時(shí)間:2023-03-17 17:55:37
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇建筑鋼結(jié)構(gòu)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
1建筑用鋼占總鋼產(chǎn)量的比重
近數(shù)十年來(lái),前蘇聯(lián)、美國(guó)、日本三個(gè)國(guó)家一直是世界上鋼產(chǎn)量居前三位的國(guó)家,其鋼產(chǎn)量輪流位居世界第一位。因此,這幾個(gè)國(guó)家的建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展。而在同一時(shí)期,我國(guó)在這方面的發(fā)展則比較緩慢,水平也相對(duì)落后。近幾年來(lái),隨著我國(guó)改革開(kāi)放政策的實(shí)行和推進(jìn),我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。在此期間,我國(guó)的鋼產(chǎn)量一躍成為世界第一位。1996年,我國(guó)鋼產(chǎn)量首次突破億噸大關(guān);1998年我國(guó)鋼產(chǎn)量已達(dá)11434萬(wàn)t,而且每年增產(chǎn)300萬(wàn)t.鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)為發(fā)展我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)事業(yè)創(chuàng)造了極好的時(shí)機(jī)。但目前,我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比在許多方面還存在著明顯的差距,因此,為了推動(dòng)我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用,我們急需了解國(guó)外建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用概況。
中國(guó)的建筑用鋼總量約占全部鋼產(chǎn)量的20%~25%,而工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家則占30%以上。如美國(guó)和日本,該項(xiàng)指標(biāo)均已超過(guò)50%.在我國(guó),鋼在建筑中主要用于建筑用鋼結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土用鋼筋,鋼絞線,鋼絲,門窗等,而其中鋼結(jié)構(gòu)用鋼只占10%左右,在我國(guó)一億噸的鋼產(chǎn)量中,真正用于鋼結(jié)構(gòu)上的也就200~300萬(wàn)噸。
根據(jù)1998年中期美國(guó)金屬建筑行業(yè)分布的一些數(shù)據(jù),美國(guó)金屬建筑行業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)的基本情況是:在20世紀(jì)50、60、70、80和90年代,以百萬(wàn)美元計(jì)的年銷售額/以萬(wàn)噸計(jì)的年加工量分別為150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190,如以50年代為例相應(yīng)的增長(zhǎng)倍數(shù)分別達(dá)到1、2/22、8/37、10/57和15/6.3倍。從中可以看出,美國(guó)的建筑用金屬年銷售額增長(zhǎng)很快,估計(jì)目前已經(jīng)超過(guò)25億美元,年加工量也已經(jīng)達(dá)到200萬(wàn)噸以上。
2低層、多層建筑鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)
美國(guó)金屬建筑的主要市場(chǎng)分布:工業(yè)(生產(chǎn)用廠房、倉(cāng)庫(kù)及輔助設(shè)施等)、商業(yè)(商場(chǎng)、旅館、展覽館、醫(yī)院、辦公大樓等)、社區(qū)(私有及公有社區(qū)活動(dòng)中心及建筑如學(xué)校、體育館、圖書(shū)館、教堂等)、綜合等方面,分別占到46%、31%、14%和9%的份額。
在美國(guó),低層建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)還是很普遍的。美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)和金屬房屋制造協(xié)會(huì)(AISC和MBMA)聯(lián)合編制了低層建筑的設(shè)計(jì)指南。所謂低層建筑是指層高低于18m,層數(shù)不超過(guò)5層的工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、辦公室及其他的辦公和社區(qū)建筑等,其中兩層以下的非居住用樓房建筑占70%.
輕鋼建筑在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已被廣泛應(yīng)用于工廠、倉(cāng)庫(kù)、體育館、展覽館、超市等建筑。所謂輕鋼是指以彩鋼板作為屋面和墻面,以薄壁型鋼作檁條和圈梁,以焊接“H”型截面做主與梁,現(xiàn)場(chǎng)用螺栓或焊接拼接的門式剛架為主要結(jié)構(gòu)的一種建筑,再配以零件、扣件、門窗等形成比較完善的建筑體系,即輕鋼結(jié)構(gòu)體系。這種體系由工廠制作,現(xiàn)場(chǎng)按要求拼裝形成。具有自重輕,建設(shè)周期短,適應(yīng)性強(qiáng),外表美觀,造價(jià)低,易維護(hù)等特點(diǎn)。由于自重輕,也降低了基礎(chǔ)的造價(jià)。國(guó)外輕鋼結(jié)構(gòu)廠商如Butler、BHP、ABC等都已經(jīng)進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng),我國(guó)企業(yè)應(yīng)奮起直追,創(chuàng)造條件積極發(fā)展我國(guó)自己的輕鋼結(jié)構(gòu)體系,以適應(yīng)今后我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的要求。
3高層及超高層鋼結(jié)構(gòu)
由于人類文化生活不斷提高,對(duì)高層、大跨度建筑的要求也就越來(lái)越高。而鋼結(jié)構(gòu)本身具備自重輕,強(qiáng)度高,施工快等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),因此對(duì)高層、大跨度,尤其是超高層、超大跨度,采用鋼結(jié)構(gòu)更是非常理想。目前世界上最高,最大的結(jié)構(gòu)采用的都是鋼結(jié)構(gòu),而歷屆奧運(yùn)會(huì)的場(chǎng)館也多采用鋼結(jié)構(gòu)。世界上目前已經(jīng)建成的幾個(gè)純鋼結(jié)構(gòu)建筑為目前世界上最高的超高層建筑,它們是:
1931年建成的102層、高381m的美國(guó)紐約帝國(guó)大廈(1969年以前一直是最高的);
1969年建成的110層、高417m的美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心(南北兩座);
1970年建成的110層、高443m的美國(guó)芝加哥西爾斯大廈;
1996年建成的高450m的馬來(lái)西亞雙塔石油大廈(KLCC,號(hào)稱目前世界最高,但美國(guó)的西爾斯大廈有異議);
我國(guó)于1997年建成的上海金茂大廈為95層,建筑高度421m,結(jié)構(gòu)高度395m,也躋身于世界最高行列。如果上海浦東環(huán)球金融中心大廈(95層460m)建成,則堪稱世界最高,實(shí)為我國(guó)一大光榮。深圳賽格廣場(chǎng)大廈70層、高279m,為世界上最高的全部采用鋼管混凝土的超高層建筑,這又是我國(guó)的一大光榮。
巨型鋼結(jié)構(gòu)為高層或超高層建筑的一種嶄新體系,它是為了滿足特殊功能或綜合功能而產(chǎn)生的。它具有良好的建筑適應(yīng)性和潛在的高效結(jié)構(gòu)性能,是一種很有發(fā)展的結(jié)構(gòu)。如日本千葉縣43層、高180m的NEC大樓,該建筑內(nèi)部布置大開(kāi)口和大空間庭院,其巨型結(jié)構(gòu)是由四根巨型結(jié)構(gòu)柱和四個(gè)巨型的空間桁架梁組成的巨型空間桁架體系。經(jīng)分析,這種體系具有極強(qiáng)的抗推剛度。另一例是德國(guó)法蘭克福1997年建成的商業(yè)銀行新大樓,63層、高298.74m,也是歐洲最高的一棟超高層建筑。該建筑平面為邊長(zhǎng)60m的等邊三角形,其結(jié)構(gòu)體系是以三角形頂點(diǎn)的三個(gè)獨(dú)立框筒為“巨型柱”,通過(guò)八層樓高的鋼框架為“巨型梁”連接而圍成的巨型筒體系,具有極好的整體效應(yīng)和抗推剛度,其中“巨響梁”產(chǎn)生了巨大的“螺旋箍”效應(yīng)。第三例是日本擬建的動(dòng)力智能大廈(DIB-200),高800m,地上200層,地下7層,總建筑面積150萬(wàn)m2,由12個(gè)巨型單元體組成。每個(gè)單元體是一個(gè)直徑50m、高50層(200m)的框筒柱,1~100層設(shè)4個(gè)柱,101~150層設(shè)3個(gè)柱,151~200層設(shè)1個(gè)柱,每50層設(shè)置一道巨型梁。結(jié)構(gòu)上設(shè)有主動(dòng)控制系統(tǒng),進(jìn)一步削弱地震反應(yīng)。香港匯豐銀行也屬于一巨型鋼結(jié)構(gòu)大廈,是諾爾曼。福爾特設(shè)計(jì)的。
