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現代輕鋼結構建築及其在我國(guó)的應用
日(rì)期: 2023-03-07         點擊: 263
核心提示:  内容提要輕型鋼結構是國(guó)内外目前應用和發展速度快(kuài)的新型結構型式,廣泛用于各類工(gōng)業、公共和居住建築,具有施工(gōng)速度快(kuài)、建築造形美觀、用鋼量少、造價低廉等優勢。本文對國(guó)内外輕型鋼結構的發展現狀進行了回顧

  内容提要輕型鋼結構是國(guó)内外目前應用和發展速度*快(kuài)的新型結構型式,廣泛用于各類工(gōng)業、公共和居住建築,具有施工(gōng)速度快(kuài)、建築造形美觀、用鋼量少、造價低廉等優勢。本文對國(guó)内外輕型鋼結構的發展現狀進行了回顧和總結,并對分(fēn)析、設計(jì)和應用中存在的主要問(wèn)題提出了建議(yì)。

  另外,輕鋼結構還(hái)可(kě)取代磚石或木結構,可(kě)回收,符合環保和可(kě)持續發展原則。但(dàn)是作(zuò)爲一種科(kē)技含量高、技術(shù)新的應用,對設計(jì)和施工(gōng)人(rén)員(yuán)素質要求高,需要進行專門(mén)培訓。加工(gōng)和制作(zuò)需建立專業生(shēng)産線,先期投人(rén)大(dà),結構的防腐、防火(huǒ)問(wèn)題也需要專門(mén)處理(lǐ)。

  國(guó)内常用的輕鋼結構承重體(tǐ)系包括:焊接門(mén)式鋼架結構體(tǐ)系、冷(lěng)彎薄壁型鋼結構體(tǐ)系、多層框架結構體(tǐ)系、薄壁折皺拱殼屋面體(tǐ)系。對于無吊車的工(gōng)業和民(mín)用建築,輕型鋼結構的鋼材用量一般爲20~50kg/m2,主要取決于結構形式、跨度、柱距和活荷載的大(dà)小。

  預制裝配式輕鋼房(fáng)屋建築體(tǐ)系誕生(shēng)于本世紀初,主要用于車庫,采用鋼波紋闆屋面和牆面,20年(nián)代出現了定型化生(shēng)産的廠(chǎng)房(fáng)。二戰期間輕鋼房(fáng)屋建築迅速發展,多用于快(kuài)速建設戰地飛機(jī)庫,戰後重建對工(gōng)業廠(chǎng)房(fáng)的大(dà)量需求,進一步刺激了輕鋼房(fáng)屋的發展。40年(nián)代出現門(mén)式剛架結構,60年(nián)代開始大(dà)量應用彩色壓型闆,Z型檩條、保溫牆闆和屋面闆。目前輕鋼結構已成爲發達國(guó)家的主要建築結構型式,例如(rú),英國(guó)新建的非居住類房(fáng)屋建築中,90%的單層和60%的多層房(fáng)屋都(dōu)采用輕鋼結構。

  美國(guó)低層非居住類房(fáng)屋建築也以輕鋼房(fáng)屋爲主,1995年(nián)單體(tǐ)面積15000m2以下的單、雙層建築中金屬房(fáng)屋占65%,新建總面積達3500萬m2,主要用于各類廠(chǎng)房(fáng)、商業建築、公共建築、農業建築等。美國(guó)輕鋼結構體(tǐ)系的主要形式是門(mén)式剛架,在分(fēn)析、設計(jì)理(lǐ)論和方法及制造工(gōng)藝上已經非常完善,并開發了多種專利産品,其專用設計(jì)軟件(jiàn)可(kě)在短(duǎn)時間内完成設計(jì)、繪圖、工(gōng)程量統計(jì)及工(gōng)程報價,在制造上也實現了高度标準化、工(gōng)廠(chǎng)化生(shēng)産。

