現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)建筑及其在我國的應(yīng)用

靳 亮，倪 進(jìn)

（江蘇智方建設(shè)工程有限公司武漢分公司，湖北 武漢430200）

1 現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)的概述

1.1 現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)介

鋼筋結(jié)構(gòu)中主要構(gòu)件的鋼板的厚度小等于10mm米的鋼板成為輕鋼結(jié)構(gòu)。與重鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相比，輕鋼結(jié)構(gòu)比重鋼結(jié)構(gòu)更具有生命力，輕鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍涉及到工農(nóng)業(yè)、商業(yè)和服務(wù)性的建筑當(dāng)中，同時(shí)還可用于舊房、危房的改造、加固等，故此備受業(yè)主的歡迎。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和提高，在傳統(tǒng)輕鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了新的以變截面門式剛架和彩色壓型鋼板為標(biāo)志的新型鋼結(jié)構(gòu)體系，這種新型鋼結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)志性特點(diǎn)和代表。

1.2 現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)不僅囊括了傳統(tǒng)輕鋼結(jié)構(gòu)中的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，與傳統(tǒng)輕鋼相比，現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)更加突出了“輕”的特點(diǎn)?，F(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)的“輕”，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)的圍護(hù)采用的是輕型材質(zhì)，輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用是大幅度減少了受恒載荷量和地震作用的影響，這樣可以減輕基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的重量；二是現(xiàn)代輕型鋼結(jié)構(gòu)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用高強(qiáng)度的鋼筋材質(zhì)和新型的結(jié)構(gòu)體系，從而優(yōu)化了輕鋼結(jié)構(gòu)承重的構(gòu)件面積，減輕了結(jié)構(gòu)用鋼的重量；三是采用標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化對(duì)現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行制造，同時(shí)利用小型機(jī)器進(jìn)行吊裝，不但減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度、加快了施工的速度，也減輕了綜合施工的費(fèi)用和成本；四是現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)具有造型輕巧美觀、建筑表現(xiàn)能力強(qiáng)的特點(diǎn)[2]。

其中輕鋼結(jié)構(gòu)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)抗震能力，可應(yīng)用到地震多發(fā)地帶，最強(qiáng)抗震力可達(dá)8級(jí)；抗風(fēng)性能好；保溫性能好；還具有耐久性、健康性、舒適度好等優(yōu)點(diǎn)。更重要的是情感結(jié)構(gòu)安裝方便快捷、材料環(huán)保節(jié)能。

1.3 現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

二十世紀(jì)初，現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)型的房屋建筑體系開始誕生，二戰(zhàn)期間，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑廣泛應(yīng)用于高速度和高效率占地機(jī)庫和軍營之中，因此得到了快速的發(fā)展，自四十年代以來，門式剛架結(jié)構(gòu)等新型的鋼結(jié)構(gòu)體系開始出現(xiàn)。國外諸多國家也在積極推動(dòng)這種節(jié)能環(huán)保的輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究，到目前為止，輕鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)被大多數(shù)的發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中。其中英國將輕鋼結(jié)構(gòu)投入應(yīng)用到90%的單層非居住類建筑結(jié)構(gòu)和60%的多層非居住類建筑結(jié)構(gòu)中，美國在新型鋼結(jié)構(gòu)體系的分析、理念的設(shè)計(jì)和方法及工藝制造方面都達(dá)到了世界先進(jìn)水平，并且開發(fā)了多項(xiàng)專利產(chǎn)品和專門的設(shè)計(jì)軟件。

受歷史原因的影響，我國的輕鋼結(jié)構(gòu)普遍存在著工程造價(jià)高、設(shè)計(jì)和施工極為復(fù)雜等特點(diǎn)，高成本和高難度的新型鋼結(jié)構(gòu)很少運(yùn)用到我國的普通建筑中，除了特別重要的大型建筑結(jié)構(gòu)以外。指導(dǎo)二十世紀(jì)八十年代，寶山鋼鐵公司是我國大面積應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)的開端。九十年代初，我國積極引進(jìn)國外的新型鋼結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合我國鋼產(chǎn)量的提高，極大的土洞了我國輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

2 新型鋼結(jié)構(gòu)體系及其在我國的應(yīng)用

2.1 門式剛架結(jié)構(gòu)

門式剛架結(jié)構(gòu)體系主要是以門式剛架為主要承重結(jié)構(gòu)的一種新型鋼結(jié)構(gòu)體系，目前現(xiàn)在我國的設(shè)計(jì)、應(yīng)用和制造安裝技術(shù)已漸趨成熟，年平均新增門式剛架結(jié)構(gòu)的建筑面積達(dá)20萬m2，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。

2.2 多層房屋鋼結(jié)構(gòu)

與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，多層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系具有低勞動(dòng)強(qiáng)度和高施工速度的優(yōu)勢(shì)。在我國，這種鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用還處于初級(jí)階段， 但是這種結(jié)構(gòu)勢(shì)必會(huì)成為未來多層輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的主力應(yīng)用之一。

2.3 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)

冷彎薄壁型鋼主要由厚度為0.5到3.5毫米的普通鋼板和鍍鋅鋼板經(jīng)過冷壓、冷彎制成，它主要包括C形、Z形和方形等基本形狀。冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系在我國也處于起步階段，主要采用的制作材料是鍍鋅C型鋼制作出樣品房，并對(duì)該樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了功能作用方面的檢測(cè)。

2.4 金屬拱型波紋屋蓋結(jié)構(gòu)

采用彩色鋼板現(xiàn)場(chǎng)滾壓制作而成的屋蓋結(jié)構(gòu)稱之為金屬拱型波紋屋蓋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)把承重和維護(hù)聯(lián)合起來，同時(shí)具有良好的防水性、施工速度快和低用鋼量等特點(diǎn)90年代初期，我國從美國引進(jìn)了這種結(jié)構(gòu)體系技術(shù)，目前我國在這方面的制造施工技術(shù)也已逐漸成熟，現(xiàn)已擁有多個(gè)廠家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成型機(jī)構(gòu)，該類型的結(jié)構(gòu)年增長量超過百萬平方米。

3 結(jié)語

雖然我國的現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用范圍越來越廣泛，但是依然存在著不少技術(shù)問題，我國的輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平還有很大的差距，各種不同鋼結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)參差不齊，要提高我國輕鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平，要從以下幾個(gè)方面著手。一是合理進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局；二是完善設(shè)計(jì)理論；三是科學(xué)選用新型材料；四是利用技術(shù)發(fā)展專業(yè)化自動(dòng)化的制作團(tuán)隊(duì)；五是積極開發(fā)輕鋼結(jié)構(gòu)在多層建筑中的應(yīng)用，拓寬應(yīng)用市場(chǎng)，六是積極研發(fā)和推廣專門的設(shè)計(jì)軟件等[3]。

[1]彭曉彤；林晨；滿杰.輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系發(fā)展現(xiàn)狀[J].四川建筑科學(xué)研究.2008.10.6-7

[2]徐凌；朱浮聲.新型輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系及其應(yīng)用[J].鞍山科技大學(xué)學(xué)報(bào).2009.04.1-3