4大跨度鋼結(jié)構(gòu)
大跨度或較大跨度大都采用鋼結(jié)構(gòu),當(dāng)然也有用“膜”完成的,但充氣膜由于一些缺點(diǎn)近年來(lái)很少用,張力膜則也需要鋼索和鋼桿的支撐。
大跨度鋼結(jié)構(gòu)多用于多功能體育場(chǎng)館,會(huì)議展覽中心,博覽館,候機(jī)廳,飛機(jī)庫(kù)等。最早跨度最大的平板網(wǎng)架是60年代美國(guó)洛衫磯加里福尼亞大學(xué)體育館91m×122m(正放四角錐)。最大的雙層網(wǎng)殼是70年代也是在美國(guó)建造的休斯敦宇宙穹頂(Astrodome,直徑196m)及新奧爾良超級(jí)穹頂(Superdome,直徑207m)。90年代在日本名古屋又興建了當(dāng)今世界上最大跨度的單層網(wǎng)殼,建筑直徑229.6m,結(jié)構(gòu)直徑187.2m,采用三向網(wǎng)格,節(jié)點(diǎn)為能承受軸力和彎矩的剛性節(jié)點(diǎn)。世界上最大的室內(nèi)體育館是美國(guó)1996年奧運(yùn)會(huì)的主體育館棗亞特蘭大體育館(擬橢圓形平面,186m×235m),采用的是張拉整體體系的屋蓋,主要由索、桿、膜組成,是當(dāng)今最有發(fā)展前途的一種新型空間結(jié)構(gòu)。1993年日本建成的福岡體育館,直徑222m,是當(dāng)今最大的開(kāi)合鋼結(jié)構(gòu)屋頂,而使1989年建成的加拿大多倫多天空穹頂(Skydome,直徑203m),降為世界第二跨度最大的開(kāi)合結(jié)構(gòu)。超過(guò)300m的屋蓋結(jié)構(gòu)全部使用鋼板和型鋼組成,并不是最優(yōu)方案,近年來(lái)研究較為成功的是雜交(混合)結(jié)構(gòu),即桿、索、膜混合使用。最為典型的例子就是千禧之年世紀(jì)之交的千年穹頂(TheMilleniumDome),1997年6月開(kāi)始擬建,僅用一年時(shí)間施工,1998年6月舉行升頂儀式,該館位于英國(guó)倫敦泰晤士河南岸格林尼治,是當(dāng)今世界跨度最大的屋蓋,穹頂酷像飛碟,直徑320m.穹頂由12根包括10m支座在內(nèi)的高100m桅桿塔柱(柱本身90m)通過(guò)總長(zhǎng)度70km的鋼纜繩懸掛起來(lái)的,桅桿塔柱布置在直徑200m圓周上。穹頂網(wǎng)格由72根成對(duì)徑向索和7根環(huán)向索做成。穹頂高50m,中間設(shè)有中心索桁架和70m直徑環(huán),上覆蓋144塊雙層巨幅白色涂以特福?。═eflon)的玻璃纖維布。工程總面積8萬(wàn)m2,總預(yù)算7.58億英鎊。館內(nèi)將以“標(biāo)新立異時(shí)代”為主題舉行展覽會(huì)以迎接21世紀(jì)的到來(lái)。館內(nèi)設(shè)有“人體探秘”、“時(shí)光課堂”、“金融之窗”、“地球奇跡”、“展望未來(lái)”等12個(gè)展區(qū)。當(dāng)然,從理論角度講,跨度再大的結(jié)構(gòu)也是有可能實(shí)現(xiàn)的,為此,日本、美國(guó)學(xué)者和研究單位都在進(jìn)行研究。如1959年富勒曾提出建造一個(gè)直徑3.22km的短程線網(wǎng)殼,覆蓋紐約市第23-59號(hào)街區(qū),網(wǎng)殼重8萬(wàn)t.日本巴組鐵工所曾提出跨度200m、500m及1000m網(wǎng)殼藍(lán)圖,其中500m為全天候多功能體育娛樂(lè)活動(dòng)廳,1000m為創(chuàng)造理想未來(lái)城市,體現(xiàn)工作、居住、娛樂(lè)一體化的豐富日常生活環(huán)境。雖然這種設(shè)想在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中能否實(shí)現(xiàn)還有待于深入研究,但在橋梁方面,1000m左右跨度已經(jīng)實(shí)現(xiàn),世界上跨度最大的斜拉索橋?yàn)槿毡镜亩喽嗔_大橋全長(zhǎng)為890m;最大的懸索橋?yàn)槿毡镜拿髽颍?991m),公路鐵路兩用最大跨度橋?yàn)橄愀鄣那囫R大橋(懸索橋1377m)。世界最早的雙曲拋物面懸索屋蓋是著名的美國(guó)雷里競(jìng)技館。另外歷屆奧運(yùn)會(huì)、博覽會(huì)等都可以顯示鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平。如1972年德國(guó)慕尼黑(覆蓋7.48萬(wàn)m2體育場(chǎng)的索網(wǎng)建筑群),1976年加拿大蒙特利爾,1980年莫斯科,1984年美國(guó)洛杉磯,1988年韓國(guó)漢城(120m直徑體操館及93m直徑擊劍館都是索穹頂),1992年西班牙巴塞羅那圣喬地體育館(128m),1996年美國(guó)亞特蘭大喬治亞穹頂(186m×235m索穹頂)。2000年澳大利亞悉尼主體育場(chǎng)(11萬(wàn)人,兩個(gè)220m×70m的雙曲拋物面網(wǎng)殼)。機(jī)場(chǎng)和機(jī)庫(kù)都屬于大跨度結(jié)構(gòu),在工程中基本上也都采用鋼結(jié)構(gòu)。如英國(guó)倫敦希思羅機(jī)庫(kù)(一、二期)應(yīng)是規(guī)模比較大的工程。而我國(guó)近年來(lái)建成的首都機(jī)庫(kù)(2-153m×90m)采用三層斜放四角錐網(wǎng)格、焊接球節(jié)點(diǎn)平板網(wǎng)架,其跨度規(guī)模之大,在國(guó)際上是數(shù)一數(shù)二的,這是我國(guó)在鋼結(jié)構(gòu)方面的又一大殊榮。機(jī)場(chǎng)的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋由于建筑上的要求比較高,更是絢麗多彩。香港機(jī)場(chǎng)、馬來(lái)西亞機(jī)場(chǎng)都采用大面積單體網(wǎng)殼形式。目前,國(guó)際上以及我國(guó)都在流行一種波浪形曲面,樹(shù)狀支承以及直接交匯的相貫節(jié)點(diǎn)的立體桁架體系??雌饋?lái)雄壯而美觀。我國(guó)深圳機(jī)場(chǎng)、首都機(jī)場(chǎng)、上海浦東機(jī)場(chǎng)就是典型的例子。
5我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的前景與差距
從美國(guó)、日本、歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)看,建筑業(yè)即將成為鋼材應(yīng)用的主要市場(chǎng)。而目前我國(guó)與之相比還有差距。因此我國(guó)的高層建筑鋼材到目前為止還都從國(guó)外進(jìn)口,特別是大于50mm的厚鋼板,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的Z向性能尚達(dá)不到要求。國(guó)外不僅鋼板厚度較大,而且可以滿足各種性能要求。如日本已經(jīng)能夠生產(chǎn)的100mm的厚鋼板,具有以下類型:
①有高強(qiáng)度低預(yù)熱型(以前預(yù)熱75℃,現(xiàn)在預(yù)熱50℃)的厚鋼板590N/mm2級(jí)(HT590級(jí));
②抗地震的厚鋼板,主要有低屈服比高強(qiáng)度鋼材(HT590~HT780級(jí))和低屈服點(diǎn)鋼板,這種鋼材日本重點(diǎn)生產(chǎn),用于次要結(jié)構(gòu)上,當(dāng)?shù)卣饡r(shí)這種材料先屈服,保證主要結(jié)構(gòu)減少地震損失;
在建筑施工中鋼結(jié)構(gòu)具有其嚴(yán)重性。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)如果在施工中出現(xiàn)了問(wèn)題,就會(huì)產(chǎn)生了一系列相關(guān)問(wèn)題,包括:增加項(xiàng)目成本、延誤項(xiàng)目工程影響施工進(jìn)度,甚至可能出現(xiàn)建筑倒塌,這樣就對(duì)人身安全及財(cái)產(chǎn)安全造成了威脅,也會(huì)產(chǎn)生不好的社會(huì)影響。綜上所述,鋼結(jié)構(gòu)建筑施工具有一定的嚴(yán)重性。鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的施工相比雖然具有抗震性較強(qiáng)、施工工期較短、自重較輕以及裝配簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),如果在建筑施工中出現(xiàn)了問(wèn)題,也會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。
1.2鋼結(jié)構(gòu)施工的復(fù)雜性
在建筑施工中,鋼結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性。與鋼筋混凝土建筑相比,影響鋼結(jié)構(gòu)建筑的因素更多且更復(fù)雜,所以,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量問(wèn)題的原因就更多更復(fù)雜。相同性質(zhì)的質(zhì)量問(wèn)題也會(huì)因?yàn)椴煌脑驅(qū)е?,這樣更加加大了質(zhì)量問(wèn)題的分析、判斷以及判斷的復(fù)雜性。例如:在鋼結(jié)構(gòu)施工中,焊接裂縫的問(wèn)題,在對(duì)其產(chǎn)生原因的分析中發(fā)現(xiàn)可能是發(fā)生于焊縫金屬中,也可能是母材熱影響。這種現(xiàn)象可能出現(xiàn)在焊縫內(nèi)部也可能出現(xiàn)在焊縫表面,因?yàn)楹缚p的冷熱性不相同,所以導(dǎo)致裂縫的走向也有差別。
