輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應(yīng)用

張 旭 霞

(山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030009)

輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展前景較為可觀，尤其是在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)而言，輕鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)更為突出，材料自重低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，很容易滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)還是銷售均是通過計(jì)算機(jī)控制，可以有效提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。更為關(guān)鍵的是，輕鋼結(jié)構(gòu)價(jià)格便宜，是一種環(huán)保性的綠色產(chǎn)品，在社會(huì)主義基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中值得廣泛應(yīng)用。加強(qiáng)對(duì)其研究，可以為后續(xù)工作開展奠定基礎(chǔ)。

1 輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用

我國(guó)的輕鋼結(jié)構(gòu)在過去的幾十年來(lái)獲得了迅猛的發(fā)展，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在建筑工程中，大量工廠倉(cāng)庫(kù)和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)涌現(xiàn)，輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用取得了較為可觀的成效，大量國(guó)外廠家開始在國(guó)內(nèi)開設(shè)代理工廠，大大促進(jìn)了輕鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)[1]。

1.1 國(guó)外輕鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)

1993年上海寶鋼集團(tuán)寶成鋼構(gòu)引進(jìn)了美國(guó)華高普頓輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系和生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力大大提升。上海寶鋼集團(tuán)擁有PLASMA水下等離子鋼板切割機(jī)，焊接設(shè)備自動(dòng)化水平較高；VP專利技術(shù)鋼構(gòu)件浸漆工藝，Z型和C型冷彎薄壁型鋼自動(dòng)打孔后成型設(shè)備等等。同時(shí)，引進(jìn)了配套的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，配備專門的屋面通風(fēng)氣樓系統(tǒng)。配套的硬件設(shè)施在國(guó)內(nèi)名列一流，可以有效提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

1.2 引進(jìn)輕鋼結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件和加工設(shè)備

H型鋼。生產(chǎn)工藝包括焊接和軋制工藝。我國(guó)的鞍山和馬鋼從國(guó)外引進(jìn)了軋制H型鋼生產(chǎn)線，部分用于輕鋼結(jié)構(gòu)門型鋼架用才，預(yù)計(jì)生產(chǎn)能力大概在140萬(wàn)t/年。

C冷彎薄壁型鋼。20世紀(jì)80年代，南京軋鋼廠將德國(guó)C型鋼生產(chǎn)線引入國(guó)內(nèi)，促使生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量大大提升。

壓型鋼板。在20世紀(jì)80年代，鞍鋼和寶鋼先后引進(jìn)了彩色涂層鋼板生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)生產(chǎn)量30萬(wàn)t左右。還從韓國(guó)、日本等國(guó)家引進(jìn)彩色鋼板，可以基本上滿足生產(chǎn)需求，近些年來(lái)主要是以?shī)A芯板成型設(shè)備引進(jìn)數(shù)量較多[2]。

輔助材料和配件連接件。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用隔熱保溫材料和帶鋁箔纖維布材料。上海平板玻璃廠從日本和德國(guó)引進(jìn)了先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝；南京復(fù)合建材廠從日本和美國(guó)引進(jìn)屋面墻面的采光瓦，逐漸進(jìn)入到我國(guó)市場(chǎng)，促使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到顯著提升。

總的說來(lái)，當(dāng)前我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，具備了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑需要的設(shè)備和材料，大大促進(jìn)了我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

1.3 輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

自我國(guó)改革開放以來(lái)，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，先后從美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家購(gòu)進(jìn)了先進(jìn)的工藝設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況研發(fā)出了新的輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備和技術(shù)。在長(zhǎng)期發(fā)展中，國(guó)內(nèi)的輕鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了大量的輕鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)廠家。為了可以更好的適應(yīng)新時(shí)期輕鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)發(fā)展需求，推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型優(yōu)化，我國(guó)已經(jīng)頒布了《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《壓型金屬板設(shè)計(jì)施工規(guī)程》《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》等二十余本設(shè)計(jì)規(guī)范、施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)程的不斷完善，為輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展提供配套的技術(shù)支持[3]。

1.4 輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景，在道路橋梁交通設(shè)施、永久性建筑和構(gòu)筑物方面需要大量臨時(shí)性建筑。加之野外露天作業(yè)和抗震救災(zāi)，都需要臨時(shí)房屋。基于此，為了滿足這一需求，為大量的臨時(shí)性建筑產(chǎn)生營(yíng)造了良好的環(huán)境，尤其是在時(shí)代進(jìn)步和發(fā)展下，勞動(dòng)條件得到了不同程度上的改善，而輕鋼結(jié)構(gòu)憑借自身自重輕、成本低、施工周期短、綜合經(jīng)濟(jì)效益好、抗震性能好、易于拆卸搬遷和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛應(yīng)用，促使臨時(shí)性建筑安全和居住條件得到了有效的改善。輕鋼結(jié)構(gòu)在房屋建筑中應(yīng)用愈加頻繁，主要包括冷彎薄壁型鋼、小角鋼、輕型H型鋼和夾芯板，用于臨時(shí)性建筑搭建。輕鋼結(jié)構(gòu)組合的房屋建筑是最簡(jiǎn)單的輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，工業(yè)化水平較高。

