ABC美式轻型钢结构住宅体系介绍
- 格式:doc
- 大小:641.50 KB
- 文档页数:10
一文读懂——轻钢的北美体系和澳洲体系有啥区别?在美国、加拿大以及澳大利亚,用镀锌轻钢龙骨代替传统的木结构的轻钢结构住宅建筑体系,发展至今已有30多年的历史。
1996年,美国的住宅建设中轻钢结构住宅达到20%的比例;加拿大则有30%左右的比例;澳大利亚钢结构住宅建造数量约占50%。
这种结构形式主要应用于低层的小住宅。
90年代后期以来,多层轻钢龙骨住宅在北美地区迅速发展。
除住宅外,这种体系也广泛适用于养老院、假日旅馆、小学校等建筑。
加拿大· 轻钢住宅体系通常由镀锌或镀铝锌合金的薄钢板冷弯滚压成型,其截面形状通常为C型和槽型,钢板的厚度可根据结构的要求而变化,其构件长度可视所需而决定。
轻钢构件制作精确,在其制作过程中通常在构件上有规律地穿孔,以利于水电线路和管道及横向加强构件的通过。
虽然一块薄钢板本身的承载力并不高,但通过冷弯成不同形状(如C型)后, 其抗弯抗压的能力成倍提高。
因此, 安居别墅提醒大家:轻钢构件的承载力主要是取决于其截面形状,而不是板材的厚度。
这也构成其轻质高强的特点。
低层住宅结构体系住宅结构通常由楼面,墙体及房顶等体系组成。
轻钢住宅的结构形式通常采用线内支承的板肋体系,轻钢构件可应用于不同的房屋构件,采用轻钢构件可以大大简化结构体系,同时高效利用结构体系及构件的承载力,设计灵活及施工便利。
楼面体系作为楼面托梁的轻钢龙骨其截面高度通常为150~300mm,钢板厚度大约在0.84~2.56mm,楼面托梁常见支撑形式是简支或连续梁,多跨连续梁即可采用单一构件的形式,又可采取多构件搭接的形式。
一般说来多构件搭接的形式较单一构件具有更大的灵活性,同时在运输上也很方便。
楼面托梁龙骨的腹板通常给予等间距的冲孔,以方便水电管线的穿越。
墙体系统用于墙体的轻钢龙骨可分为承重和非承重两种,承重的C型龙骨其截面高度一般在93~200mm,钢板厚度通常介于0.80~1.91mm之间;非承重龙骨的截面高度在41~150mm之间,其钢板厚度为0.45~0.84mm,作为一种非常经济实用的墙体体系,这种由轻钢龙骨与石膏板(若作外墙还需加结构板材)组成的板肋墙体普遍适用于高层住宅建筑。
轻钢别墅的构造设计和施工你们知道吗轻钢别墅是一种采用轻钢结构作为骨架,结合其他材料组成房屋的新型建筑形式。
相比传统砖混结构的房屋,轻钢别墅具有质量轻、施工快、环保节能等优势,逐渐受到人们的青睐。
1.骨架结构设计:轻钢别墅通常采用轻钢结构作为主要骨架,由冷弯薄壁钢构架、楼板构架以及钢桁架等组成。
骨架结构的设计需要考虑建筑的地理环境、风荷载、地震等因素,确保房屋的安全性和稳定性。
2.墙体结构设计:轻钢别墅的外墙可以采用材料多样化,如砖混结构或轻质外墙板等。
内墙通常采用轻钢龙骨、石膏板、隔音棉等进行构建。
墙体设计需要考虑隔热、隔音、防火等功能的实现。
3.屋面结构设计:轻钢别墅的屋面常采用轻型彩钢瓦或者防水屋面结构。
屋面结构的设计需要考虑防水、排水等要求,确保屋面的密封性和稳定性。
在轻钢别墅的施工中,通常有以下几个步骤:1.地基处理:根据地质勘察报告,进行地基处理,包括基坑开挖、填土加固、地基处理等。
地基处理需要根据实际情况进行施工,并确保地基的稳定性。
2.基础施工:根据设计图纸施工房屋的基础,通常采用浇筑混凝土基础或者预制混凝土基础。
基础施工需要符合设计要求,并进行验收。
3.骨架结构安装:根据设计图纸,进行轻钢构架的安装。
骨架结构需要进行准确的测量,确保各个构件的安装位置和连接准确无误。
4.墙体构造:根据设计要求进行墙体的构造,包括外墙和内墙。
墙体构造需要注意保温、隔音、防火等功能的实现。
5.屋面施工:根据设计要求进行屋面的施工,包括屋面结构的搭建和防水层的施工。
屋面施工需要确保屋面的平整度和防水效果。
6.室内装饰:进行室内装修,包括地面铺贴、墙面涂料、门窗等装饰。
装修需要根据设计要求进行施工,并进行质量验收。