2建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制方法與應(yīng)用
2.1加強(qiáng)施工原材料質(zhì)量的控制
無(wú)論是任何建筑施工,原材料的質(zhì)量都是非常關(guān)鍵的,鋼結(jié)構(gòu)建筑施工也不例外,所以,建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的原材料質(zhì)量的控制至關(guān)重要。原材料對(duì)工程整體的質(zhì)量都起著非常關(guān)鍵的作用。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑對(duì)原材料的要求如下:鋼材應(yīng)有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率以及磷含量、碳含量和硫的合格保證。我國(guó)建筑行業(yè)在進(jìn)行施工時(shí)的剛才必須附有鋼材的質(zhì)量證明書(shū),鋼材的規(guī)格、品種以及性能都必須與現(xiàn)行的國(guó)家產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件以及標(biāo)準(zhǔn)相符合,也達(dá)到化學(xué)成分的要求。此外,剛才表面的質(zhì)量在符合國(guó)家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)外還需要與其他相關(guān)規(guī)定相符合,比如:如果剛才表面有劃痕、麻點(diǎn)以及銹蝕等缺陷的時(shí)候,深度必須小與該鋼材厚度的負(fù)偏差值的1/2;現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)GB8923規(guī)定的C級(jí)及C級(jí)以上,剛才的表面銹蝕的等級(jí)必須與之相符合。所以對(duì)施工原材料的控制是必要的也是必須的。
2.2做好施工組織設(shè)計(jì),及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通,施工注重細(xì)部節(jié)點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時(shí),必須按照施工圖進(jìn)行施工及安裝。施工單位在確定施工圖之后,必須要組織相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審,對(duì)應(yīng)用范圍進(jìn)行仔細(xì)核對(duì),仔細(xì)檢查有沒(méi)有問(wèn)題,并且仔細(xì)檢查節(jié)點(diǎn)圖的表述。仔細(xì)檢查設(shè)計(jì)總說(shuō)明中有沒(méi)有強(qiáng)制性條文要求內(nèi)容的體現(xiàn),以及各類材料的型號(hào)、等級(jí)、規(guī)格、性能、施工質(zhì)量要求以及工程安全等級(jí)是否明確;節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的合理性;施工中的主要措施和施工難點(diǎn),針對(duì)施工難點(diǎn)設(shè)計(jì)單位應(yīng)該預(yù)先提出完善方案。完善鋼結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量。梁、柱安裝的時(shí)候,主要對(duì)查柱底板下的墊鐵是否墊平、墊實(shí)進(jìn)行檢查,也要對(duì)柱的位移和垂直進(jìn)行檢查,梁的側(cè)向彎曲、垂直、平直進(jìn)行檢查,螺栓摩擦面清理和擰緊程度進(jìn)行檢查,以前全部驗(yàn)收合格之后才可以起吊。鋼結(jié)構(gòu)安裝形成了空間空間固定單元同時(shí)驗(yàn)收合格之后,施工單位必須將基礎(chǔ)頂面的空間用膨脹混凝土以及柱底板進(jìn)行二次澆筑密實(shí)。
2.3安裝階段的質(zhì)量控制
①安裝之前要標(biāo)志構(gòu)件供應(yīng)計(jì)劃以及安裝計(jì)劃,對(duì)土建基礎(chǔ)施工的柱腳定位軸線進(jìn)行復(fù)核,之后進(jìn)行埋設(shè)地腳螺栓。一般先進(jìn)行軌道安裝,在完成軌道橫梁基礎(chǔ)后,再在橫梁指定的位置進(jìn)行打孔,按照相關(guān)規(guī)范在孔中放入預(yù)留的螺栓,之后灌入硫磺水泥砂漿,最后用吊車將軌道放在橫梁上、裝上裝上軌件之后擰緊螺栓。②如果工程的結(jié)構(gòu)跨度較大,最好的方法是首先安裝立柱,然后再進(jìn)行吊裝組。立柱安裝的前提是保證基礎(chǔ)面和柱底面接觸緊密、平整,在此基礎(chǔ)上擰緊螺絲,焊牢之后再進(jìn)行基礎(chǔ)二次澆注混凝土。③對(duì)鋼屋梁首先要用平拼法進(jìn)行拼裝,按照?qǐng)D紙的尺寸根據(jù)圖紙尺寸放出拼裝大樣圖,按照?qǐng)D紙的要求來(lái)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的拼裝尺寸及外形進(jìn)行制造,之后才可以擰緊螺栓。在拼裝工作結(jié)束后,應(yīng)該用木桿對(duì)鋼屋架進(jìn)行牢固處理,堆放時(shí)保持立起翻身,如此可以有效的預(yù)防形變。④第一榀屋面梁吊裝到位后首先用1~2根檁條和梁連接固定,然后吊裝第二榀時(shí)用1~2根檁條與第一榀連接,同時(shí)把其他的檁條用吊車放置在兩梁智商,其他也按照此步驟進(jìn)行操作。⑤在安裝屋面檁條的同時(shí)即可安裝墻面檁條。安裝檁條時(shí)應(yīng)保證其與角鋼及梁焊接部位焊接牢固,墻面檁條要注意各檁條的位置、標(biāo)高。預(yù)留門窗口尺寸要比實(shí)際尺寸大5~7mm,檁條的橫平豎直要用水準(zhǔn)儀和磁力線墜測(cè)量。⑥檁條安裝結(jié)束之后,就可以對(duì)開(kāi)始面板進(jìn)行安裝,安裝屋面板的時(shí)候一定要屋脊和第1塊板垂直,保證墻面彩板沒(méi)有缺陷。與此同時(shí),安裝人員應(yīng)該與其保持距離,這樣才能更好的保證施工人員的安全,也是我國(guó)以人為本的體現(xiàn)。安裝結(jié)束之后,屋面不允許被人踩踏,并且對(duì)其他工作人員的負(fù)重行走進(jìn)行嚴(yán)格的控制,尤其是其他作業(yè)絕對(duì)不可以在已經(jīng)安裝的面板上進(jìn)行。⑦最后進(jìn)行門窗洞口的安裝,門口的兩側(cè)都需要設(shè)置通長(zhǎng)槽鋼龍骨,門框與槽鋼龍骨連接,外包彩板連接扣件,窗框四周需提前安裝槽形彩板連接件,在窗口找正之后再用鉚釘把槽形連接件固定在彩板上。
2.4鋼結(jié)構(gòu)油漆階段質(zhì)量控制
鋼結(jié)構(gòu)施工的工序流程:
1.鋼柱安裝
鋼柱在運(yùn)輸?shù)轿恢?,它的擺放安裝過(guò)程需要注意以下五點(diǎn)要求:(1)定位軸線在鋼柱擺放的基礎(chǔ)混凝土平面上用水墨線標(biāo)記出鋼柱所在位置的十字線,并且在鋼柱柱身上相應(yīng)地標(biāo)記出定線。(2)鋼柱吊裝進(jìn)行鋼柱吊裝采用臨時(shí)吊裝耳板,在鋼柱吊裝就位后再做切割磨平的一些工作。然后考慮到鋼柱的長(zhǎng)度,吊裝過(guò)程中應(yīng)采用斜拉起吊,同時(shí)將柱腳用木板墊高。(3)柱就位軸線調(diào)整運(yùn)用專用角尺檢查鋼柱就位的情況并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。調(diào)整工程中需要三個(gè)人同時(shí)操作,一個(gè)人移動(dòng)鋼柱,另外一個(gè)人協(xié)助穩(wěn)定,最后一個(gè)人進(jìn)行檢測(cè)。那么鋼柱就位的標(biāo)準(zhǔn)就是:鋼柱柱身的定位線與基礎(chǔ)平面上標(biāo)記好的定位線相一致,而且誤差必須必須小于2毫米。(4)柱頂標(biāo)高調(diào)整鋼柱就位軸線調(diào)整完畢后,需要進(jìn)行鋼柱標(biāo)高的調(diào)整。其操作方法為:首先在柱身上標(biāo)記標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn),然后利用水準(zhǔn)儀測(cè)定其差值,適當(dāng)?shù)脑黾訅|片(注意墊片最多不能超過(guò)2片)進(jìn)行調(diào)整鋼柱的柱頂標(biāo)高。(5)鋼柱垂直度校正1)初步校正:對(duì)鋼柱的垂直角度作出初步的調(diào)整和校正,還可以利用水平尺完成這一項(xiàng)工作。2)精確校正:同時(shí)利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)而從鋼柱的兩個(gè)側(cè)面來(lái)觀測(cè),利用纜風(fēng)繩的擺動(dòng)來(lái)進(jìn)行精確的調(diào)整和校正,并且注意要在柱腳下墊鐵。等精確校正完畢之后,就緊固鋼柱的腳螺絲,并將其柱腳和墊鐵牢固焊接。
2.鋼梁安裝