2 輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的應(yīng)對(duì)措施

我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)的鋼鐵企業(yè)開始大量的引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，促使我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。但是，由于輕鋼結(jié)構(gòu)科研和施工管理水平落后，發(fā)展過程中仍然存在一定的缺陷和不足，制約我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)與國(guó)外還存在較大差距，市場(chǎng)還有待進(jìn)一步規(guī)范，就其中存在的問題提出應(yīng)對(duì)措施[4]。

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)研究工作

鋼鐵企業(yè)在引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備工藝的同時(shí)，還要注重技術(shù)的設(shè)計(jì)研究工作。但是由于鋼結(jié)構(gòu)以往應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，所以在輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面不熟悉，專業(yè)人才匱乏，未能定期組織培訓(xùn)和考核，所以我國(guó)的輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終處于無(wú)序狀態(tài)。國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)建立交易關(guān)系期間，由于中間商業(yè)行為頻繁，所以技術(shù)人員缺乏有效的交流，加之審查不嚴(yán)謹(jǐn)出現(xiàn)了一系列的缺陷和不足。諸如，湛江某材料廠房由于一側(cè)缺少柱間支撐，受到臺(tái)風(fēng)破壞全部倒塌。

建筑構(gòu)造和配件選擇方面根據(jù)廠家作法，在壓型鋼板形式選擇方面，需要充分結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇，考慮夾芯板是否與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相契合，壓型板是否適用鍍鋁鋅鋼板為基層，當(dāng)前的彩色鋼板土層有幾種，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境來(lái)選擇。諸如此類問題，需要予以綜合考量，直接關(guān)乎到生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量[5]。相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)干部應(yīng)該根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況制定完善的制度和體系，投入大量的資金支持軟件開發(fā)，定期組織專業(yè)培訓(xùn)和考核，加強(qiáng)技術(shù)交流，促使輕鋼結(jié)構(gòu)科研工作有序開展。

2.2 加強(qiáng)輕鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝管理

輕鋼結(jié)構(gòu)加工制作中，盡管輕鋼結(jié)構(gòu)廠家規(guī)模和數(shù)量不斷擴(kuò)大，但是不同廠家之間的工藝技術(shù)水平和管理水平方面存在明顯的差異。故此，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)量管理，對(duì)資質(zhì)審核不合格的廠家予以嚴(yán)厲懲處，禁止繼續(xù)生產(chǎn)開工。對(duì)于加工單面焊H型鋼廠家，需要加強(qiáng)生產(chǎn)工藝和設(shè)備的嚴(yán)格審查，具備高水平的焊縫質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)和手段；具備生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合格熱軋H型鋼的廠家，設(shè)計(jì)院應(yīng)該優(yōu)先選擇，為科研工作提供支持。

輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝中，由于現(xiàn)場(chǎng)并無(wú)焊接作業(yè)，所以安裝較為便捷，效率較高。但是由于輕鋼結(jié)構(gòu)自身構(gòu)件斷面大、側(cè)向剛度較差，所以在實(shí)際安裝中需要予以嚴(yán)格控制，避免輕鋼結(jié)構(gòu)損壞變形。更為關(guān)鍵的是，為了保證輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝質(zhì)量，需要制定完善的項(xiàng)目經(jīng)理管理制度，落實(shí)責(zé)任制，相關(guān)工作人員應(yīng)定期組織培訓(xùn)和考核，人員考核合格后方可上崗，切實(shí)提升工作效率。

2.3 規(guī)范輕鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)

近些年來(lái)，我國(guó)的鋼材產(chǎn)量不斷增加，輕鋼結(jié)構(gòu)成本有所下降。但是，受到國(guó)外廠家的沖擊，國(guó)內(nèi)廠家工程少，廠家多，面臨著嚴(yán)峻的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。為了促進(jìn)我國(guó)鋼鐵企業(yè)生存和發(fā)展，應(yīng)該推動(dòng)市場(chǎng)規(guī)范化發(fā)展，避免惡意競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象出現(xiàn)，在預(yù)算定額方面補(bǔ)充輕鋼結(jié)構(gòu)部分，加強(qiáng)整治力度，促使后續(xù)的工作有序可循，規(guī)范市場(chǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過分析我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程和應(yīng)用現(xiàn)狀，可以有效挖掘其中存在的問題，有助于改善以往輕鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)的無(wú)序化問題，推動(dòng)輕鋼結(jié)構(gòu)配套工藝和技術(shù)的科研工作，對(duì)于我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)優(yōu)化具有重要促進(jìn)作用。

[1] 馬航海,袁衛(wèi)寧,李 坤,等.節(jié)約型社會(huì)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的思考[J].低溫建筑技術(shù),2007(5):88-90.

[2] 於昌榮,沙 玲,徐漢濤,等.展望我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展[J].低溫建筑技術(shù),2004(3):33-34.

[3] 李 奔.淺析輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路與發(fā)展應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富,2016(5):650.

[4] 何 炳,朱國(guó)城,毛日榮.輕鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].住宅與房地產(chǎn),2017(3):120.

[5] 嵇 蕾.淺談冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2017(22):4236.