中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
《低層冷彎薄壁房屋建筑技術(shù)規程》(JGJ227)將于今年12月1日實(shí)施，這標志著(zhù)國內輕鋼結構住宅將有法可依。輕鋼結構住宅建筑是住宅產(chǎn)業(yè)化的必然趨勢，她的發(fā)展將促進(jìn)我國住宅建筑標準化、工業(yè)化和現代化水平的提高。
輕鋼結構住宅建筑一般指用冷彎薄壁鋼結構作為承重骨架，圍護、分隔結構以及屋面材料均用輕體材料組成的住宅建筑，其構件及部品在工廠(chǎng)加工制作，在工廠(chǎng)預先組裝或者運到現場(chǎng)進(jìn)行組裝。
本文對輕鋼房屋性能試作簡(jiǎn)要分析。
結構性能
(1)輕質(zhì)樓蓋系統
其樓蓋由冷彎薄壁C型鋼樓面梁與鋪于樓面梁上的結構面板組成。樓面梁一般跨度為36m~6.0m，樓面梁高為200~300mm，樓面梁間距為600毫米。樓面梁腹板上預開(kāi)孔，這樣對于管線(xiàn)的穿越與布置極為方便。結構面板通常采用定向刨花板；也可以選擇在定向刨花板上再澆筑40mm的細石混凝土。輕質(zhì)樓蓋根據不同的設計要求，每平方米可承受最大500公斤的荷載。
(2)墻體結構
承重墻由立柱、頂導梁和底導梁、支撐、墻體結構面板組成。立柱為C形輕鋼構件，其壁厚根據所受的荷載而定，通常為075~2mm，立柱間距一般為400~600mm，立柱的下端為開(kāi)口朝上的底導梁，立柱上端為開(kāi)口向下的頂導梁；為提高墻柱的穩定性，一般墻柱高度范圍內設1~2道水平鋼拉條或撐桿。這種墻體結構布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便。
為抵抗水平風(fēng)荷載與地震作用，輕鋼結構住宅體系中抗側力體系、抗剪墻可采用墻體結構面板、交叉支撐或K型支撐形式。用作抗剪墻的結構面板可采用定向刨花板、石膏板、水泥纖維板及薄鋼板。上下樓層之間通過(guò)連接件可靠連接，以有效傳遞水平剪力與和上拔力。
(3)屋面結構
屋面結構采用輕鋼桁架的方式作為屋面的主要承重結構。屋面桁架的間距根據屋面荷載的不同可以按照300~1200mm布置。屋面桁架上部可以用輕型的檁條，檁條跨度最大可以做到1800mm。
屋面的圍護可以根據客戶(hù)的需求采用傳統的水泥瓦、陶瓦，或者是時(shí)尚的多彩瀝青瓦或顏色豐富的金屬屋面板。
由于整個(gè)屋面系統都是空間桁架，整個(gè)屋面的保溫隔熱都可以集成到斜屋面和平吊頂兩部分，中間的空間可以通風(fēng)，讓整個(gè)建筑更加透氣，成為可以呼吸的房屋。
防腐蝕性能
由于我國幅員遼闊，建筑材料需要滿(mǎn)足各個(gè)地區、各種環(huán)境的要求。參照國家頒布的標準，對于高腐蝕性地區或特殊建筑物，鍍鋅量應不低于275g/?(雙面)或鍍鋁鋅150g/?(雙面)，并應滿(mǎn)足現行國家或行業(yè)標準的規定。這一規定與澳洲的規定一致。
根據博思格鋼鐵澳洲研發(fā)中心的研究數據分析，鍍鋅鋼板和鍍鋁鋅鋼板作為結構使用與暴露在建筑外部，鍍層消耗的速度會(huì )有很大的差別。即使在同一個(gè)建筑物內部，由于建筑各部分密封效果各不相同，造成大氣腐蝕環(huán)境的不一致。由于鍍鋁鋅鍍層表面有鋁和鋅兩種材料，鋁更加容易被腐蝕，產(chǎn)生極其致密的AL2O3，這些鋁的氧化物覆蓋在鋼板表層，更好地隔絕了鍍層鋼板與外界腐蝕環(huán)境的接觸。因此鍍鋁鋅層在室內環(huán)境中的預測壽命遠遠長(cháng)于我們要求的結構壽命，可達到200年以上；即使在通風(fēng)環(huán)境很不好的板材之間，預測壽命也能達到75年。
節能降耗性能