(1)起吊準(zhǔn)備對(duì)鋼梁吊裝之前,需要仔細(xì)的檢查它的編號(hào)、型號(hào)、幾何尺寸、承剪板的位置和方向以及螺栓連接面和焊縫質(zhì)量。另外在起吊鋼梁之前,要提前對(duì)鋼梁身上的污物和浮銹進(jìn)行清除摩擦,并且將梁和柱對(duì)接的定位線標(biāo)記在梁身。(2)吊裝過(guò)程運(yùn)用兩點(diǎn)綁匝吊裝法對(duì)鋼梁進(jìn)行吊裝。當(dāng)?shù)跹b基本就位的時(shí)候,仔細(xì)的調(diào)整鋼梁的位置以使得梁身上的定位線和鋼柱身上的定位線基本上達(dá)到吻合,隨即進(jìn)行點(diǎn)焊操作加固。(3)鋼梁的焊接(4)次梁的安裝一部分次梁的安裝可使用人工用棕繩吊到就位點(diǎn)實(shí)施焊接安裝。
3.焊接的操作標(biāo)準(zhǔn)
(1)待焊接的部位的表面及邊緣應(yīng)該保持清潔、整齊,不能有裂紋、油污、毛刺、氧化皮等其他雜質(zhì)。(2)焊縫區(qū)之外的母材上,應(yīng)該避免電弧擊痕。如有電弧擊痕遺留下的裂紋或者傷斑,要打磨并做好檢查。(3)完工焊縫應(yīng)要清除熔渣,焊縫和附近母材用鋼絲刷來(lái)清除干凈,焊接結(jié)束和驗(yàn)收前,施焊的接頭不能油漆。(4)用角焊縫連的工件,要盡可能密貼,如果間隙超過(guò)了1.6mm,要增加焊縫焊角,增加的值等于它根部的間隙值。嚴(yán)禁用填充物填充間隙。(5)在正式焊接過(guò)程中,如果查出定位焊有裂紋必須將它鏟除以防止形成隱患。(6)制作使用的焊條要符合焊接工藝規(guī)定使用的經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的焊條。(7)從事焊接操作人員是選用合格的焊接人員。(8)機(jī)械、工具、焊接材料和其他輔助的材料必須有產(chǎn)品合格證,且按照技術(shù)的要求使用。(9)焊接之前必須檢查焊口的尺寸和清理情況,合格后才能施焊。
4.防火噴涂
(1)噴涂工藝的流程先利用攪拌機(jī)拌料,其次對(duì)拌料振動(dòng)篩過(guò)濾,然后把過(guò)濾后的料倒進(jìn)料斗,接著用噴涂工具把料噴涂在結(jié)構(gòu)的表面,最后加覆防火涂料進(jìn)行固化。需注意流程中,要重點(diǎn)重復(fù)最后兩道工序,以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的厚度。(2)注意事項(xiàng)1)拌料過(guò)程配料時(shí)要嚴(yán)格按照涂料的配比。攪拌時(shí)間不能夠少于20分鐘,攪拌合格標(biāo)準(zhǔn),涂料內(nèi)沒(méi)有結(jié)塊、稠度均勻,還要求流動(dòng)性達(dá)到施工要求,涂料以用手抓起掌心向下,涂料不落下。2)噴涂過(guò)程中,第一遍為防止涂料在固化過(guò)程中產(chǎn)生裂紋,厚度達(dá)到4到8mm之間。噴槍操作時(shí),距工作墻面的距離必須小于0.3m。3)噴涂完成后,需檢查噴涂效果,尤其是角落和縫隙處。厚度不夠處進(jìn)行補(bǔ)涂。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量管理
建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量管理分為施工前的前期質(zhì)量管理、施工中的過(guò)程質(zhì)量管理和完工后的質(zhì)量監(jiān)督管理三個(gè)方面,這也是實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理的具體體現(xiàn):
1.前期質(zhì)量管理
前期質(zhì)量管理,即施工準(zhǔn)備階段,此項(xiàng)工作將貫穿整個(gè)施工過(guò)程,有計(jì)劃有步驟的實(shí)施工程,為工程質(zhì)量管理提供了保障和依據(jù)。前期質(zhì)量管理包括采購(gòu)階段的質(zhì)量把關(guān)和鋼結(jié)構(gòu)工程的拼裝管理。不論是材料選購(gòu)的質(zhì)量還是焊工技術(shù)和焊接材料,都必須嚴(yán)格按照質(zhì)量要求進(jìn)行,對(duì)進(jìn)場(chǎng)的構(gòu)件、材料要及時(shí)報(bào)檢,保證其質(zhì)量。施工現(xiàn)場(chǎng)必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員、機(jī)械設(shè)備及用電等進(jìn)行嚴(yán)格管理,進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員需戴安全帽,電工應(yīng)穿絕緣鞋,高空作業(yè)必須系好安全帶等。
2.安裝過(guò)程質(zhì)量管理
鋼結(jié)構(gòu)安裝階段必須要有監(jiān)督人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督管理。具體實(shí)施過(guò)程如下:(1)熟悉圖紙與原設(shè)計(jì)的一致性、合理性和適用性。(2)檢查安裝運(yùn)輸設(shè)備、起重、場(chǎng)地的安全性,工地焊接設(shè)備的適用性。(3)復(fù)查建筑物的定位軸線、標(biāo)高、位置等。(4)抽查成品件的外形尺寸和表面質(zhì)量,抽查的數(shù)量為同類構(gòu)件的10%。(5)設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定貼緊的節(jié)點(diǎn)接觸面不少于70%,且邊緣間隙不大于0.8mm,用0.3的塞尺抽查10%且不少于3件。(6)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝工程及金屬壓型板工程的控制和檢驗(yàn)。
3.后期質(zhì)量管理
1.2鋼柱吊裝技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)中,鋼柱吊裝技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的施工技術(shù)手段,它在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中占有非常重要的地位。鋼柱是鋼結(jié)構(gòu)建筑中所需要的重要部件。鋼柱在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過(guò)程中主要應(yīng)用于高層建筑總高度以及高層建筑層高的決定性豎向構(gòu)件。在對(duì)鋼柱元件進(jìn)行加工制造的過(guò)程中,應(yīng)該嚴(yán)格的要求它的規(guī)格,嚴(yán)格的按照有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行合理有效地加工,確保鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工程中的需求量。鋼柱在翻樣下料的操作工藝流程中,必須要充分全面地考慮到所存在的負(fù)面因素,如由于焊接縫隙而產(chǎn)生鋼柱收縮變形的現(xiàn)象,另外,鋼柱還可能會(huì)產(chǎn)生豎向荷載的現(xiàn)象。因此,對(duì)于鋼柱的實(shí)際操作中的長(zhǎng)度不能等同于設(shè)計(jì)當(dāng)中的長(zhǎng)度。在實(shí)際的造作中不能對(duì)其有分毫之差,一旦出現(xiàn)一點(diǎn)差錯(cuò),就很可能影響到整個(gè)工程的正常運(yùn)行。
2鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工中的質(zhì)量控制
在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工過(guò)程中,施工圖紙?jiān)诮ㄖ┕ぶ姓加兄鲗?dǎo)的作用,施工圖紙是保證施工正常進(jìn)行的前提,同時(shí)也是保證施工質(zhì)量的前提條件。因此,必須重視鋼結(jié)構(gòu)在施工前圖紙的繪制環(huán)節(jié),一定要確保圖紙繪制的準(zhǔn)確性??梢圆捎脙煞N方法來(lái)確保鋼結(jié)構(gòu)建筑圖紙的準(zhǔn)確性。一是建筑施工單位應(yīng)該聯(lián)合設(shè)計(jì)單位共同對(duì)圖紙的繪制進(jìn)行監(jiān)工,以確保圖紙的設(shè)計(jì)以及繪制的質(zhì)量。二是在圖紙審查的過(guò)程中,檢查的人員應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)的對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的解讀,確保其他工作人員能夠?qū)ㄖD紙所表達(dá)的內(nèi)容都了然于胸。另外,在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的工程中,應(yīng)該確保施工人員擁有一定的建筑技術(shù)。有一個(gè)良好的施工團(tuán)隊(duì),可以確保建筑的施工質(zhì)量。
2關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施