以上是关于轻钢别墅的构造设计和施工的基本内容。
在实际施工中,需要依据具体项目的要求和规范进行设计和施工,确保房屋的质量和安全性。
同时,施工过程中需要严格遵守相关的建筑规范和施工验收标准,确保房屋的质量和稳定性。
轻型钢结构住宅技术规程解读钢结构住宅是一种以钢材为主要结构材料、采用轻型钢构件制作的住宅建筑。
轻型钢结构住宅具有重量轻、强度高、抗震性能好、建造速度快等优点,在现代建筑领域受到越来越多的关注和应用。
为确保轻型钢结构住宅施工过程中的安全和质量,国家出台了相关的技术规程。
本文将对轻型钢结构住宅技术规程进行解读。
一、轻型钢结构住宅的定义和范围根据《轻型钢结构住宅技术规程》,轻型钢结构住宅是指以轻型钢构件为主要承重构件,构件间由螺栓连接组成的住宅建筑。
轻型钢结构住宅适用于地震烈度不超过8度且风压不超过0.5kN/m²的地区,其建筑高度不得超过三层。
二、轻型钢结构住宅的主要构件和材料要求1. 主要构件:轻型钢结构住宅的主要构件包括钢柱、钢梁、钢框架和钢板墙等。
这些构件需要满足一定的强度和稳定性要求,材料的选择应符合国家标准。
2. 材料要求:钢材选用Q345B或Q235B等合格钢材,墙板可采用轻质砂浆砌块或轻骨料混凝土构件。
三、轻型钢结构住宅的结构设计和施工要求1. 结构设计:轻型钢结构住宅的结构设计应满足国家相关标准和规范要求,包括抗震设计、刚度设计等。
设计时需综合考虑建筑的使用功能、安全性、美观性等因素。
2. 施工要求:轻型钢结构住宅施工前需制定详细的工程施工方案,施工人员应具备相应的资格证书并按规定进行操作。
施工过程中需保证工作场地整洁、安全,施工质量要符合相关要求。
四、轻型钢结构住宅的质量检验和验收标准1. 质量检验:轻型钢结构住宅的材料和构件应进行质量检验,包括钢材的化学成分和机械性能检测、焊接质量检测等。
构件的加工和制作过程中应按照规范要求进行抽查和检测。
2. 验收标准:轻型钢结构住宅的验收标准主要包括结构强度、防火性能、隔音性能等方面的要求。
验收合格后,可投入使用。
五、轻型钢结构住宅的维护与保养轻型钢结构住宅在使用期间需要进行定期的维护与保养,以确保建筑的安全性和使用寿命。
维护工作主要包括检查构件的腐蚀情况、检修焊接接头、保持建筑外墙的清洁等。
刚架轻型房屋钢结构设计门式刚架为一种传统的结构体系,该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。
门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。
门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国,经历了近百年的发展,目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也有着特定的历史背景。
轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私人车库等简易房屋。
第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。
门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。
后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。
因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。
上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了很大突破,色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构的发展。
加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。
