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1、i 曙表：# 自B $ 体 在地震Z E | 建十应m 与探讨轻钢住宅体系在地震灾区重建中的应用与探讨是曙岽上海钢之杰钢建筑产品有限公司上海2 0 0 9 4 9擒要：i 年难通的J f f 女地震，镕日，培十目造成TE 女目人A 、时产# 女g 搞 奈，人 * 把目光聚焦在T 盘E 重建i ，* 何* 连 m 地女建遣 奎、舒g 住g 境，L 成* 政府、嫌体， i 姓越来迪*t 的目题这! 鲁钢之杰目 年的日目运作验，将# 钢住宅体 在f 建十应目的H 作一女探“ ，n 希i 能n 目人进一步T 解4 种先进的建形式，目* t 希i 能女B 目建i 竹贡# 一静微薄之力美链自：轻* 住宅竞
2、B 重建l 概述钢结构建筑作为一种环保好、性价比高的优秀建筑形式在世界范围的建筑彳_ 业中已得到了极为广泛的应用尤其是在发达上业国家，其市场份额更是不容忽视，在差国，其钢结构产品约占国家建筑产品总量的0 8 ，在日本这个比例达到了5 0 ，即使是在韩国其比例也超过了2 0 ，但在经济已经开始腾飞的中国，钢结构产品尚不足国家建筑产品总量的5 ，这显然跟不上中国经济日益加速前进的步伐。而同时，作为一项早己在欧美发达国家成熟完善的建筑技术，低层、多层轻钢结构住宅体系( 咀下简称“轻钢住宅体系”) 在中国也才刚刚起步。2 轻橱住宅体系区别干其他钢结构建筑形式轻钢住宅体系最显著的特点就在于其承重结构采用
3、的是厚度非常薄的( 一般只有09 一l6 m m )镀层( 镀锌或镀铝锌) 钢板作为构件原材料，因此也有人称其为超轻钢结构住宅或者超薄壁冷弯型钢结构住宅，考虑到目前国内尚无正式的相关规范，其材料要求也不符合冷弯薄壁型钢结构技术规范( G B5 0 0 1 8 2 0 0 2 ) 的规定，且这种建筑形式主要用于低层、多层住宅，为了区别于传统意义上的轻钢龙骨，我们便将其定义为“低层、多层轻钢结构住宅体系”，本文全部简称“轻钢住宅体系”。受益于国内钢材市场的飞速发展，轻钢住宅体系对钢材品质及执行标准方而的要求目前国内多数钢厂均能满足这就为这种建筑形式能够迅速在中国生根发展奠定了扎实的基础。再加上其本
4、身具有的自重轻、施工快、环保节能、安全耐用的特点，使得轻钢住宅体系一进入中国，便受到了众多开发商、建筑商的关注。2 1 概念舟拓所谓轻钢住宅体系就是采用高强度镀层薄壁型钢作为主要承重结构，结合专业的保温、防潮、防火围护系统提供给客户造型作者另曙岽男】9 7 9 年l O 月生、2 0 0 8 全国* 结构学术年台论女集 2 0 0 8 1 0# 他#多样的房屋的一种建筑形式。这种体系的主要受力机理：柱与上下龙骨及支撑或隔板组成受力墙壁，竖向力由楼面梁传至墙壁的上龙骨，再通过柱传至基础：水平力由作为隔板的楼扳传至受力墙壁再传至基础。由于在传力过程中，墙面板承受了一定的剪力，井提供了必要的剐度，故
5、墙面板应满足一定的要求，楼扳可采用楼面轻钢龙骨体系，龙骨腹板顶制管线穿行孔位。其结构本身具有五大特点：( 1 ) 原材料厚度很薄，结构的承重部分原材料一般采用09 一l6 m m 的厚度部分位置可能会用到18 25 m m ，非承重音| f 分一般采用05 08 衄即町：( 2 ) 原材料表面采用热浸镀锌或热浸镀铝锌处理，通常镀层含蜃应满足Z 2 7 5 ( 钢板双面镀锌含量达到2 7 5 9 m 2 ，相当于A S T M 标准巾的G 一9 0 ) 或A Z l5 0 ( 钢板双面镀铝锌含量达到1 5 0g m 2 ) ，表面不需要再作油漆等娃理：( 3 ) 原材料强度较高，一殷都要求屈服强