1)鋼椽裝飾方案及二次深化設(shè)計(jì)。鋼椽包裝選用強(qiáng)度、耐久性好的鋁單板為裝飾材料,經(jīng)過(guò)裁剪、折邊、彎弧、焊接、打磨等工序,由工廠化加工成所需的形狀和尺寸,最后在構(gòu)件上進(jìn)行符合古建筑風(fēng)格特征的氟碳面漆噴涂。在構(gòu)件制作前先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)已安裝完成的鋼椽構(gòu)件及椽檔間距進(jìn)行復(fù)測(cè),按實(shí)測(cè)結(jié)果應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)鋼椽之間的檔距進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)整、均分和排版設(shè)計(jì),對(duì)正身椽及翼角部位等裝飾椽分塊編號(hào),然后繪制鋁板加工圖。正身椽、正面、側(cè)面大樣圖見(jiàn)圖1,圖2。2)鋼正身椽包裝固定。鋁單板裝飾構(gòu)件制作成型后,先在椽頭以椽的出挑和起翹確定鋼連檐(傳統(tǒng)仿古建筑中連檐是指固定檐椽頭和飛椽頭的連接橫木)的位置,保證連檐的空間曲線自然、順暢、優(yōu)美,本工程由于構(gòu)造要求鋼連檐采用50×50×5的角鋼,底面與鋼椽、屋架頂面焊接牢固,位置距椽頭80mm;后用小線翻出第一根正身椽以及翼角椽的位置再進(jìn)行安裝。安裝時(shí)采用單個(gè)安裝,先根據(jù)放線位置安正身椽,整塊板通過(guò)四周鋁角碼采用3.2鉆尾絲及鋁板固定件與鋼椽上的木望板連接固定,鋁角碼型材統(tǒng)一,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)間距安裝;正身椽安裝完畢后椽檔采用寬度為120mm的鋁單板平板補(bǔ)檔,并通過(guò)四周鋁角碼與上部木望板連接固定。鋁單板包椽反折邊固定節(jié)點(diǎn)圖見(jiàn)圖3。3)翼角部位的特殊控制。a.傳統(tǒng)建筑中翼角部分從立面上看是檐口的一條由飛身椽子開(kāi)始,逐漸向上翹的曲線;從平面上看,又是一條向45°斜角方向逐漸伸出的自然和緩的曲線,似展翅的鳥(niǎo)翼,從而形象稱之為翼角。在本工程翼角部分的鋁單板制作是個(gè)難點(diǎn),此部分鋼椽從正身椽到老角梁是每隔一椽設(shè)置,間距較大,中間用鋁單板均勻填補(bǔ)并要反映出仿古建筑翼角的曲線。這就使鋁單板裝飾的斷面形式為變截面矩形,所設(shè)鋁單板椽頭和椽尾尺寸差異較大,與此同時(shí),椽身和椽尾的長(zhǎng)度也在變化。為解決這些復(fù)雜的變化,此部分測(cè)尺時(shí)先在現(xiàn)場(chǎng)用三合板做1∶1木質(zhì)節(jié)點(diǎn)實(shí)體模型,排列出翼角椽的次序位置,椽身斷面由正方形變?yōu)榱庑?,由椽頭的菱形直接過(guò)渡成椽尾處薄厚不等的楔形,并呈散射狀排列,以此確定翼角部位的空間曲線;然后按照模型的尺寸試樣進(jìn)行加工,以保證成型后角度及尺寸位置的準(zhǔn)確,體現(xiàn)仿古翼角的曲線和造型。b.本工程四個(gè)廡殿頂,每個(gè)廡殿頂有四個(gè)翼角,必須要求同一屋面的四個(gè)翼角椽斷面形狀、尺寸應(yīng)統(tǒng)一,長(zhǎng)度均按照實(shí)體模型尺寸,椽身斜形、翹曲部分應(yīng)逐根加大至實(shí)際需要尺度。需要注意的是翼角處鋁單板尾部與鋼結(jié)構(gòu)柱子連接不采用角碼安裝,而是對(duì)與鋼柱結(jié)合處的鋁單板進(jìn)行反折邊,然后打孔用鉆尾絲上于木基層底面,反折邊一方面是為了保護(hù)柱子使之安裝時(shí)不變形,另一方面起角碼固定作用。此處鉆尾絲固定時(shí)嚴(yán)禁扭曲、變形、碰傷,嚴(yán)格控制安裝精度,確保立面垂直度2mm;表面平整度2mm;接縫平直0.5mm。翼角鋼椽外包鋁單板效果圖見(jiàn)圖4。4)構(gòu)件連接接口、接縫的細(xì)部處理。a.鋁單板安裝時(shí),鋁角碼固定處留有15mm的分隔縫,為保證仿古建筑檐椽的整體效果銜接自然、統(tǒng)一,采用泡沫棒填縫,硅酮耐候膠密封的方式進(jìn)行銜接處理;正身椽、翼角鋁單板包椽安裝完成后,椽頭雀臺(tái)處與鋼連檐、瓦口木連接處的20mm接縫處,必須用耐候膠嵌縫予以密封,防止氣體滲透和雨水滲漏。b.接縫處理除考慮立面的裝飾效果外,更要考慮受熱膨脹后的熱伸縮量,嵌縫耐候膠注膠時(shí)應(yīng)注意:第一,充分清潔板間縫隙,保證粘結(jié)面清潔,并加以干燥;第二,為調(diào)整縫的深度,先在縫內(nèi)填充聚氯乙烯發(fā)泡材料(泡沫棒)再注膠;第三,注膠后應(yīng)將膠縫表面抹平,去掉多余的膠;第四,注意注膠后應(yīng)養(yǎng)護(hù),膠在未完全硬化前,不要沾染灰塵和劃傷。c.鋁單板安裝完工后,從上到下逐層將鋁單板表面的保護(hù)膠紙撕掉,同時(shí)逐層同步拆架,拆架時(shí)應(yīng)注意保護(hù)鋁單板,不要碰傷、劃傷,最后完成整個(gè)鋁單板包椽工程的施工。正身椽外包鋁單板裝飾效果見(jiàn)圖5。
1輕鋼結(jié)構(gòu)建筑及輕鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀
1.1輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)的鋼產(chǎn)量有了很大的提高,特別是從1997年以后,中國(guó)的鋼產(chǎn)量突破1億t,但中國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占總鋼產(chǎn)量的比例僅為3%左右,而在鋼結(jié)構(gòu)用鋼量中,建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量又僅占10%,(大部分為工業(yè)車間、汽車展廳等)這與中國(guó)作為產(chǎn)鋼大國(guó)的地位是很不相稱的,為此,國(guó)家外經(jīng)貿(mào)委會(huì)同冶金部制定了在建筑工程中推廣使用鋼結(jié)構(gòu)的一系列政策措施,鼓勵(lì)建筑工程采用鋼結(jié)構(gòu)形式,爭(zhēng)取在2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)的用量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的6%。
1.2輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展現(xiàn)狀
中國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅起步很晚,只是改革開(kāi)放后,從國(guó)外引進(jìn)了一些低層和多層鋼結(jié)構(gòu)住宅,才使我們有了學(xué)習(xí)與借鑒的機(jī)會(huì)。1986年意大利鋼鐵公司和冶金部建筑研究總院合作,介紹了一種低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系-Bsis,并在冶金部建筑研究總院院內(nèi)建造一棟二層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅樣板房;1988年日本積水株式會(huì)社贈(zèng)送上海同濟(jì)大學(xué)兩棟輕鋼結(jié)構(gòu)住宅(二層),建在同濟(jì)新村中;20世紀(jì)90年代個(gè)別國(guó)外公司為推廣其產(chǎn)品在北京、上海等地建立多層輕鋼結(jié)構(gòu)辦公、住宅樓。
大規(guī)模研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)制造、施工安裝鋼結(jié)構(gòu)住宅還是近幾年才發(fā)展起來(lái)。目前,在北京、天津、山東萊蕪、安徽馬鞍山、上海、廣州和深圳等地開(kāi)展低層、多層和高層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)工程,目前已經(jīng)建成幾十萬(wàn)平方米,這說(shuō)明了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展勢(shì)頭良好。
近年來(lái),隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多,中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速,輕鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種綠色環(huán)保建筑,已被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。特別是在中國(guó)大中城市中,人多、土地資源少,而人們對(duì)住宅密度、環(huán)境綠地等要求越來(lái)越高的情況下,較大范圍應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅,這是中國(guó)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物,它是符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的推廣項(xiàng)目。
2輕鋼結(jié)構(gòu)住宅相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式住宅的優(yōu)勢(shì)分析
2.1鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)
2.1.1能合理布置功能區(qū)間
利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn),設(shè)計(jì)可采用大開(kāi)間布置,使建筑平面能夠合理分隔、靈活方便,創(chuàng)造開(kāi)放式住宅。而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)(磚混結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu))由于材料性質(zhì)限制了空間布置的自由,如果開(kāi)間過(guò)大,就會(huì)造成板厚、梁高、柱大,出現(xiàn)“肥梁胖柱”現(xiàn)象,不但影響美觀,而且自重增大,增加造價(jià),購(gòu)房者在二次裝飾時(shí),經(jīng)常由于自行改變墻置,增加隱患。