  盡管歐州建築市場衰退,但(dàn)鋼結構建築工(gōng)程量卻呈現逐年(nián)增加的勢态,年(nián)工(gōng)程量已超過700萬t.我國(guó)大(dà)面積應用輕型鋼結構從(cóng)寶鋼工(gōng)程開始,引進了采用壓型鋼闆圍護結構、以熱(rè)軋H型鋼作(zuò)爲主要承重結構的新型工(gōng)業廠(chǎng)房(fáng),80年(nián)代冶金建築研究院等單位研究、開發了輕鋼建築成套技術(shù),以及H型鋼、檩條、牆梁、壓型闆、夾芯闆、保溫闆等配套生(shēng)産線。90年(nián)代國(guó)外的輕鋼生(shēng)産廠(chǎng)家将整套的結構體(tǐ)系推向國(guó)内市場,國(guó)内的輕鋼生(shēng)産廠(chǎng)家、設計(jì)單位也開始大(dà)面積推廣應用輕鋼結構。目前我國(guó)的鋼産量已達1億t,普通碳素鋼質量可(kě)靠,價格平穩,供應充足,鍍鋅及彩色鋼闆性能優良,在輕鋼結構的設計(jì)、制作(zuò)和安裝方面已積累了成功的經驗,各類焊接、冷(lěng)成型、壓型闆等輕鋼生(shēng)産線上100條,已經制定了門(mén)式剛架輕型房(fáng)屋鋼結構技術(shù)規程(CECS102:98)和相(xiàng)應的設計(jì)手冊26,并開發了部分(fēn)輕鋼結構設計(jì)專業軟件(jiàn)。國(guó)内應用*爲廣泛的輕鋼結構是門(mén)式剛架體(tǐ)系建築和拱型波紋屋面,已建成的北京西郊機(jī)庫和大(dà)連儲備糧庫單層門(mén)式剛架跨度已達72m,蕪湖汽車零件(jiàn)公司的另一号廠(chǎng)房(fáng)單體(tǐ)覆蓋面積超過7.5萬m2.此外輕鋼住宅已成爲輕鋼應用的另一個熱(rè)點,國(guó)内外都(dōu)在研究和開發輕鋼住宅體(tǐ)系的成套技術(shù)。

  輕型鋼結構在國(guó)内的應用領域主要有:1、新技術(shù)開發區項目,特别是高新技術(shù)企業,爲樹(shù)立企業形象,多采用輕鋼結構;2、倉儲(糧棉庫、車庫、儲備庫),配送轉運中心(工(gōng)業、商業);3、各類(小噸位吊車)輕型工(gōng)業廠(chǎng)房(fáng);4、商場、展廳、體(tǐ)育館、候車室、飛機(jī)庫、攝影(yǐng)棚等大(dà)跨度公共建築;5、多層住宅,多層工(gōng)業廠(chǎng)房(fáng);6、學校(xiào)、醫院、辦公、娛樂等多層公共建築;7、超市、零售、百貨等商業建築;8、舊建築物改擴建、翻修、加層。

  二、輕型鋼結構體(tǐ)系及特點門(mén)式鋼架輕型房(fáng)屋鋼結構體(tǐ)系采用門(mén)式剛架爲主承重結構,壓型鋼闆圍護結構,分(fēn)析設計(jì)和制作(zuò)安裝技術(shù)成熟,應用廣泛,已有多種定型成套體(tǐ)系。應用範圍包括各類輕型工(gōng)業廠(chǎng)房(fáng),體(tǐ)育場館、娛樂場所、公共建築,倉庫及儲運設施,超市、零售和商業服務等,其合理(lǐ)跨度一般在18~36m之間。

  門(mén)式剛架結構型式多樣,可(kě)以是單脊、多脊,單跨、多跨、高低跨,或單坡、雙坡、陡坡、緩坡、平坡、曲面屋面,跨内也可(kě)設單個或多個搖擺柱。構件(jiàn)多爲工(gōng)形截面,可(kě)采用等截面、變截面、加腋、實腹、空腹、格構梁柱構件(jiàn)。典型的結構體(tǐ)系主要由基礎、主剛架、牆梁、檩條、屋面闆、牆面闆、抗風(fēng)柱、屋面支撐、柱間支撐等組成。

  門(mén)式剛架結構設計(jì)的主要依據爲鋼結構設計(jì)規範(GB17-88)、冷(lěng)彎薄壁型鋼結構技術(shù)規範(GB17-87)和門(mén)式剛架輕型房(fáng)屋鋼結構技術(shù)規程(CECS102:98)。梁柱構件(jiàn)多采用焊接工(gōng)形實腹截面,闆厚一般在16mm以下,腹闆高度較大(dà),通過改變腹闆高度實現變截面,可(kě)利用腹闆的屈曲後強度,按有效截面特性計(jì)算構件(jiàn)的強度和穩定性。梁柱構件(jiàn)形狀簡單,便于采用工(gōng)廠(chǎng)化加工(gōng)技術(shù)。

