钢结构房屋是以等截面或变截面H型钢为承重主体以C型、Z型檩条及柱间支撑为辅助连接件,通过螺栓或焊接等方式固定,屋面和墙面以彩色压型钢板围护而形成的新型建筑体系。钢结构房屋与传统建筑结构相比具有诸多特性:材料强度高:钢的容重虽较大,但强度却高得多,与其它建筑材料相比钢材的容重与屈服点的比值小。
房屋自重小:钢结构房屋主体结构的含钢量通常在25KG/-80KG左右,彩色压型钢板的重量低于10KG。钢结构房屋的自重仅为砼结构的1/8-1/3,可大大降低基础的造价。
可靠:钢材质地均匀,各向同性,弹性模量大,有良好的塑性和韧性。为理想的弹性-塑性体,因此钢结构房屋计算准确,可靠性强。
工业化生产程度高:能成批大量生产,制造度高。采用工厂化制造、工地安装的施工方法,可大缩短工期,提高经济效益。
美观:钢结构房屋的围护为彩色压型钢板,使用年限为三十年不褪色,不锈蚀。由于彩钢板颜色的多样性,使得建筑物线条明朗,观感舒适,且比较容易造型。
重复利用:钢结构房屋的主体骨架连接为高强螺栓连接,围护板为自攻钉连接,拆卸比较方便,若建筑需要搬迁,只要拆掉螺栓把钢结构房屋件运到需要的地方,重新组合即可。
抗震性能好:钢结构房屋由于主要承重构重构件为钢结构,其韧性和弹性较大,檩条的抗剪和抗扭作用以及柱、梁间的支撑,大大加强了整体结构的稳定性。
适用范围广:钢结构房屋适用于各类工业厂房、仓库、超市、高层建筑等。
轻钢建筑设计问题跟我国住宅建设问题
其一、轻钢结构装配式建筑设计阶段存在的问题
虽然轻钢结构装配式建筑在我国己经有一定的发展基础,但是在轻钢结构装配式建筑的设计阶段仍有不少问题需要解决。现阶段对于轻钢结构装配式建筑的工程项目,其设计仍然是基于二维的CAD图纸,但平面图纸所表达信息仅仅局限于点、线、面,无法通过图纸直接获取所设计的部品构件数据信息,导致轻钢结构装配式建筑的设计工作任务相当繁重。
总的来说,现有的轻钢结构装配式建筑设计阶段缺乏集成设计的思想与实现手段。先,传统的方案设计没有把握好建筑与人两者的关系,基于二维的平面图纸无法从建筑的全局角度进行设计考虑,导致设计效果不理想。其次,建筑各系统单独设计,各设计师沟通比较困难,容易出现构件的碰撞,例如连接构件冲突、钢构件尺寸有误差等。然后,开展深化钢结构工程工作的时候,部品的集成设计深化水平低下,对部品的生产与安装考虑不,在部品的生产一安装环节出现设计与施工相背离等问题。
其二、我国钢结构住宅建设存在的问题
随着住宅技术的不断发展,我国住宅建筑形式及住宅建筑风格呈现出多样化趋势。但建筑结构体系仍是以砖混结构或者钢混结构为代表的传统结构形式,这两种传统结构体系的共同特点主要是抗震性能差、空间利用率小、施工速度慢、自重大,且粘土砖、水泥的大量生产会造成大气污染,破坏植被等,不符合我国可持续发展的战略要求。因而,开发一种新型的、建造迅速、环保节能、坚固耐久的住宅结构体系是未来住宅建筑的发展趋势。
2016年,《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出力争用十年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%,积极稳妥推广钢结构建筑,减少建筑垃圾和扬尘污染,缩短建造工期,在具备条件的地方倡导发展现代钢结构建筑。该条款明确指出推广钢结构住宅建筑体系,使我国住宅建设向节能环保、智能化、产业化的方向发展,轻钢结构住宅体系应运而生。
我国钢结构住宅建设总体上主要借鉴了欧美等国的经验。目前,我国钢结构住宅处于发展阶段,钢结构住宅发展和研究方面还有一些问题函需解决。①钢结构住房推广难度大。受传统建筑观念的影响,人们在设计单层和多层厂房时,多会选择钢筋混凝土结构。随着钢材的大量生产及建设技术的发展,钢结构住宅建设周期短,且与钢混结构造价基本持平,其逐渐被人们所接受,但多层、高层钢结构住房推广仍较为困难。②缺乏完整的适用于钢结构住宅体系的计算标准,导致钢结构住宅的各种方案造价相差较大,从而使人们对钢结构体系产生偏见,认为其造价远远高于混凝土结构。③目前,我国已经出台了较多钢结构规范、标准等,但并未编制专门统一的钢结构工程规范和施工技术验收标准;轻钢结构住宅凭借其自重轻、可循环再利用、开间布置灵活等优点脱颖而出,但如何解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀等仍是面临的主要难题。④住宅产业化程度不高,住宅产品部件生产规格化、标准化滞后。因此,应做好市场调查,准确定位,对钢结构住宅产业化进行进一步的研究,逐渐研究出一套完善的技术措施和生产体系以符合我国钢结构住宅产业化发展运作模式。
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