我国对装配式钢结构体系的研究起步较晚,直到1994年才正式提出住宅产业化的概念。经历近20年的快速发展,我国现阶段装配式钢结构体系的主要发展方向可分为低层轻钢装配式住宅和多、高层轻钢装配式住宅两类。
1. 低层轻钢结构
我国在20世纪80年代末90年代初开始引进欧美及日本的轻型装配式小住宅。
(1)轻钢龙骨承重墙体系。此类住宅以镀锌轻钢龙骨作为承重体系,板材起维护结构体系和分隔空间作用。外墙板引进美国和日本的外墙材料或生产工艺,如在美国广泛采用的经过防火防腐处理的定向刨花(OSB)、PVC外墙挂板、北京新型建材厂引进日本技术生产线的金邦板等。内墙通常采用双面防火纸面石膏板,厚度9-15醒。厨房、卫生间等潮湿房间采用防水石膏板或埃特板等。总体来说,根据上述轻钢龙骨结构体系的受力特点,可以看出该体系较适用广3层的中低层装配式轻钢结构,不适用强震区的高层建筑。而且冷弯薄壁型钢3层住宅用钢量大约30~40kg/m2,不含设备及内装修,每平方米造价约为1500~1800元,根据我国的居民住宅消费水平,该体系成本造价相对较高,更适合于消费水平比较高的轻钢结构别墅住宅群体。
(2)轻钢框架结构体系。这种体系采用的是型钢梁柱框架结构,如图1-11所示。型钢一般为热轧或冷轧H型钢、方钢或圆钢管,如在国内建成的有天津太平洋村住宅产业化基地系列小住宅。该体系承重楼板釆用大跨度预应力空心板,外维护结构为轻钢龙骨骨架,饰面及保温材料与轻钢龙骨承重墙体系中的外围护材料类似。这一类住宅的承重架平均用钢量为50 kg/m2。工厂加工周期为30天左右,现场装配约40天。总体来说,根据其受力特点看出该体系一般适用6层以下的多层建筑,不适于强震区的高层建筑,且用于高层建筑经济性相对较差。
图1-11 轻钢框架体系
低层轻钢住宅作为主流住宅产品,在欧美等国经过几十年的发展与改进,已具备非常完善的技术生产体系和丰富的配套部品体系,此种体系的引进首先要和国内的行业技术规程相配套,同时应尽量将产品国产化,以进一步降低造价。
2. 多层及小高层轻钢结构体系
高层钢结构是国内近期实践较多的钢结构类型,从结构体系来分主要包括6大类。
(1)钢框架体系。该体系有较大的变形能力,结构简单,抗震性能良好、房间布置灵活,一般用于多层住宅及低烈度区的小高层住宅。
(2)钢框架-支撑体系。该体系属于钢框架和支撑双重抗侧力的体系,支撑可选用中心支撑、偏心支撑和内藏钢板支撑等,图1-12为远大节点斜撑加强型钢框架体系。该体系是高层钢结构中应用最广泛的结构体系,适用于高层及超高层住宅。代表项目主要包括杭州钱江世纪城、包头万郡大都城、沈阳铁西区工人新村、北京建谊成寿寺示范工程等。
图1-12 远大节点斜撑加强型钢框架体系
(3)钢框架-核心筒体系。该体系由钢框架和钢筋混凝土核心筒组成双重抗侧力体系,在高层住宅中通常将楼电梯间等公共区域设置剪力墙形成核心筒,来承担地震作用等水平力,外围钢框架承担竖向力,如图1-13所示。这类结构体系是早期钢结构的常用体系。
(4)钢框架模块——核心筒体系。该体系由爱尔兰引入,根据国内抗震要求和材料部品实际情况进行了改型研究和实验验证。其主体钢框架模块结构、室内精装修均全部在工厂完成,现场只需完成模块吊装、连接及外墙装饰。核心筒是模块建筑体系的抗侧力核心,钢框架模块承担竖向荷载,如图1-14所示。
图1-13 钢框架-核心筒体系
图1-14 钢框架模块-核心筒体系
(5)钢框架——混凝土剪力墙体系。该体系是由钢框架和钢筋混凝土剪力墙(或钢板剪力墙)组成的双重抗侧力体系。
(6)钢管束剪力墙体系。如图1-15所示,钢管束剪力墙结构体系是由若干U型钢、矩形钢管、钢板拼装组成的具有多个竖向空腔的结构单元形成钢管束,并在其中浇筑混凝土形成剪力墙与钢梁组成的结构体系,是杭萧钢构研发的专利技术。
图1-15 钢管束剪力墙体系
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。