  門(mén)式剛架結構的梁柱節點和斜梁的現場拼接節點常采用篼強度螺栓端闆連接,可(kě)以是外伸式或平齊式,考慮到平齊式端闆連接剛度較小,鑒于半剛性連接在我國(guó)還(hái)沒有合适的計(jì)算方法,建議(yì)采用外伸式端闆連接,而且應有足夠的端闆厚度(20mm以上),以保證節點的剛度21,22門(mén)式剛架可(kě)以是剛接或鉸接柱腳,有吊車廠(chǎng)房(fáng)宜采用剛接柱腳。

  檩條或牆梁采用C或Z形冷(lěng)彎薄壁型鋼鍍鋅檩條或黑(hēi)檩條,檩(梁)距1.5~2.5m,多采用普通螺栓與主剛架連接,可(kě)采用簡支或連續體(tǐ)系,檩條(牆梁)端部可(kě)加隅撐,既可(kě)提高檩條(牆梁)的承載力,加大(dà)檩條(牆梁)的跨度,也可(kě)加強橫梁(立柱)的側向穩定性。對風(fēng)荷載較大(dà)地區的開敞(半開敞)式建築,也可(kě)加強橫梁(立柱)的側向穩定性。對風(fēng)荷載較大(dà)地區的開敞(半開敞)式建築,應考慮檩條及牆梁的負風(fēng)壓(反彎曲)工(gōng)況計(jì)算=支撐的布置原則與普鋼廠(chǎng)房(fáng)(屋架)類似,屋面和柱間支撐常采用圓鋼拉杆,有吊車廠(chǎng)房(fáng)的下柱支撐應按壓杆設計(jì)。牆闆、屋面闆可(kě)采用單層或雙層夾心闆,複合或單層闆加保溫層,采用自(zì)攻螺栓或扣件(jiàn)連接。

  多層房(fáng)屋鋼結構體(tǐ)系多層輕塑房(fáng)屋鋼結構體(tǐ)系采用焊接或熱(rè)軋H型鋼爲主要承重框架結構、壓型鋼闆組合樓蓋、輕質圍護結構和内隔斷,必要時應設置支撐提高側向穩定性。歐美日(rì)等國(guó)二至八層辦公、公共或居住建築的主要結構形式爲輕鋼框架、壓型鋼闆組合樓蓋體(tǐ)系,用鋼量在40~50kg/m2左右,主要采用熱(rè)軋或焊接H型鋼梁柱或方、圓管構件(jiàn)M.輕鋼結構框架具有比鋼筋混凝土(tǔ)施工(gōng)速度快(kuài)的優越性,而且采用組合樓蓋可(kě)保證鋼梁的整體(tǐ)穩定性,提篼梁的剛度和承載力,但(dàn)施工(gōng)和安裝技術(shù)要求高,支撐可(kě)能會對使用有一定影(yǐng)響。

  多層輕型房(fáng)屋鋼結構主要應用于住宅,多層工(gōng)業廠(chǎng)房(fáng),學校(xiào)'、醫院、辦公、娛樂等公共建築,以及超市、零售、百貨等商業建築,舊建築加層、改擴建等。柱距在6~ 12m之間,典型的多層輕型房(fáng)屋鋼結構體(tǐ)系由基礎、框架梁柱、牆梁、檩條、屋面闆、牆面闆、屋面支撐、柱間支撐、樓層次梁、壓型鋼闆樓蓋等組成。承重結構按平面框架或空間框架設計(jì),必要時布置柱間支撐保證整體(tǐ)穩定性,減小側向位移,樓層采用主次梁體(tǐ)系,壓型鋼闆組合樓蓋或預制闆加現澆闆疊合樓蓋,不上人(rén)屋面可(kě)采用檩條和壓型鋼闆,内牆爲輕質隔斷,外牆采用壓型鋼闆或其它輕質牆體(tǐ)結構。目前國(guó)内的一些多層廠(chǎng)房(fáng)開始采用上述結構,而多層住宅體(tǐ)系的發展爲多層輕型房(fáng)屋鋼結構應用提供了巨大(dà)潛在市場。采用組合梁可(kě)實現提篼結構剛度,減小結構尺寸,增加建築使用空間。腹闆開洞梁可(kě)爲設備管道提供通行空間,但(dàn)在孔洞周圍要設加勁肋,提高抗剪能力。樓屋蓋次梁采用圓形或六邊形蜂窩梁,在不增加用鋼量的前提下可(kě)使梁高增加70%,組合桁架可(kě)使跨度進一步加大(dà)。