6、度达到2 3 5 M p a 或3 4 5 M p a 以上，但目前国内多数钢厂在生产镀( 铝) 锌钢板时，一般只牛产c 0 级( C o m m e r c i a l0 u a l i t y 一般品质，相当于A S T M 标准中的C S ) 和届服强度3 4 5 M p a 以上的s 0 级( S t r u c t u r a lO u a l i t y 结构用品质)钢材，同时c O 级钢材对最低屈服强度的要求过低，可能达不到2 3 5 M p a 的要求，因此不推荐使用国内c 0 级的产品。后续表1 、表2 分别显示了镀( 铝) 锌钢板采用J I S ( 日本标准)和A S T
7、M ( 美国标准) 标准的部分机械性质：( 4 ) 主要构件采用冷弯轧制成型，有别于传统H 型钢结构的切割、焊接成型，构件断面以c 型、u 型为主，且尺寸很小，墙体、屋架构件宽度一般在7 0 一1 4 0 衄，楼板构件宽度一般在2 0 0 - - 3 0 5 衄；( 5 ) 构件连接主要采用自攻自钻螺钉作为紧圊件，部分位置采用螺栓连接，不需要焊接，构件与螺钉之间、构件与构件之目非常紧密，确保结构的稳定性； 作为一种新兴的建筑形式，轻钢住宅体系来源于北美的木结构建筑，在北美、澳洲、日本等地区轻钢住宅技术已经十分成熟，使用非常广泛。在北美，完全采用镀锌轻铜结构建造的住宅( 不采用型钢) 可以建造N
8、 7 层的高度，但采用最多的则是l4 层的建筑，由于整个建筑形式几乎全部采用新型建材，因此轻钢住宅体系具有很多其他建筑形式所不具备的优势：( 1 ) 成本低廉：前面提到，轻铡住宅体系的结构构件使用的原材料厚度根薄、截面尺寸根小在所有铜结构建筑类型中，其截面面积是最小的，在满足相尉承载能力的前提下，它的自重最轻，配合以轻质的围护材料，轻钢住宅的蒂体荦最约为混凝十结构建筑的1 “。由于重量轻。建筑物的基础就P 分简单，般采用荷载8 T m2 的条形基础就能满足需要，工程造价也相麻降低：产业化的制作模式，使得从结构到围护，所有材料均可以下厂预制，尤其是结构部分，还可以实现T 厂内预拼装，这使得现场的
9、场地要求更小可同时开展的工作面更多工作量更少，施工周期更短，所有构件均为铰接，省却现场焊接及高强螺栓的费用房屋的建造成本更低，同时由于安装使用丁具的主要是打自攻钉用的枪钻学习起来简单，对安装人员的素质要求较低；甲2 0 0 8 目钢结构学术年会* z 集 2 0 0 8 1 0是* * # 橱住4 在“震女E t 建十的应月自探讨轻钢住宅内的多种管线均可全部喑埋在墙体中布线和修改都非常灵活与方便，并且由于本身墙体结构厚度仅9 0 m m 左右，加 上内外装材料后，围护墙的厚度不会超过2 0 0 m m ，内隔墙的厚度也仅1 2 0 m m ，返使得建筑的实际使用面积比传统建筑提高1 01 5
10、左右：圈幢l 瞌蔷j 凼垦二尘 ( 2 ) 节能环保：轻铺住宅彻底抛弃了传统“秦砖汉瓦”的建筑形式结构采用高品质钢材，材料可回收利用，有着极高的环保、节能意义。同时各种新型保温、防水材料的使用，使得保温、隔音、防潮教果更加优越：在结构的内外侧均盲耐火性能蹇好的板类材料，使得整体墙达到并超越国家规范对低层建筑耐火等级的要求( 建筑设计防火规范G B 1 6 8 7 ) ：现场旆_ 几乎全是干作业，施工场地干净，所采用的施下机械比较简单，且机械化程度高，便于提高施工工序管理的先进性。因此，占用施工场地、建筑垃圾、建筑施工噪音等污染情况都减少到最低程度：霹丽基二! 二濯竺塑 ( 3 ) 安全耐用：轻
11、钢住宅体系中，墙体及屋架结构与内外墙板组成坚固的“板肋结构”同时所有结构材料均使用高强度钢材，抗水平荷载和垂直荷载的能力大大提高抗风、抗震性能明显优于其他结构资料显示，这种形式可以抵御8 级以上地震即使地震烈度较大，晟多出现围护结构脱落，承萤结构扭曲的情况，不会发生房屋顷刻垮塌的现象，确保内部人员有充分的逃生时间：结构构件全部采用热浸镀( 铝) 锌钢板且含锌量报高，装配时采用自攻螺钉不需焊接，因此其抗腐蚀性能极佳，再加上所有结构构件全部封闭在不透水气的复合墙体内部，不会腐蚀、不会霉变、不怕虫蛀，建筑物使用寿命可选7 0 年以上：鉴于以上特点，轻钢住宅往往会给人们带来极大的视觉、感觉、听觉、嗅觉
