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?輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系介紹及應(yīng)用淺析


編輯:2024-05-08 09:52:50

1輕鋼結(jié)構(gòu)住宅及優(yōu)點(diǎn)

  輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是以經(jīng)濟(jì)鋼型材構(gòu)件,包括冷彎型鋼、熱軋或焊接H型鋼,T型鋼、焊接或無(wú)縫鋼管及其組合構(gòu)件作為住宅承重骨架,以輕型墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系主要包括以鋼結(jié)構(gòu)為主、鋼木混合、鋼木和混凝土混合結(jié)構(gòu)三種。與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)相比,輕鋼結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)點(diǎn)有:

  (1)建筑空間布置靈活,能滿足不同住戶對(duì)住宅的多種功能要求;

  (2)采用材料輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能好、安全性高;

  (3)可以實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化;

  (4)施工方便快捷,建設(shè)周期短;

  (5)符合國(guó)家環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求;

  (6)綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

  2輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的主要結(jié)構(gòu)體系

從結(jié)構(gòu)方面來(lái)講,我國(guó)常用的輕鋼結(jié)構(gòu)體系有:純框架結(jié)構(gòu)體系、框支結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系、錯(cuò)列桁架體系、鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)體系和輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系。

  (1)純框架結(jié)構(gòu)體系

  純框架結(jié)構(gòu)體系在地震區(qū)一般不超過15層。框架結(jié)構(gòu)的平面布置靈活,可提供較大的室內(nèi)空間,且結(jié)構(gòu)各部分剛度比較均勻。框架結(jié)構(gòu)有較大的延性,自振周期較長(zhǎng),抗震性能好。但側(cè)向剛度小,由于側(cè)向位移大,易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞,因此不宜建的太高。

  (2)框支結(jié)構(gòu)體系

  純框架在風(fēng)、地震荷載作用下,側(cè)移不符合要求時(shí),可以采用帶支撐的框架,即在框架體系中,沿結(jié)構(gòu)的縱、橫兩個(gè)方向布置一定數(shù)量的支撐。采用由軸向受力桿件形成的豎向支撐來(lái)取代由抗彎桿件形成的框架結(jié)構(gòu),能獲得比純框架結(jié)構(gòu)大的多的抗側(cè)力剛度,可以明顯減小建筑物的層間位移。

  (3)框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系

  在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻可以組成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系,這種結(jié)構(gòu)以剪力墻作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu),平面布置靈活、使用方便,又有較大的剛度,可用于4060層的高層鋼結(jié)構(gòu)。當(dāng)鋼筋混凝土墻沿服務(wù)性面積(如樓梯間、電梯間和衛(wèi)生間)周圍設(shè)置,就形成框架多筒體結(jié)構(gòu)體系,這種結(jié)構(gòu)體系在各個(gè)方向都具有較大的抗側(cè)力剛度,成為主要的抗側(cè)力構(gòu)件,承擔(dān)大部分水平荷載,鋼框架主要承受豎向荷載。

  (4)錯(cuò)列桁架體系

  錯(cuò)列桁架體系是19世紀(jì)60年代中期,由麻省理工學(xué)院在美國(guó)鋼鐵公司的贊助下開發(fā)的一種結(jié)構(gòu)體系。主要用于多、高層住宅中。目前,這類結(jié)構(gòu)體系在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。

  (5)鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體系

  鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體系是由鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土梁、抗側(cè)力支撐、雙向輕鋼密助組合樓蓋和復(fù)合外墻板等構(gòu)件組成的鋼結(jié)構(gòu)框架支撐結(jié)構(gòu)體系。

  (6)輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系

  輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系主要用于低層住宅或別墅,可分為兩類,一類為冷彎C型鋼組成的龍骨體系,另一類以小型熱軋型鋼組成的龍骨結(jié)構(gòu)體系。

  3輕鋼住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系

  為發(fā)揮輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),圍護(hù)墻體應(yīng)采用輕質(zhì)材料,以形成輕型結(jié)構(gòu)體系,如自承重式的空心砌塊、加氣混凝土塊、非自承重的壓型鋼板夾芯板、蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板(ALC)、以及玻璃幕墻等。墻梁優(yōu)先選用冷彎薄壁槽鋼、卷邊槽鋼、卷邊z型鋼,通過螺栓與主體框架連接。

  (1)鋼骨構(gòu)件

  低層住宅結(jié)構(gòu)用鋼的強(qiáng)度指標(biāo)一般達(dá)到230Mpa340Mpa,厚0.46mm~2.5mm,由鋼板壓制成C型、U型或者L型。  

  與鋼結(jié)構(gòu)體系相適應(yīng)的圍護(hù)墻體材料的選擇是制約鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的一個(gè)非常重要的因素。它要求:工廠化程度高,與鋼結(jié)構(gòu)易于連接,材料輕且強(qiáng)度高,防水、抗?jié)B、抗凍性能強(qiáng),保溫、隔熱、節(jié)能,外飾面,耐火,耐久性,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)易于接受,等等。

  (2)保溫隔熱、隔音材料

  輕型鋼骨結(jié)構(gòu)住宅所采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主,當(dāng)墻面做外保溫時(shí),比較多地采用剛性擠塑成型發(fā)泡材料,這些保溫隔熱材料同時(shí)也是較好的隔音材料,一般隔音*可達(dá)到40分貝以上,大大減少了房屋的環(huán)境噪音污染。樓層板隔音一般采用雙層保溫層做法。

  (3)外墻及屋面防水材料

  外墻體通常采用單向透氣透水的建筑紙或其它優(yōu)質(zhì)防水卷材或涂料,并輔以防水*裝飾材料。屋面采用各種輕質(zhì)的金屬或非金屬掛瓦、板材或貼面材料。色彩多樣、成本低、維護(hù)方便、防漏性能好。 

 

4輕鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展存在的主要技術(shù)問題

  目前,國(guó)內(nèi)針對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的主要研究及技術(shù)熱點(diǎn)問題有:

  (1)輕鋼結(jié)構(gòu)的防銹、防火技術(shù)及新型防火材料的研制和相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)程的制訂還不能滿足市場(chǎng)要求。

  (2)輕鋼住宅典型連接節(jié)點(diǎn)及其抗震性能研究;輕鋼住宅中圍護(hù)結(jié)構(gòu)及隔斷體系研究與開發(fā)。

  (3)輕鋼住宅中防火、防腐和保溫技術(shù)。

  (4)輕鋼住宅配套使用建筑設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性研究;輕鋼住宅的施工技術(shù)與施工措施研究。

  輕鋼住宅體系是一個(gè)綜合復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng),除結(jié)構(gòu)本身外,還涉及到墻體材料、屋面保溫防水材料、櫥衛(wèi)設(shè)備和管線系統(tǒng)等其它配套體系。只有采用適合輕鋼結(jié)構(gòu)的配套體系,才能*充分地發(fā)揮輕鋼住宅的優(yōu)勢(shì),造福于民。  


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