实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。
目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。
结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。
在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,以商品的形式对外出售。
装配式钢结构建筑体系简介引言装配式建筑作为一种新的建筑体系,在绿色建筑、节能环保、高效建造等领域都有着广泛应用。
其中,装配式钢结构建筑体系因其结构简单、施工方便等优点,成为目前最受欢迎的一种装配式建筑体系之一。
本文将对装配式钢结构建筑体系进行简要介绍。
装配式建筑体系简介装配式建筑体系是指在工厂内精确加工制造出各种建筑构配件及相关装配件,再将其运送到建筑现场进行现场安装的建筑体系。
相比于传统建筑方式,装配式建筑具有施工速度快、质量稳定、污染少等优点。
目前,装配式建筑已经被广泛应用于住宅、商业、工业等各个领域。
钢结构建筑体系特点钢结构建筑是指由钢材制作的梁、柱、框架、承板等构件组成的建筑结构体系。
装配式钢结构建筑是将钢结构与装配式建筑体系相结合,形成一种新的建筑体系。
装配式钢结构建筑体系具有如下特点:轻量化钢结构建筑由于钢材质量轻、强度高,其自重相对比较小,所以可以使用较少的材料来建造建筑。
装配式钢结构建筑采用预制构件,也同样减少了建筑物重量。
施工简便钢结构建筑件在厂房内先预制制成,然后运输到现场进行组装和拼接。
相比于传统的钢结构施工方式,装配式钢结构建筑施工方便。
可重复使用装配式钢结构建筑体系中的预制构件可以重复使用,不仅减少了浪费,还降低了生产和建造成本。
在拆解时,这些预制构件可以被拆卸下来,用于其他建筑的生产和施工。
可靠的耐久性钢结构建筑可以有效地抵御各种自然灾害,比如地震、风暴、洪水等,同时具有防火、防盗等功能。
钢结构本身耐腐蚀、不受潮湿、腐蚀、虫蛀的侵害,这些特点保证了建筑物的使用寿命。
环保节能装配式钢结构建筑采用的材料可回收再利用,不仅节约原材料,而且减少了建筑垃圾和破坏土地的负面影响。
另外,在节能方面,装配式钢结构建筑采用的墙体、屋顶等部分加入了一些保温材料,从而提高了建筑的保温性能。
装配式钢结构建筑体系的优势在于它能够提高施工速度、建筑质量和环保性能,又降低了建筑成本。
因此,越来越多的人将其视作未来建筑的发展趋势。
转ABC美式轻型钢结构住宅体系介绍ABC美式轻型钢结构住宅体系是一种基于美国标准的房屋构建系统,它突破了传统钢结构房屋的局限性,同时结合了国内建筑的设计理念和要求。
该体系具有轻量化、安全性高、节能环保等优点,成为当前国内房屋建筑市场的一种新兴选择。
一、体系的概述ABC美式轻型钢结构住宅体系是一种轻质、高强、节能、环保、快速组装的房屋构建系统。
该体系采用的是优质轻型钢结构,作为房屋骨架,每一个构件均为经过淬火的优质冷轧钢带加工而成,具有强度高、耐久性好、可塑性强、防火防腐等优点。
全屋采用组合墙体系统,墙体材料主要是板材、轻质混凝土、保温材料等,通过模块化构建系统,可以快速组装拼接出完整建筑物。
二、体系的特点1.轻质高强ABC美式轻型钢结构住宅体系的轻质高强是它的最大特点之一。
轻质钢构件重量轻,不需要大量人力和机械设备进行搬运,可以极大地减少人力资源的消耗,降低搬运成本。
与传统钢结构相比,该体系的强度更高,抗震性更好,可以承受更大的荷载,同时耐久性也更强,使用寿命更长。
2.节能环保ABC美式轻型钢结构住宅体系在能源消耗上的控制非常出色,采用高效保温材料,可以有效抵挡寒冷和高温,降低室内温度的变化幅度,减少空调的使用需求,从而降低能源消耗,节约能源资源。
同时,该体系的建筑垃圾产生量也较低,对环境保护具有积极的意义。
3.安全可靠ABC美式轻型钢结构住宅体系在强度、耐久、防火等方面都做出了充分考虑。