12、等多方面的享受，其环保、节能、太宅问的绿色概念，注定r 这种结构最适台建造舒适度高的住宅。加上其产业驰的制作模式，传统的“建造”现场已完全被“组装”所替代整个施工现场干净明亮，最大程度地降低了对胤围环境的破坏。22 实际应用作为一种建筑形式，轻钢住宅体系主要用于民用建筑，但它又币仅限于卜2 层的小跨度住宅4 层以内的各种建筑，诸如：洒店、会所、别墅、公寓等皆可用它如果结台上大规格构件，如： 管、H 型钢等，轻钢住宅体系还可咀建造游林馆、展厅、仓库等公用建筑。同时轻钢结构本身所特有的柔韧性、易成型性，使得设计9 i | i 有可能允分发挥想象塑造出各种造型多样，复杂、艺术的建筑立面。因此，轻铡住
13、宅体系的建筑设计比较自由，没有过多限制。轻钢住宅体系来源于北美的术结构建筑从结构外观上看几乎就是木龙骨的翻版，而其结构计算往往是一件比较复杂的事情，目前国内尚没有针对轻铜住宅体系的专用规范( 试用稿及个别地方规范已有) 其结构设计丰要还是依靠北美的设计。但随着这两年轻钢住宅体系在国内的不断若起已有公司开始引进一些设计软件，这里就包括上海钢之杰集团从澳洲引进的B F S ( B e s t s t e e lF r a m i n gS y s t e m s ) 体系。以下结合B F S 件系具体介绍一下轻钢住宅体系中整个结构从设计到现场安装的全过程。先看流程图：、2 0 0 8 全国钢结构学
14、术年台论立集 2 0 0 8 1 0E 囝由于采用了专用的设计软件，使得B F S有可能实现从建筑图纸到结构图纸的自动转化，前提是需要专业的设计人员将建筑图在B F SC A D 软件中重新绘制一遍，选择使用的设计标准，如：澳洲新西兰设计规范( A S N Z S4 6 0 0 ：1 9 9 6 ) 等，井录入相戈的荷载数据( 风载、雪载、地质资料等) ，系统车身便可以自动生成结构图纸，以及生产所需的构件清单。生产人员通过网络或其他媒介，将系统生成的构件清单直接输入设备控制软件，软件便会控制设备自动生产出各种规格的构件。并在构件上制作各种定位孔、服务孔等，同时自动标注构件代号等相关信息。拼装人
15、员根据安装图纸以及构件上的构件代号，可以轻松安装起墙体、屋架以及整个房屋。以下是生产系统具体流程： 斟面磊L - 一i 磊磊叵；磊困 菌番墨三占匝1 匝 卜匝1 巨互H 虱轻钢住宅体系的安装完全是拼装的过程，整个房了依靠的是所有承重墙体的整体受力，这就要求所有受力的构件都要按设计要求在合理的范围内受力进而要求每一个构件加工的精度必须要高t 这里包括各种构件的尺可( 包括截面尺寸、长度尺寸) 各种孔的位置，c 型与u 型构件配台得情况等都要求相当精确，各种误差须控制在l m m 之内，胥则可能会引起构件受力不均从而导致结构失稳的情况笈生。蟹目前市场上常用的轻钢构件规格主要参照北美规格和澳洲规格两
16、种：北美轻铡构件规格见表1 。北美体系中轻钢构件名称通常采用四组数字代码( t 和k 均为数字项) 、一个英文字母代码及一个横线组成。第一组数字代码代表构件腹扳高度，3 5 0 即35 英寸；紧接着一个英文字母，s 代表S t u d ，表示C 型构件，T 代表T r a c k ，表示U 型构件L 表示L 型构件；第二组数字代衰翼缘宽度1 6 2 目316 2 英寸；字母t 应该是一组数字，表示材料( 制造构件的钢板) 厚度，以m i ls 为单位( 00 5 4 英寸= S 4 m i ls ) ，t 的范围一般在1 8 - 9 7 m i ls ，但该厚度通常指材料的基材厚度，不包含表面镀层厚度；括号中的字母k 也应该是一组数表1 北美轻钢构件格H ( 腹#$ 月)w ( # 目一宽度)L ( g l R 寸)构件截耐构件g 梓英t英寸叽英衄358 9I6 2 54
