的冷彎薄壁型鋼結構體系——無比鋼由加拿大傳入國內,已經在部分地區得到了應用,并取得了良好的經濟、社會效益。
1 無比鋼結構體系在國內的發展現狀
無比鋼主要結構體系為0.8mm~2mm 厚鍍鋅鋼板中間由V型連接件連接的格構式方管體系。該結構形式在北美諸多國家已應用幾十年,是目前世界上唯一能用100%的冷彎薄壁型鋼建6層建筑的技術。北美國家的應用實踐表明,該結構形式表現出良好的抗震、防火、隔聲性能。
無比鋼在國內是一種嶄新的結構形式,目前國內從事無比鋼設計、安裝及配套產品生產的單位和企業非常少,安徽某公司和青島某公司均已經建成3層以下實驗樓,經檢測各項指標均達到了設計要求,并形成了企業標準和技術規程,安徽省也由安徽省建筑科學研究院主編了《無比鋼建筑技術規程》(DBJ34/T-205-2005),并已于2005年5月1日正式施行。
2 無比鋼結構體系的優點
①構件的制作工廠預制化和機械化程度高,商品化程度高,現場施工進度快,主要為干作業,施工周期短,有利于現場文明施工。
②房屋自重輕,僅為磚混結構的1/5,鋼混結構的1/6,這降低了基礎的費用,提高的房屋的抗震性能。無比鋼結構體系為剪力墻鉸接結構,整棟建筑的傳力途徑是板——剪力墻——基礎,荷載傳遞體系完整,實驗證明比框架結構更能有效抵抗水平荷載,并且無比鋼結構體系屬于柔性結構,它可以通過變形吸收和消耗大量的外來能量,從而能有效降低地震對建筑的破壞。我國是一個地震活躍的國家,如果能在地震多發地域采用
無比鋼結構,一定能降低地震帶來的災害。
③構件的連接多用錨栓連接,易于拆遷、搬運,一旦業主在主、客觀因素的影響下不得不對房屋進行搬遷時,則整個建筑可以在很短的時間內完成拆遷,且損失極小,這是砌體結構和混凝土結構所不具備的。
④真正的交鑰匙工程。骨架、屋面、墻面及室內裝修、熱水系統、空調系統均可同步完成,無需2次裝修。室內的水、電線管布置可以全部暗置在墻體中,而且布置非常靈活,修改方便,增加了房屋的使用凈空,提高了空間的利用率。
⑤具有優良的保溫、隔聲性能。無比鋼結構體系的墻架系統、樓板系統是由方、矩形鋼管及壁厚2mm以下的V型連接件組成,熱的傳遞渠道非常狹小,使得房屋的內外熱交換幾乎不可能,這保證了無比鋼結構體系具有良好的保溫性能。此外在墻架系統的中空處填充的玻璃棉,具有良好的隔聲效果。據實驗結果表明:外墻體系的熱阻R=2.53(m2·K/W),熱傳遞系數K=0.278w/(m2·K),非承重墻體空氣聲計隔音量Rw=50dB, 承重墻體空氣聲計隔音量Rw=501dB。