根據對輕鋼結構住宅與傳統住宅形式的節能降耗性能的比較，能夠明顯地看出輕鋼結構住宅的優(yōu)勢。技術(shù)經(jīng)濟指標主要是由建筑結構的導熱系數、蓄熱系數和每平方米每日能耗來(lái)評價(jià)。根據對輕鋼結構住宅和傳統的鋼混結構住宅所作的對比實(shí)驗，傳統鋼混結構住宅的導熱系數在0065~008W/m·k之間，輕鋼結構住宅的導熱系數在0055~007之間，輕鋼結構住宅的導熱系數比傳統鋼混結構住宅降低了001W/m·k；傳統鋼混結構住宅的蓄熱系數在095~110w/mk之間，輕鋼結構住宅的蓄熱系數在130~140W/m·k之間，輕鋼結構住宅的蓄熱系數比傳統鋼混結構住宅降低了03W/m·k。
同時(shí)，由于輕鋼結構體系的自重較輕且結構靈活，在滿(mǎn)足結構強度要求的基礎上，能夠很好地集成各項保溫節能技術(shù)，除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維外，還采用在墻外側再貼一層保溫材料的“外墻外保溫”做法，有效隔斷了通過(guò)墻柱至外墻板的熱橋；樓層之間樓面梁內填充玻璃纖維，減少通過(guò)樓層的熱傳遞；所有內墻墻體的墻柱之間均填充玻璃纖維，減少戶(hù)墻之間的熱傳遞。
防火性能
暴露的輕鋼結構在550℃的高溫下，一般在15分鐘左右就會(huì )喪失承重能力而垮塌。但通過(guò)油漆、復合或加厚圍護材料，在圍護結構上運用一些防火性能比較好的材料，可以確保整個(gè)住宅的防火性能達到規范的要求。
從目前輕鋼結構別墅的實(shí)踐情況來(lái)看，經(jīng)過(guò)特殊防火處理的輕鋼結構住宅能夠滿(mǎn)足防火規范的要求。在國家固定滅火系統和耐火構件質(zhì)量監測中心的實(shí)件檢測中，博思格鋼鐵配備雙面雙層石膏板的墻體耐火實(shí)驗，承重墻體可以達到1.22小時(shí)的耐火極限。
隔聲性能
輕鋼結構住宅由于受力構件自重較輕，且中間基本上為中空結構，很容易形成“鼓膜”效應，因此撞擊隔音效果很差。為了滿(mǎn)足空氣隔音和撞擊隔音的綜合要求，在輕鋼結構住宅中，可以采用內外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉，來(lái)有效阻止通過(guò)空氣傳播的音頻部分。試驗表明，填充玻璃棉能夠使結構的空氣隔音效果得到進(jìn)一步的提高，達到50dB以上，在進(jìn)行圍護結構處理之前，就能夠達到居住的要求。
防潮性能
在輕鋼住宅的標準配置中，整個(gè)墻體的外圍使用單向呼吸紙對整個(gè)墻體進(jìn)行防潮密封。這種密封可以在隔絕室外潮氣進(jìn)入室內的同時(shí)，避免室外大氣中的有害物質(zhì)腐蝕金屬材料，也可以排除室內的潮氣。而整個(gè)墻體用到的石膏板也成為可以呼吸的墻體。呼吸紙和防潮膜可以保證金屬產(chǎn)品在密封而干燥的空間有更加長(cháng)久的壽命，也可以讓室內的空氣更加干爽。
而在屋面，帶鋁箔貼面的保溫棉可以完全隔絕潮濕空氣的進(jìn)入，避免金屬結構直接暴露在戶(hù)外腐蝕環(huán)境中。
另外，輕鋼結構具有自重輕的特點(diǎn)。對于一些交通不太便利的山區和農村，在運輸不便利的情況下可以降低整個(gè)運輸的成本、還可以降低現場(chǎng)重型機械的利用，從而節約施工工期和施工成本。
輕鋼結構的材料本身并不是高科技，但由于鋼材的加工特性，我們盡最大可能地實(shí)現工廠(chǎng)加工來(lái)降低現場(chǎng)施工的周期和成本。
以鋼材為主要原材料的輕鋼住宅體系對環(huán)境更加友好，100%的鋼材都可以回收再利用，整個(gè)施工過(guò)程中的干法施工大幅減低對大自然水資源的利用和污染，也大大提高了現場(chǎng)施工的速度。
從各方面性能的比較可以看出，輕鋼結構住宅相比傳統建筑有著(zhù)很大的優(yōu)勢，在人們生活水平日益提高的今天，我們有理由相信，新的輕鋼結構住宅可以用更低的成本讓大家生活得更好。（互聯(lián)網(wǎng)）
|
： 