  多層輕型房(fáng)屋鋼結構設計(jì)的依據爲鋼結構設計(jì)規範(GB17-88),中國(guó)工(gōng)程建築标準化協會組織編制的輕型房(fáng)屋鋼結構設計(jì)規程正在報批中,按空間剛架分(fēn)析設計(jì),無柱間支撐按有側移框架設計(jì),柱截面采用H形或箱形,梁爲工(gōng)形實腹梁,主梁和柱間剛接或鉸接,主次梁間宜鉸接;組合樓蓋可(kě)采用壓型鋼闆或預制闆疊合樓蓋。樓層梁宜按組合梁設計(jì),栓釘等抗剪件(jiàn)的數量和大(dà)小應按受力要求布置,如(rú)不考慮組合作(zuò)用,可(kě)按構造要求由置栓釘等抗剪件(jiàn)。采用蜂窩梁既能提篼截面利用率,也爲設備管道提供通過空間,關于蜂窩梁的設計(jì)和計(jì)算,國(guó)内尚無明确規定,但(dàn)有國(guó)内外試驗研究資料可(kě)供設計(jì)。柱間支撐、牆面支撐和屋面支撐傳遞吊車縱向力及應按抗風(fēng)、抗震和構造要求設計(jì)。新型壓型鋼闆肋組合樓蓋支承在梁的加寬下翼緣(Slimdek),梁肋之間可(kě)布置設備管道,梁闆總體(tǐ)結構高度僅300mm,也改善了梁的防火(huǒ)性能,但(dàn)需要解決梁的抗扭設計(jì)問(wèn)題。

  冷(lěng)彎薄壁型鋼過去(qù)多用做屋面、隔斷和圍護結構的單體(tǐ)構件(jiàn),如(rú)檩條、牆梁、山(shān)牆架,鋼屋架、桁架等,隻有少量作(zuò)爲結構構件(jiàn)在中、小跨門(mén)式剛架(無吊車),單、多層住宅,别墅,貨架等建築中推廣應用。由于冷(lěng)彎薄壁型鋼結構體(tǐ)系多采用組合樓蓋,輕質圍護和隔斷,現場施工(gōng)幹作(zuò)業、全螺栓拼裝,具有安裝簡便,搬運重量輕、僅需小型起重設備等優勢,在低層住宅方面具有很大(dà)的發展潛力。香港已建成多棟全部采用高強鍍鋅冷(lěng)彎薄壁型鋼的四~六層住宅,自(zì)重極輕、安裝簡便⑵。英國(guó)生(shēng)産的鍍鋅冷(lěng)彎薄壁型鋼别墅,完全手工(gōng)安裝,施工(gōng)僅需一星期,并在牛津建成的三層住宅示範房(fáng)中進行了保溫、隔聲、溫濕度、耗能等建築物理(lǐ)性能的長期觀測,以證明它的優越性。冷(lěng)彎薄壁型鋼住宅建設研究已列入歐洲的重點研究項目,并陸續開發了各類樣品房(fáng),目前已進人(rén)批量化商業生(shēng)産階段。

  鋼闆或鍍鋅鋼闆經冷(lěng)壓或冷(lěng)彎而成,基本形狀爲C形、Z形和方(矩)管型,并可(kě)形成各種折皺和卷邊、拼成I形或T形提高截面剛度和承載力。框(剛)架梁和柱可(kě)采用雙C或四C槽鋼組成I、T形截面。承重結構爲平面框架,布置柱間支撐保證整體(tǐ)穩定性,樓層采用主次梁體(tǐ)系,組合樓蓋。不上人(rén)屋面采用檩條和壓型鋼闆,内牆爲輕質隔斷,外牆采用輕質保溫闆。

  冷(lěng)彎薄壁型鋼結構的設計(jì)依據爲冷(lěng)彎薄壁型鋼結構技術(shù)規範(GB18-87),按平面或空間框架結構分(fēn)析,門(mén)式剛架多采用鉸接柱腳,框架梁柱連接多爲鉸接或半剛接,次梁多爲C型或Z型鋼。

