冷彎薄壁輕鋼骨架住宅
美國早在1928年就已經于紐約建造了冷彎薄壁輕鋼骨架住宅。第二次大戰后憑借戰爭成果,豐富的鋼材,很多公司開始以制造輕鋼住宅為獲利手段。20世紀40-50年代很多公司加人此行列,較好的Lustron公司在鋼鐵生產地區俄亥俄州和賓夕法尼亞州建造了很多住宅。隨著美國住宅建造商協會(NAHB)對冷彎薄壁輕鋼骨架研究報告的出臺,為這種體系的推動起到了積極的作用,為了將冷彎薄壁鋼更好的用于住宅,美國鋼鐵協會(AISI)和美國住宅建造商協會(NAHB)聯合眾多行業協會、企業和大學,對冷彎薄壁輕鋼骨架的應用和發展進行了廣泛深人基礎和應用研究,取得了豐碩的成果,也使得此類產品的市場份額急劇擴大。
澳大利亞和新西蘭在1996年聯合發布實施了《冷彎薄壁輕鋼骨架規范》(AA/NAS4600),尤其是在澳大利亞較大的鋼鐵公司BHP公司的推動下,冷彎薄壁輕鋼骨架住宅近年來得到很大發展,目前澳大利亞鋼結構住宅建造量大約占全部新建住宅的50寫。該公司為了在我國發展,促使我國相關部門按照澳大利亞現行冷彎薄壁輕鋼骨架標準來編制《低層輕型鋼結構裝配式住宅技術要求》。該標準相當于1996年前美國還沒編制的《住宅鋼骨架說明性方法》時的標準,沒帶說明表格和圖表。
日本在地震后發現冷彎薄壁輕鋼結構住宅比原先的鋼結構更有優勢,于是迅速發展起來。早在2001年,日本就頒布了帶有說明表格和圖表的冷彎薄壁鋼住宅規范,但還是受到了原有鋼材住宅體系的束縛。
我國的冷彎薄壁輕鋼結構住宅產業發展較晚,目前市場的建筑體系主要依照北美和澳洲的建筑體系。以鍍鋅冷彎薄壁型鋼型材作為結構的承重部分,為墻板結構體系,設計中考慮冷彎型鋼的屈曲后強度,以及蒙皮效應的影響。常用于建造2-3層的低層住宅。鍍鋅冷彎薄壁型鋼所使用材料的屈服強度為Q235或Q345.按照建筑要求布置墻體位置,豎向荷載一般由縱橫墻體共同承受,墻體鋼龍骨采用C形截面,并按照一定的模數排列。冷彎薄壁輕鋼結構住宅的外墻常采用節能、輕質復合夾芯墻,內墻可采用石膏板,廚房及衛生間墻面采用防水石膏板或水泥加壓板,樓板采用輕質結構板材,屋面可采用彩鋼瓦、彩板瓦等屋面材料。墻體龍骨與基礎通過拉腳螺栓和化學螺栓連接。目前我國的這種低層冷彎薄壁型鋼骨架的住宅數量為2000多棟,與發達地區相比,所占住宅總數的比例太小。而且相比而言我國結構分析理論、制造安裝技術、設計規范、標準以及相應的技術人員缺乏;加之我國傳統住宅結構影響,國內低層冷彎薄壁型鋼骨架住宅結構體系的應用較少;但在國內也有一些高校、研究院所、鋼構制造企業開展一些冷彎薄壁型鋼骨架住宅理論試驗研究,國內也正在著手編制低層冷彎薄壁型鋼骨架住宅建筑技術規程。國內的主要研究成果如下:
①西安建筑科技大學的何保康和長安大Av J…zRall周天華以及他們的學生對于冷彎薄壁型鋼骨架住宅的墻體抗剪性能、墻體立柱承載力進行了一系列的試驗研究,并且取得了很大的成果。
②同濟大學的秦雅菲對冷彎薄壁型鋼低層住宅墻柱體系軸壓性能進行了理論和試驗研究,通過試驗研究了不同支撐形式對鋼骨架立柱的荷載的影響,通過試驗數據和規范值比較,提出了立柱在上下端導軌和中部側向支撐約束條件下計算長度系數的取值;通過理論計算和試驗數據的比較,得到了按中國規范計算墻板支撐立柱的荷載的簡化公式。
③大連理工大學的戰旗對輕鋼住宅結構體系進行了分析,通過對用鋼量、外墻體系、經濟性能的比較得出適合大連的輕鋼住宅體系,并采用美國規范對豎向荷載作用下的獨立柱進行試驗分析,得出試驗值是理論計算的1倍,建議采用美國規范計算。
④浙江大學的董建軍對多層冷彎薄壁型鋼結構住宅進行了研究。冷彎薄壁型鋼密柱框架體系適用于多層住宅,它在風載作用下的位移、桿件的組合內力設計均能滿足規范要求;支撐在冷彎薄壁密柱框架結構體系中是主要的抗側力構件,它提供了結構側向剛度的絕大部分,對側向位移的控制起決定性的作用。可見冷彎薄壁型鋼在多層住宅的領域也有很好的發展前景。
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