轻质钢构件采用淬火工艺,具有优异的机械性能,能够承受较大的荷载和振动,经过灾害性天气的考验后,也能够保持房屋的完整性和安全性。
4.装配式施工ABC美式轻型钢结构住宅体系采用模块化设计,可以快速地进行组装,节省大量的工期和人力成本。
在工地,施工人员直接拼装预制构件,拼装后可立即进入下一个施工环节,可以减少人力资源消耗和人工失误的发生。
三、体系的应用场景ABC美式轻型钢结构住宅体系适用于各种不同的应用场景,包括住宅、商业、办公、公共建筑等。
XIAOLIFEIDAO轻钢结构别墅组织设计方案[键入文档副标题]晓李飞刀[选取日期]轻钢结构别墅组织设计方案轻钢别墅屋面系统是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦(金属或沥青瓦)组成的。
轻钢别墅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、墙板和连接件等组建而成。
轻钢别墅一般将内横墙作为结构的承重墙,墙柱为C形轻钢构件,其壁厚根据所受的荷载而定,轻钢别墅这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递竖向荷载,且布置方便。
1、轻钢别墅的轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。
2、轻钢别墅的现场施工速度快,主要为干作业,有利于文明施工。
3、轻钢别墅的钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。
4、轻钢别墅的自重轻,抗震性能好。
5、轻钢别墅因为轻钢结构的墙体厚度小,比砖混结构可以增加有效使用面积。
6、轻钢别墅的与钢筋混凝土住宅相比,由于轻钢结构的钢材以后可以循环使用,但混凝土不能循环使用。
7、轻钢别墅的抗震性能好。
第一章工程概况本工程位于漂城城关镇,场地开阔,工程环境条件良好,适宜工程建设。
本工程临时用电、用水已装至现场。
现场供临时建筑、临时用地可在现场工地空地上完成,工程现场临时道路已建成。
本工程采用独立基础,主体为钢结构。
漂城县所在地区属于半干旱暖温大陆性季风气候。
历年平均气温12.5度,最高气温42.1度,最低气温-2度,夏季主导风向为南、东南风为主,雨季集中在三、四、五月份。
施工场地内土质为粉质粘土,本场地勘察期间地下水水位埋深4。
5m。
1.1结构设计概况:1.1.1工程结构设计安全等级为二级,地基基础设计等级为丙级,地面粗糙度为B类,抗震设防类别为丙类构筑物,设计使用年限(基础部分)50年。
砌体质量控制等级:B级。
1.1.2.风荷载标准值为0.45KN/m2, 雪荷载标准值为0.40KN/m2。
楼面活载:4.0KN/m2,不上人屋面活载0.5KN/m2取值。
1.1.3.本工程构件所处的环境±0.000以下及±0.000以上外露构件为二b类,其他为室内正常环境。
转ABC美式轻型钢构造住宅体系简介-04-08 06:21各种冷弯型钢可以组合成不同断面梁、柱, 布置很灵活, 普通, 这种体系住宅最大宽度和长度可以做到11m X 18m以上, 房间内分隔也非常灵活。
除了构造与基本间要布置12-16mm直径锚栓外, 钢骨与钢骨之间连接以及构造板材或饰面板材与钢骨之间连接所有采用自攻螺钉或普通铁钉, 构造连接很以便。
3 材料、耐久性与合用性建筑领域革新与进步, 往往体现为建筑材料方面创新。
新型钢构造低层住宅体系, 除却重要采用钢骨作为承力构件以外, 在其她维护和装饰材料选取上, 也有自己特点, 她重要强调如下几方面: 高性能, 轻质, 工厂定制。
1)钢骨构件住低层宅构造用钢强度指标普通达到230Mpa或340Mpa, 厚0.46mm-2.5mm, 由钢板压制成C型、U型或者L型。
钢材比其她老式建筑材料都高, 材质更均匀可*, 合理设计可以保证构造安全。