  冷(lěng)彎薄壁型鋼在輕鋼住宅建築中應用在國(guó)内外發展很快(kuài),主要采用鍍鋅C型鋼,并進行了各種荷載條件(jiàn)下的結構試驗,通過建造樣品房(fáng),對樓(屋)蓋和牆闆的振動與隔聲、保溫與結露等建築物理(lǐ)性能進行了綜合測試。

  薄壁鋼闆拱殼屋面結構體(tǐ)系大(dà)跨度金屬折皺拱形屋面是90年(nián)代初從(cóng)美國(guó)引進的一種新型建築結構形式,是一種采用彩色鋼闆現場滾壓成型的屋面結構體(tǐ)系,具有無梁、無柱、無鉚釘螺栓,施工(gōng)速度快(kuài),用鋼量省,集承重與圍護結構于一體(tǐ)的優勢,廣泛用于廠(chǎng)房(fáng)、倉儲、商業、農業和機(jī)庫建設,*大(dà)跨度可(kě)超過40m.在構造處理(lǐ)方面也還(hái)存在着彩色壓型鋼闆耐久性、鋼結構防火(huǒ)和節點連接方面的問(wèn)題。國(guó)外在公共建築中大(dà)量采用鋼結構,應用外露弧形構件(jiàn)、蜂窩梁和鋼管結構來(lái)表現建築藝術(shù),大(dà)面積采用保溫型玻璃圍護結構加強建築物的通透性和自(zì)然采光(guāng)率,符合節能和環保原則。

  輕型鋼結構由主、次結構,屋面、牆面維護結構等組合而,在建築構造處理(lǐ)、建築配件(jiàn)選用等方面目前大(dà)¥由各生(shēng)産廠(chǎng)家自(zì)行處理(lǐ),其工(gōng)程質量往往難以保證。建築構造處理(lǐ)問(wèn)題,不僅牽扯建築使用功能,而且如(rú)果處理(lǐ)不當,還(hái)會影(yǐng)響建築物的結構安全,曾經發生(shēng)過柱間支撐設置不當,而導緻結構在台風(fēng)中倒塌的事(shì)故,應盡快(kuài)組織編制通用的輕型鋼結構标準圖集,以規範輕型鋼結構的構造處理(lǐ)。

  在加工(gōng)、制作(zuò)和安裝方面,除個别新建生(shēng)産線外,大(dà)多數生(shēng)産線工(gōng)藝落後、加工(gōng)精度低,施工(gōng)單位良莠不齊,半路(lù)出家,缺少必要專用設備和技術(shù)培訓,安裝工(gōng)期和質量都(dōu)難以保證,工(gōng)程事(shì)故時有發生(shēng),也無fe體(tǐ)現輕鋼結構速度快(kuài)的優勢。歐洲國(guó)家已起動鋼結構教育計(jì)劃,面向高等教育和職業教育,組織了20多個國(guó)家的400多位鋼結構專家進行編著,曆時六載,目前已有40多個國(guó)家引進了這套教學資料。

  輕鋼結構的設計(jì)、制作(zuò)和安裝是專業性很強的技術(shù)工(gōng)作(zuò),對從(cóng)業人(rén)員(yuán)的教育程度、專業水平和操作(zuò)技能要求相(xiàng)當高,并非普通工(gōng)人(rén)經過簡單培訓就(jiù)能勝任,需要經過多年(nián)的工(gōng)程實踐和經驗積累才能勝任。我國(guó)的鋼結構施工(gōng)與驗收規範不僅對制作(zuò)和安裝工(gōng)藝及質量控制做出了明确規定,而且嚴格規定了對焊接人(rén)員(yuán)的考核和資格認證的要求。從(cóng)事(shì)輕鋼結構設計(jì)、制作(zuò)和安裝的人(rén)員(yuán)和單位必須具備國(guó)家技術(shù)監督部門(mén)和資質認證機(jī)構頒發的資質證明,才能保證工(gōng)程質量,避免工(gōng)程事(shì)故。

  減少輕鋼結構設計(jì)、制作(zuò)和安裝的中間環節是提高工(gōng)程質量,保證工(gōng)期的重要措施,國(guó)外的輕鋼公司爲客戶提供從(cóng)工(gōng)程可(kě)行性研究到項目後期維修的全方位服務。輕鋼結構工(gōng)程涉及的部門(mén)很多,一個項目的管理(lǐ)效率直接影(yǐng)響着工(gōng)程的質量和效益。