2.1.2輕鋼結(jié)構(gòu)住宅空間利用率高
在空間使用率上。鋼結(jié)構(gòu)的斷面小,與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可增加建筑有效面積8%左右。在建筑風(fēng)格上,鋼結(jié)構(gòu)建筑也更顯靈活豐富,戶內(nèi)空間可多方案分割,可以滿足不同用戶的需求。
2.1.3自重輕、抗震性能好
相同建筑面積的建筑樓層,輕鋼結(jié)構(gòu)自重輕,根據(jù)比較,6層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的重量,僅相當(dāng)于4層磚混結(jié)構(gòu)住宅的重量。而且鋼材具有延性,能比較好地消耗地震帶來(lái)的能量,所以抗震性能好,結(jié)構(gòu)安全度高。
2.2鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性占優(yōu)勢(shì)
2.2.1施工方便、工期短
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可以實(shí)行工廣化生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)安裝。由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小,對(duì)周圍環(huán)境污染少,同時(shí),施工機(jī)械化程度高,加快了施工速度。根據(jù)統(tǒng)計(jì),同樣面積建筑物,鋼結(jié)構(gòu)比砼結(jié)構(gòu)工期可縮短1/3,而且可節(jié)省支模材料。
2.2.2綜合造價(jià)低
由于自重輕,基礎(chǔ)費(fèi)用降低,總體用料減少,直接成本降低,建設(shè)工期短,間接費(fèi)又可減少,所以綜合造價(jià)低。
2.2.3符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求
輕鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn),工業(yè)化程度高,并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)成品集合于一體,成套應(yīng)用,將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工—體化,提高住宅產(chǎn)業(yè)化的水平。
另外,鋼材報(bào)廢后可實(shí)現(xiàn)100%廢品再回收利用,所以稱“鋼結(jié)構(gòu)建筑”為“綠色建筑”毫不為過(guò),它是適應(yīng)我們?nèi)祟惪沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的新型建筑形式。
3輕鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展阻力(頸瓶)分析
3.1社會(huì)認(rèn)可度
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展面臨的首要問(wèn)題是整個(gè)社會(huì)對(duì)這種新住宅體系的接受需要一個(gè)過(guò)程。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是在國(guó)外尤其是北美地區(qū)木結(jié)構(gòu)住宅的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,這兩種體系雖然在國(guó)外已經(jīng)十分成熟和完善,但是對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)卻完全是新東西。,因而各種困難幾乎無(wú)處不在。中國(guó)的消費(fèi)者由于長(zhǎng)期以來(lái)住慣了磚混或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅,從慢慢開(kāi)始接受到逐步喜歡輕鋼結(jié)構(gòu)住宅,也需要—個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。
3.2發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)上還不夠成熟
鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù),由于過(guò)去缺乏技術(shù)引導(dǎo),市場(chǎng)需求沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度,因此,中國(guó)的相關(guān)產(chǎn)品功能性單一。工業(yè)化程度不高,產(chǎn)品質(zhì)量還不能滿足住宅產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前,該技術(shù)零散而不系統(tǒng),技術(shù)水平及標(biāo)準(zhǔn)參差不齊,不配套,需進(jìn)一步研究創(chuàng)新并進(jìn)行整合。
此外,在建材和部品方面,目前建造輕鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)工程所需材料許多要從國(guó)外運(yùn)來(lái),甚至有些由外商在中國(guó)大陸委托加工的部件,往往也只能到國(guó)外去采購(gòu),在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上一時(shí)還找不到。這也制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和推廣。
3.3專業(yè)技術(shù)人才缺乏
在人員方面,由于國(guó)內(nèi)無(wú)論中等或是高等專業(yè)學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容中均少涉及輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系,因此中國(guó)建筑類專業(yè)的工程技術(shù)人員對(duì)這一體系知之甚少,而更加缺乏的是熟練技術(shù)工人,所以雖然這一體系單純從技術(shù)層面上講并無(wú)多少難度,但真正推行起來(lái)卻往往缺乏得力的骨干。
3.4工程造價(jià)問(wèn)題
目前,輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在中國(guó)大陸的報(bào)價(jià)大約是同條件傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)住宅的1.5倍左右,國(guó)內(nèi)消費(fèi)者近期還難以接受。然而這種價(jià)格在國(guó)外比起其他結(jié)構(gòu)形式住宅的造價(jià)來(lái)說(shuō),卻具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,這也就是為什么輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在國(guó)外能夠蓬勃發(fā)展的原因。任何新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展都是與所處社會(huì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)背景相聯(lián)系、相適應(yīng)的,目前,美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),人均GDP約為中國(guó)的40~50倍,勞動(dòng)力價(jià)格約為中國(guó)的20~30倍,因此,符合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方式的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在發(fā)達(dá)國(guó)家遠(yuǎn)比中國(guó)更易被市場(chǎng)接受。而中國(guó)由于科技和生產(chǎn)力發(fā)展水平較低,勞動(dòng)力價(jià)格便宜,盡管輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的性能和舒適度較高,但其對(duì)下傳統(tǒng)建筑形式住宅的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)反倒不夠明娃,因而市場(chǎng)接受起來(lái)比較緩慢。
3.5缺乏有針對(duì)性的鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)
中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是針對(duì)兒十年來(lái)大量使用的結(jié)構(gòu)體系編制的,輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系此前在中國(guó)屬于技術(shù)空白,所以不能滿足