人们比较关怀是: 钢给人冰冷感觉, 居住舒服吗?传音防火防腐问题怎么解决?图3 楼板钢骨构件事实上, 钢骨构件完全封闭在维护材料里, 居住空间里感觉不到钢铁存在;体系中选用维护材料都满足防火规定, 这在火灾条件下可以保护钢骨, 使其在设计时间内保持正常工作。
图4 屋面钢骨构件生产钢骨构件钢板在滚轧成型之前普通要通过一种热浸过程, 形成含锌金属镀层以防止钢材锈蚀。
金属镀层钢板在建筑施工期间或竣工后在设计寿命期间是不会锈蚀, 虽然钢材被擦伤, 凹下, 切割或冲压, 镀层会继续保护外露某些, 由于原电池反映使锌在几毫米范畴裸露金属表面重新形成新保护层。
图5 墙体钢骨构件普通, 设计师会选用不同镀层厚度镀锌钢板, 或者镀铝锌或镀锌铝钢板, 她们在室内环境(如墙和楼板骨架)下不易腐蚀。
研究表白位于乡村、大都市、海滨和工业环境里住宅, 锌腐蚀低于0.1 μm/每三年。
因而用于住宅G60镀锌钢板(镀层厚13 μm)在50年设计基如期内就可以完毕使命, 如果选用G90镀锌钢板, 或者耐腐蚀能力更强镀铝锌或镀锌铝钢板, 就可以获得更长使用寿命。
轻型模块化钢结构组合房屋技术标准一、引言本技术标准规定了轻型模块化钢结构组合房屋的技术要求、设计、制造和安装等方面的标准,以确保房屋的安全、耐久性和环保性的同时,提高房屋的质量和使用寿命。
二、适用范围三、术语和定义1.轻型模块化钢结构:由钢框架、夹芯保温板、门窗、防水层等组成的轻型结构。
2.组合房屋:将预制的模块化结构(包括墙体、屋顶、地板)组合成为一个房屋。
3.设计荷载:建筑物设计时考虑的各种荷载,包括风荷载、地震荷载、雪荷载等。
4.验收标准:按照国家标准GB/T 50378《建筑工程验收规范》进行验收。
四、技术要求1.设计要求:设计应满足以下要求:(1)结构稳定:能够承受设计荷载,保证结构的稳定性。
(2)防火性能:能够满足国家标准GB 8624《建筑材料燃烧性能分级》的要求。
(1)使用优质钢材:钢材应符合国家标准GB/T 1591《低合金高强度结构钢》的要求。
(2)工艺规范:生产车间应按照相关工艺规范进行作业。
(3)表面处理:表面应进行除锈处理,涂装腐蚀防止涂料。
(1)基础建设:基础应按照设计要求进行施工,保证强度和稳定性。
(2)安装顺序:按照设计方案进行安装,保证结构的正常工作。
(3)安全要求:在安装时应注意安全,保证施工人员的安全。
五、质量控制1.制造过程的质量控制:(1)材料质量要求:材料应符合相关国家标准和质量要求。
(2)加工工艺控制:车间应制定工艺规范,并进行严格的质量控制。
(3)表面处理:表面涂装控制应满足相关要求。
2.验收标准:(1)外观质量:表面无明显缺陷。
(2)尺寸公差:符合设计要求。
六、安全要求1.制造过程中注意防火、防爆等安全问题。
2.安装时注意防止施工人员高处坠落等安全问题。
七、保养维护保养维护应根据使用情况进行,及时发现问题并解决。
八、结论。
轻钢结构建筑的特点【摘要】轻钢结构住宅主要是指以镀锌轻钢龙骨为结构件建造的住宅,这种结构在国外多为一、二层的独户式小住宅,也有用其建造六层以下集合式住宅的。
由于其明显区别于采用H型钢等厚壁钢材(因表面涂有防锈漆,俗称"红钢")的结构,因而称为轻钢结构。
钢结构住宅是十五期间我国将重点推广的项目,其具有强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快,抗震性能好及工业化程度高的特点。
【关键词】轻钢结构钢结构住宅发展前景发展难题轻钢结构即轻型钢结构建筑体系,是以热轧轻型H 钢、轻型焊接型钢、高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢板和薄壁钢管等高效能结构钢材和高效功能材料为主,以各类高效装饰连接材料为辅组装而成,能满足建筑特定使用功能和特定空间需求的轻型全装配钢结构建筑。
随着我国钢产量的快速增长,对用钢政策由限制用钢到合理用钢到积极用钢,国务院1999年颁发的72号文件提出要发展钢结构住宅产业,在沿海大城市限期停止使用粘土砖。