  因此各部門(mén)間的信息交流、工(gōng)藝配合和技術(shù)協調是保證項目質量的關鍵,應根據客戶的要求提供輕鋼結構的規劃、設計(jì)、制作(zuò)、安裝和維修實行工(gōng)程總承包一條龍服務,根據工(gōng)程的實際情況合理(lǐ)配備人(rén)力和設備資源,合理(lǐ)調配資金投人(rén)和利益收人(rén),實行項目統一管理(lǐ),在保證質量和工(gōng)期的前題下也可(kě)爲公司帶來(lái)*佳的經濟效益。

  四、國(guó)内輕型鋼結構的研究和發展趨勢我國(guó)曾在70年(nián)代提倡過門(mén)式剛架鋼結構,但(dàn)受鋼材限制和傳統設計(jì)理(lǐ)論約束,并未得(de)到推廣。改革開放(fàng)以後,深圳上海等地率先引進國(guó)外設計(jì)和制造的門(mén)式剛架輕型鋼結構,發現其十分(fēn)輕巧,比按我們傳統的做法用鋼量少得(de)多,從(cóng)而逐漸擯棄了鋼結構貴的觀念。

  由于曆史的原因,我國(guó)鋼結構大(dà)多應用于重型冶金廠(chǎng)房(fáng)、大(dà)跨度橋梁和大(dà)跨度公共建築,歸口管理(lǐ)部門(mén)也由原冶金工(gōng)業部負責。随着鋼結構,特别是輕鋼結構在民(mín)用建築中的大(dà)量應用,作(zuò)爲主管的建設部也意識到必須規範建築鋼結構市場和發展民(mín)用建築鋼結構,1996年(nián)在中國(guó)建築金屬結構協會下設立了建築鋼結構委員(yuán)會,鼓勵和推動鋼結構的應用,組織制定了輕鋼結構設計(jì)規程,2000年(nián)又成立了建設部與冶金局的鋼材應用協調組,以指導、協調工(gōng)程中鋼結構及鋼材的應用。

  我國(guó)鋼産量已超過1億噸,建築鋼材供應充足。國(guó)家在政策方面鼓勵建築行業積極采用鋼結構。以促進建築市場的健康發展,緩解鋼材積壓,爲冶金工(gōng)業提供産品市場。在國(guó)外建築行業以成爲鋼材的主要消耗市場(20%近年(nián)來(lái)我國(guó)糧食和棉花大(dà)豐收,急需儲藏空間,興建鋼結構倉庫是一個有效途徑。新建的高新技術(shù)生(shēng)産企業,如(rú)現代化食品加工(gōng)、輕紡、電子産品、制藥和高科(kē)技農業項目,對生(shēng)産工(gōng)作(zuò)環境要求高,基本上都(dōu)傾向于采用輕鋼結構。另外港口和海關倉庫,鐵路(lù)沿線的貨運倉庫,也逐步采用了輕型鋼結構。

  現在鋼材供應充足,價格較低,輕鋼結構已不再是造價比混凝土(tǔ)貴的結構型式。其用鋼量一般在20~50kg/m2,綜合造價已和混凝土(tǔ)結構持平,且多數情況下還(hái)低于傳統的鋼筋混凝土(tǔ)結構,并且有施工(gōng)快(kuài)、建築美觀的競争優勢。越來(lái)越多的建設單位已開始認識到輕鋼結構的優越性,逐漸成爲工(gōng)業建築**結構型式,在多層民(mín)用建築也已得(de)到了認同。

  輕鋼住宅包括承重結構體(tǐ)系、施工(gōng)和安裝技術(shù)研究、新型圍護結構體(tǐ)系研究、承重結構和圍護結構的連接方法和相(xiàng)互作(zuò)用研究。

  輕鋼住宅體(tǐ)系研究的主要問(wèn)題是合理(lǐ)樓蓋和牆闆體(tǐ)系研究應用。有效的連接方式應能體(tǐ)現于作(zuò)業、施工(gōng)速度快(kuài)的優勢,還(hái)要考慮外牆和屋面保溫隔聲,内部裝修的方便與靈活等因素,需要開發新型牆體(tǐ)材料以及篼效、節能環保的新型裝配式樓蓋體(tǐ)系。多層輕型鋼結構住宅建築中,*常用的爲混凝土(tǔ)預制闆與現澆樓蓋相(xiàng)結合的組合樓蓋結構體(tǐ)系,由于工(gōng)業建築一般無需精裝修,外露壓型鋼闆不妨礙使用功能要求,公共建築可(kě)以通過吊頂和外包把壓型鋼闆隐藏在内部,但(dàn)是壓型鋼闆作(zuò)爲住宅建築的牆闆和屋面闆就(jiù)不是一種合适的選擇。在平面布置上要求提供大(dà)開間,便于住戶靈活分(fēn)割,如(rú)何提高整體(tǐ)剛度,在不影(yǐng)響使用的前提下合理(lǐ)布置支撐體(tǐ)系也是需要解決的問(wèn)題。