中國(guó)現(xiàn)行強(qiáng)制性規(guī)范的某些條文。例如中國(guó)建國(guó)以后建造的建筑物,多采用磚石和鋼筋混凝土等耐火性能好的建筑材料,由此導(dǎo)致中國(guó)的《建筑設(shè)汁防火規(guī)范》在材料選用方面似乎較國(guó)外苛刻,輕鋼結(jié)構(gòu)住宅難以滿足其要求。這種與國(guó)內(nèi)規(guī)范不銜接的狀況,使輕鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目無(wú)論在工程報(bào)建階段還是在工程驗(yàn)收階段,都會(huì)遇到數(shù)不盡的障礙與麻煩。
3.6鋼結(jié)構(gòu)住宅本身缺陷
鋼結(jié)構(gòu)防火能力差。經(jīng)過(guò)防火處理的鋼結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間也只有2h~3h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)遜色于磚石和鋼筋混凝土等耐火性能好的建筑材料。
3.7缺乏相適應(yīng)的建筑管理模式
在建筑管理方面,中國(guó)現(xiàn)行的建筑管理模式與輕鋼結(jié)構(gòu)住宅這種工業(yè)化生產(chǎn)方式也不適應(yīng),中國(guó)加入WTO以后,國(guó)外許多住宅生產(chǎn)企業(yè)希望進(jìn)入中國(guó)大陸市場(chǎng),但是他們搞不清自己來(lái)到中國(guó)后應(yīng)當(dāng)申領(lǐng)什么資質(zhì),屬于什么身份——設(shè)計(jì)單位?施工單位?集成商?還是制造商?
4鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展前景展望
按發(fā)達(dá)國(guó)家的最低水平推算,中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用鋼量至少有3600萬(wàn)t的發(fā)展空間。在近期內(nèi),國(guó)家將大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑,力爭(zhēng)每年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼將占全國(guó)鋼材總產(chǎn)量的3%以上,年均鋼材消費(fèi)量為350萬(wàn)t~400萬(wàn)t;到2015年,將再翻一番,全國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材占鋼材總產(chǎn)量的6%以上,由此可見(jiàn),鋼結(jié)構(gòu)住宅市場(chǎng)前景十分廣闊。
4.1適合建筑用的特種鋼將不斷涌現(xiàn)
隨著中國(guó)鋼鐵企業(yè)冶煉技術(shù)的提高,為適應(yīng)市場(chǎng)的需求,適合建筑用的特種鋼必將不斷地涌現(xiàn),例如寶鋼、武鋼等鋼鐵企業(yè)成功開(kāi)發(fā)的耐火耐候鋼,它是通過(guò)合適的技術(shù),使鋼材含有特定的成分(如加鉬等),使鋼材的表觀結(jié)構(gòu)及金相組織發(fā)生變化,從而使鋼材本身生成所需的耐火性和耐候性,多種新型建筑用鋼的出現(xiàn)將大力推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。
4.2國(guó)家將重點(diǎn)支持輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)在中國(guó)才剛剛涉入,中國(guó)現(xiàn)在是一個(gè)產(chǎn)鋼大國(guó),年產(chǎn)量3億多t,發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅有很大的潛力。20世紀(jì)90年代,國(guó)家建設(shè)部和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委一致通過(guò),將“輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑通用體系的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用”作為中國(guó)建筑業(yè)用鋼的突破點(diǎn),并正式列入國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目。這一舉措為中國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。如今,由于國(guó)家的宏觀調(diào)控作用,房市出現(xiàn)了前所未有的低迷,在這個(gè)時(shí)機(jī)推出鋼結(jié)構(gòu)住宅,利用鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)來(lái)吸引市民目光,刺激消費(fèi),增加市場(chǎng)的購(gòu)買力,起著事半功倍的作用。
4.3鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)將不斷發(fā)展
隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)也必將不斷的成熟,大量的適合輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的新材料也將不斷的涌現(xiàn),同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)建筑規(guī)范、建筑標(biāo)準(zhǔn)也將隨之逐漸完善。相信不久的將來(lái),輕鋼結(jié)構(gòu)住宅必然會(huì)給住宅產(chǎn)業(yè)和建筑行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)深層次的革命。
4.4發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是中國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化的必由之路
住宅產(chǎn)業(yè)化是中國(guó)住宅業(yè)發(fā)展的必由之路,因?yàn)檫@將成為推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)化制作,而與之相配套的墻體材料可以采用節(jié)能、環(huán)保的新型材料,它屬綠色環(huán)保性建筑,可再生重復(fù)利用,符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,因此輕鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)的研究成果必將大大促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,直接影響著中國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和前途。
建筑比較
輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要材料是鋼結(jié)構(gòu)框架輔以彩色金屬壓型鋼板,由于其框架結(jié)構(gòu)以門式剛架為主,因此,其建筑表現(xiàn)是以門式剛架為基礎(chǔ)進(jìn)行衍化。從總體上說(shuō),輕鋼結(jié)構(gòu)建筑以簡(jiǎn)捷明快的特點(diǎn)得到各界認(rèn)可。按的情況,國(guó)內(nèi)外企業(yè)所承建的建筑在建筑表現(xiàn)上其差距主要有以下三個(gè)方面:
(一)建筑設(shè)計(jì)理念上的差距
從本質(zhì)上講,輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)仍然執(zhí)行現(xiàn)行的各種建筑規(guī)范,與混凝土建筑沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。但其建筑理念由于使用材料的特殊性,確有與混凝土不同的地方,進(jìn)而使其建筑表現(xiàn)出多種差別。
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化