因此开发轻钢结构住宅体系已成为当前住宅结构研究中的热点。
不过,多层轻钢结构的研究还处于起动阶段,研究力度还不够,实际设计和施工还存在不少争议和问题。
这些都急需解决,以利于轻钢住宅在我国健康快速发展。
(一)钢结构的初步认识钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。
钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势,在全球范围内,特别是发达国家和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。
钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构5大子类(二)轻轻钢结构的优点轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。
(2)现场施工速度快,主要为干作业,有利于文明施工。
(3)钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。
ABC美式轻型钢结构住宅体系介绍潘红晓刘承宗上海美建钢结构有限公司上海 201103摘要本文详细介绍了ABC北美风格低层钢骨结构住宅的结构体系以及相配套的材料类别与性能,分析了其作为居住用房的适用性问题,以及其作为较新的一种住宅体系所表现出优越的综合性能。
对于在我国引用、消化、改进与推广这种住宅体系,促进住宅建设产业化发展的一系列的规范、市场和政策问题也作了简要的分析。
关键词钢骨结构住宅,材料,适用性,市场前景Analysis on the Structural Systems and the Applicationof Low-Rise Dwelling with Cold-Formed Steel FramingPan Hongxiao Liu ChengzongShanghai ABC Steel Structure Co., Ltd. Shanghai 201103Abstract: Here in this paper introduced the structural system and the performance of various kinds of structural and decorative material for low-rise dwellings with cold-formed steel framing, and analyzed the serviceability and the comprehensive advantages of the residential system. How to develop and popularize this residential system and then push the industrialization of housing construction in China were also discussed, which included several facets to this question, such as building code, domestic marketing, country policy, and so on.Keywords: residential building of cold-formed steel framing, buildings material, serviceability, marketing potential.1 北美轻型钢结构低层住宅的发展长期以来,美国的住宅建造者一直都选择性能优越,供给丰富,成本相对低廉的木材作为建筑材料。
然而,近来由于建筑木材价格的增长和不可预见的波动以及对质量的关注,促使建筑商和其他住宅供应商去寻找其它可替代的建筑产品。
过去约10年期间,美国住宅市场中冷弯型钢框架的应用有明显的增加。