  此外爲推動我國(guó)輕鋼住宅體(tǐ)系的發展,發展形成專業化的輕型鋼結構工(gōng)程大(dà)型企業,完善硬件(jiàn)與軟件(jiàn),建立品牌輕鋼房(fáng)屋體(tǐ)系,形成商品化和規模化,以占領市場。

  輕鋼結構屋面和牆面圍護結構在風(fēng)力作(zuò)用下的整體(tǐ)穩定性,已成爲人(rén)們日(rì)漸關注的技術(shù)難題。屋面闆和檩條、牆闆和牆梁相(xiàng)互作(zuò)用分(fēn)析,以及構件(jiàn)整體(tǐ)穩定性分(fēn)析的實用設計(jì)方法、節點半剛性的理(lǐ)論與試驗研究,也是需要進一步關注的課題。

  多層建築采用何種結構體(tǐ)系以保證結構整體(tǐ)剛度和抗震性能,如(rú)何考慮空間整體(tǐ)作(zuò)用,也是尚未完全解決的難題。

  随着輕鋼結構應用的日(rì)益廣泛,計(jì)算機(jī)輔助設計(jì)技術(shù)發揮了越來(lái)越重的作(zuò)用,國(guó)内許多單位和設計(jì)部門(mén)都(dōu)開發了專用和通用的鋼結構設計(jì)軟件(jiàn)。這些軟件(jiàn)具有三維建模、結構靜(jìng)動力分(fēn)析、非線性穩定分(fēn)析、構件(jiàn)的優化設計(jì)、典型節點構造等功能,有些還(hái)可(kě)自(zì)動生(shēng)成結構平立面圖和構件(jiàn)施工(gōng)圖、零件(jiàn)大(dà)樣和材料表等。國(guó)外的軟件(jiàn)公司也看(kàn)好中國(guó)工(gōng)程設計(jì)的潛在市場,大(dà)舉推銷各種漢化版的分(fēn)析和設計(jì)軟件(jiàn),各種軟件(jiàn)都(dōu)配有型鋼截面庫、節點構造庫,能與AutoCad自(zì)動連接對施工(gōng)圖進行修改。

  年(nián)目前的發展趨勢是使軟件(jiàn)的适用性更強、應用範圍更廣,以便分(fēn)析設計(jì)出更複雜的結構型式。焊接和熱(rè)軋鋼結構、冷(lěng)彎薄壁鋼結構、組合結構的混合應用對設計(jì)軟件(jiàn)提出了更高的要求。現代化鋼結構制作(zuò)加工(gōng)廠(chǎng)開始采用計(jì)算機(jī)輔助集成制造技術(shù),新的設計(jì)軟件(jiàn)應實現設計(jì)和制作(zuò)一體(tǐ)化,軟件(jiàn)開發應從(cóng)建築結構設計(jì)領域擴展到工(gōng)程的制作(zuò)安裝,開發人(rén)員(yuán)不僅要熟悉鋼結構的設計(jì)方法,也要精通制作(zuò)安裝的操作(zuò)和運行,開發高效控制加工(gōng)過程的軟件(jiàn)。

  五、結束語輕型鋼結構在我國(guó)已進入了快(kuài)速發展時期,已在工(gōng)業建築中得(de)到了廣泛的應用,輕鋼住宅已成爲輕型鋼結構應用的新領域和增長點,但(dàn)與國(guó)外的發展水平相(xiàng)比,無論是在建築、結構設計(jì),還(hái)是在制作(zuò)安裝技術(shù)方面,我們都(dōu)有很大(dà)差距,需要對結構設計(jì)理(lǐ)論和設計(jì)方法進行深人(rén)研究,需要對從(cóng)業人(rén)員(yuán)進行技術(shù)培訓,需要開發新型圍護結構和承重結構體(tǐ)系,使輕型鋼結構真正成爲綜合經濟效益高、具有競争優勢的結構體(tǐ)系。

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