其价格稳定,质量可靠,类似传统木框架,市场营销成功,以及防火,防腐和防白蚁等等优点引起许多建筑商和设计人员的强烈的关注。
相关机构,如美国住宅和城市发展部(HUD),国家住宅建造者联盟(NAHB),北美钢框架联盟(NASFA),以及美国钢铁研究会(AISI)等对此共同进行了深入而持久的研究,并已编制了相关的设计规范和应用指南,进一步提高了其市场接受度,促进其被持续使用。
由于钢结构住宅体系相对于传统的木结构住宅而言,主要是用钢承力构件取代了相应地木承力构件,维护材料和装修材料没有大的差异,室内居住空间对人的亲和力与传统住宅基本相同,比较容易被居住者接受,因而推广速度也比较快。
在美国新建的普通低层民用住宅中,轻型钢结构体系所占的比例已从1990年代初的约5%已发展到现在的20%左右。
1999年以来,ABC致力于在国内推广住宅钢结构,基于市场的需要和中国国情的考虑,ABC的低层住宅钢结构确定了2种结构体系,一是钢框架系统,一是北美冷弯薄壁型钢结构体系,这2种体系有时也混合使用。
目前,ABC参与编制的我国关于“低层冷弯薄壁钢结构住宅”的产品规范业已通过建设部专家评审并报批,相信会规范并促进我国住宅钢结构行业的快速发展。
借此机会,本文着重介绍ABC的低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系,供业内参考。
2 结构体系典型的北美钢结构低层住宅是一种轻型钢骨结构体系,一般为4层以内,也可以建造6-7层的房屋。
承重墙体内钢骨间距一般为400mm或600mm左右,墙体厚度一般仅为100mm - 150mm;楼面钢骨的断面高一般为150mm - 300mm,低层住宅的屋面大都采用各种坡度的坡屋面,屋面结构基本上采用的是由钢骨构成的三角型屋架或三角型桁架体系,楼面和屋面钢骨间距与墙体钢骨间距一般相同,也是400mm或600mm。
图1 典型的低层钢结构房屋这种400mm或600mm间距的钢骨间布置有各种支撑体系,在两侧安装上结构板材或饰面石膏板之后,形成了非常可靠的“板肋结构体系”。
因而,这种结构实际上是一种复合板块结构体系,有着很强的抵抗地震和风等水平荷载以及建筑物自重等各种竖向荷载的作用。
图2 典型的住宅结构用冷弯型钢各种冷弯型钢可以组合成不同断面的梁、柱,布置很灵活,通常,这种体系的住宅最大宽度和长度可以做到11m X 18m以上,房间内的分隔也非常灵活。
除了结构与基础间要布置12-16mm直径的锚栓外,钢骨与钢骨之间的连接以及结构板材或饰面板材与钢骨之间的连接全部采用自攻螺钉或普通铁钉,结构连接很方便。
3 材料、耐久性与适用性建筑领域的革新与进步,往往表现为建筑材料方面的创新。
新型的钢结构低层住宅体系,除却主要采用钢骨作为承力构件以外,在其他维护和装饰材料的选择上,也有自己的特点,他主要强调以下几方面:高性能,轻质,工厂定制。
1)钢骨构件住低层宅结构用钢的强度指标一般达到230Mpa或340Mpa,厚0.46mm-2.5mm,由钢板压制成C型、U型或者L型。
钢材比其他传统的建筑材料都高,材质更均匀可靠,合理设计可以确保结构的安全。
人们比较关心的是:钢给人冰冷的感觉,居住舒适吗?传音防火防腐问题怎么解决?图3 楼板钢骨构件事实上,钢骨构件完全封闭在维护材料里,居住空间里感觉不到钢铁的存在;体系中选用的维护材料都满足防火的要求,这在火灾条件下可以保护钢骨,使其在设计的时间内保持正常工作。
图4 屋面钢骨构件生产钢骨构件的钢板在滚轧成型之前一般要经过一个热浸过程,形成含锌金属镀层以防止钢材锈蚀。
金属镀层钢板在建筑施工期间或完工后在设计的寿命期间是不会锈蚀的,即使钢材被擦伤,凹下,切割或冲压,镀层会继续保护外露的部分,因为原电池反应使锌在几毫米范围的裸露金属表面重新形成新的保护层。
图5 墙体钢骨构件通常,设计师会选用不同镀层厚度的镀锌钢板,或者镀铝锌或镀锌铝钢板,他们在室内环境(如墙和楼板骨架)下不易腐蚀。
研究表明位于乡村、大城市、海滨和工业环境里的住宅,锌的腐蚀低于0.1 μm/每三年。
因而用于住宅的G60镀锌钢板(镀层厚13 μm)在50年设计基准期内就可以完成使命,如果选用G90镀锌钢板,或者耐腐蚀能力更强的镀铝锌或镀锌铝钢板,就可以获得更长的使用寿命。
2)维护结构及饰面板材体系中板材起着及其重要的维护、防护以及分隔作用。
其中结构性板材主要指外墙、屋面和楼面用板材,与钢骨构成膈板,承受面内力的作用。
北美地区广泛应用的是防水防腐处理过的厚度不小于11mm的定向刨花板(OSB)或厚度不小于12mm的胶合板。
厨房及卫生间的墙面可采用防水石膏板或其他防水、防火板材,地面有时也可现浇一薄层混凝土。
图6 楼面铺OSB板内隔墙、外墙内侧或吊顶铺设的板材通常是防火石膏板,厚度可采用9mm-15mm 厚,合理选择防火石膏板的厚度和铺设的层数,可以达到1小时以上等不同的耐火极限要求。
石膏板除具有防火功能外,还有一个特性常常不为人所注意,这就是石膏板所具有的呼吸功能,可在多雨季节吸收室内空气中大量的水,使室内的空气保持干燥,而在秋冬季节比较干燥的时候就会把水分释放出来调节室内的空气湿度。
所以住在周围是石膏板的房子里,要比砖石水泥砌筑的房子舒适得多。
3)保温隔热、隔音材料轻型钢骨结构住宅所采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,当墙面做外保温时,比较多地采用刚性挤塑成型发泡材料,热阻值通常在R13-R30之间。
这些保温隔热材料同时也是较好的隔音材料,一般隔音效果可达到40分贝以上,大大减少了房屋的环境噪音污染。
图7 外保温材料图8 楼层板隔音方案4)外墙及屋面防水材料外墙体通常采用单向透气透水的建筑纸(building paper)或其它优质防水卷材或涂料,并辅以防水外挂装饰材料。
屋面采用各种轻质的金属或非金属挂瓦、板材或贴面材料。
色彩多样、成本低、维护方便、防漏性能好。
5)其他材料结构中还会用到各种紧固件,粘胶等等,不一而足。
从前面论及之材料选用分析可以看到,轻型钢结构低层住宅的耐久性与适用性是完全有保障的,丝毫不逊色于传统的木结构或砖混结构房屋。
4 技术先进性与经济合理性1)灵活适用轻型钢骨结构住宅可以布置为大开间,自由分隔;无梁柱外露,室内空间完整;内墙体材料具备呼吸功能,适于居住;室内水电管线全部可暗埋在墙体中,且布置灵活、修改方便,更容易布置住宅智能化的综合布线系统;合理设计后,墙体和天花板可以吊挂各种家用电器设备;房屋建筑设计灵活,可以设计成不同风格的立面造型,表现远远超过传统材料建筑。
所以,其可以兼顾不同用户的特别喜好,适用性好。
图9 管线在楼面和墙体结构内穿行2)自重轻承重结构体系采用镀层轻型钢骨就是一大革新。
其具有良好的抗震、防腐、防虫、环保和节能效果。
用钢量一般为30-45 Kg/m2,建筑物自重仅为砖混结构的1/4-1/6,因此地基及基础的处理很简单,一般采用按构造配筋的钢筋砼条形基础或简单的砖石垒砌条形基础即可。
3)施工快由于建筑材料大量采用工厂生产的制成品及半成品,现场装配以干作业为主,这种房屋的施工安装速度很快,通常一幢350m2的住宅,包括精装修及设备安装,整个建造过程大约只需要1个半月左右的时间,大批量小区开发,更能体现出施工的快捷性。
而且,机械化程度高,施工机械简单,施工管理先进,施工质量有保证,现场风险小也是其主要优点之一。
图10 结构连接以自攻螺钉为主4)经济性因为很多材料具备结构与装修双重功能,钢结构低层住宅通常是结构装修一体化建造,相对于传统的砖混结构房屋,造价的可比性并不强。
但有些数据可以说明一些问题:不刻意强调装修效果,这种低层房屋的结构综合造价大约在1500-1800元/m2左右,在国内,其造价还会随着产业化程度的提高以及材料采购的本土化程度提高而不断下降。
考虑到装修品位的不同及设备定位不同,装修房的造价通常在2500-3500元/m2之间,或更高,但总体上讲,与目前市场上的装修成本相比,还是具备较强的竞争力。