混凝土建筑的設(shè)計(jì)都是按著先建筑設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì),而輕鋼結(jié)構(gòu)建筑由于其特殊的材料和先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件,得以使設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì),即建筑設(shè)計(jì)完成與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)完成。目前,國(guó)外輕鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)都是遵循這樣一條理念,而國(guó)內(nèi)的大多數(shù)企業(yè)仍執(zhí)行混凝土建設(shè)設(shè)計(jì)的原則。建筑設(shè)計(jì)按混凝土建筑的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候一方面很難完整地表現(xiàn)其建筑風(fēng)格,另一方面也破壞了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑特有的建筑特色。比如,輕鋼結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)大跨度,而混凝土結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)。由于建筑設(shè)計(jì)工程師不了解這一情況,因此,其設(shè)計(jì)的建筑可能都是小跨度的建筑,這就有可能失去建設(shè)具有恢弘氣勢(shì)的大跨度建筑的機(jī)會(huì)。這主要由于目前國(guó)內(nèi)眾多設(shè)計(jì)院沒(méi)有先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件的原因造成的。今后隨著各種先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的普及,這一會(huì)得到圓滿的解決。
2、圍護(hù)系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化
在這方面我國(guó)企業(yè)的基本做法是,主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分開(kāi)來(lái)進(jìn)行,而國(guó)外普遍的做法是統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì),甚至有些企業(yè)仍然執(zhí)行建筑模數(shù)制以保證建筑整體安裝的精確度。比如,在兩個(gè)立柱之間安裝內(nèi)墻板,按前者的做法,內(nèi)墻板從左柱開(kāi)始排板是高肋,到右柱都是高肋。實(shí)際上這表明按前者的做法不能保證安裝的精確度,而后者能保證安裝的精確度。
3、配件系統(tǒng)與整體建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)一體化
國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的建筑在安裝時(shí),基本保證安裝結(jié)束的時(shí)候,地面上沒(méi)有多余的配件,建筑上也沒(méi)有缺少的配件。而國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)的情況卻是或者少配件,或者多配件。這是因?yàn)榕浼到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與整個(gè)建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不統(tǒng)一的結(jié)果。而建筑表現(xiàn)也因此受到。當(dāng)然,這里也有一個(gè)配件標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題。
(二)建筑表現(xiàn)形式的差距
輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑表現(xiàn)主要有以下四個(gè)方面的特征,即規(guī)模、線條、色彩和變化。在這四個(gè)方面,我們都不同程度的存在差距。
1、建筑規(guī)模:國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑規(guī)模的表現(xiàn)上,表現(xiàn)得相當(dāng)出色,特別是一脊雙玻或帶女兒墻的大跨度輕鋼結(jié)構(gòu)建筑,具有恢弘的建筑氣勢(shì)。這種用建筑規(guī)模表現(xiàn)建筑風(fēng)格的作品,出自國(guó)內(nèi)企業(yè)之手的,目前還不多見(jiàn)。
2、金屬壓型鋼板的線條:線條是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的風(fēng)格最獨(dú)特的特征,這種勻稱的線條,或橫或縱,使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑富有流暢的金屬質(zhì)感,與傳統(tǒng)的混凝土建筑相比較形成極大的反差,體現(xiàn)了強(qiáng)烈的的氣息。但國(guó)內(nèi)企業(yè)建筑往往在不經(jīng)意間破壞了這種線條,而使得建筑物整體形象呆板、呆滯。
墻面采光窗的不合理設(shè)置,是破壞這種線條的主要原因。如前所述,國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)多是采用先建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式。建筑設(shè)計(jì)時(shí),為了考慮建筑采光,在墻面設(shè)置了大量的采光窗。這種采光窗雖然滿足了采光的需要,但在建筑上卻破壞了墻面的線條造型。其實(shí),輕鋼結(jié)構(gòu)建筑,由于可以大量使用屋面采光板采光,從而減少墻面開(kāi)窗的數(shù)量,這樣就可以非常有效地既保證建筑采光又不破壞墻板的線條。
另外,墻板的線條在板型方面,我們也有差距,這也是線條造型的又一個(gè)重要因素。
3、建筑色彩:多種色彩的金屬壓型鋼板使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑表現(xiàn)得豐富多彩,特別是大膽使用跳躍性色彩和冷色調(diào),可以給人一種明顯區(qū)別于傳統(tǒng)建筑的耳目一新的感覺(jué)。色彩的表現(xiàn)包括兩個(gè)部分,一部分是屋面、墻面板的色彩表現(xiàn),另一部分是收邊泛水等飾件的色彩表現(xiàn)。國(guó)內(nèi)多選擇白色、蘭色、紅色,很少選擇褐色黑色、以及多種色彩組合。這既有群體審美意識(shí)的趨向,也有國(guó)內(nèi)自己生產(chǎn)的板材色彩單調(diào)的問(wèn)題,還有設(shè)計(jì)工程師建筑審美問(wèn)題,更有業(yè)主主觀武斷的問(wèn)題。
4、建筑變化:國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)模較小的建筑在追求建筑風(fēng)格方面,多借鑒小規(guī)?;炷两ㄖ慕ㄖL(fēng)格,包括混凝土建筑的裝修裝飾表現(xiàn)。雖然規(guī)模小,但多富變化,使得小規(guī)模建筑表現(xiàn)出靈動(dòng)的建筑風(fēng)格。而國(guó)內(nèi)企業(yè),基本是方形建筑,確實(shí)缺少變化。
(三)建筑裝飾表現(xiàn)的差距
輕鋼結(jié)構(gòu)建筑由于使用材料的原因,其裝飾效果遠(yuǎn)比混凝土建筑豐富,這也是輕鋼結(jié)構(gòu)建筑更具表現(xiàn)力的主要原因之一輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的裝飾物一般具有雙重功能的特點(diǎn),既有使用功能,又有裝飾功能。比如外天溝,它既是天溝有組織排水的功能,又是建筑屋檐重要的裝飾物。其他如雨蓬、落水管、收邊、泛水等,都是如此。
1、外天溝:國(guó)外的外天溝由于裝飾功能的要求都設(shè)計(jì)有多種形式,而國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的基本就是一種直角形。
2、山墻檐口收邊:因檐口收邊必須與天溝一致,所以情況與外天溝相同。
3、落水管(含落水斗):國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的落水管都是用較薄的彩板壓型而成,表面有2-5毫米高的肋,斷面呈方橢圓形,這種肋條既提高落水管的強(qiáng)度,又起到裝飾效果的作用。多種色彩選擇的細(xì)小肋條與墻板比相映成趣,尤其是雨蓬處的兩個(gè)轉(zhuǎn)彎的落水管優(yōu)美的弧形變化,堪稱輕鋼結(jié)構(gòu)建筑一道亮麗的風(fēng)景線。而國(guó)內(nèi)的落水管多數(shù)是PVC落水管,也有一部分采用方形彩板落水管,裝飾效果不強(qiáng)。
4、門窗洞口收邊:這是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑裝飾效果非常重要的因素,也是建筑表現(xiàn)差距較大之一。許多國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)看到這一問(wèn)題存在,正在不斷地改進(jìn)。這種差距表現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是加工工藝方面,一是收邊造型方面。加工工藝方面,國(guó)外企業(yè)在收邊的外側(cè),都做約5毫米的130度回轉(zhuǎn)卷邊,既提高收邊的強(qiáng)度,使得收邊安裝后平挺,又使收邊外側(cè)彩板斷口得以掩飾。而國(guó)內(nèi)企業(yè)基本沒(méi)有這道工序,所以,收邊安裝后既不平挺(收邊起波浪),也不美觀。在收邊造型方面,國(guó)外各大企業(yè)都有各具特色的漂亮的收邊造型,比如ABC(上海美建)、(巴特勒)METALLIC(馬泰力克)、ZAMIL(科威特匝米爾)等,都有與別人不同的美觀的收邊造型,而國(guó)內(nèi)企業(yè)基本是一種簡(jiǎn)單的槽形邊,顯得很單調(diào)。當(dāng)然,收邊的選擇也有色彩的問(wèn)題。
5、門窗:門窗既有重要的功能,也是重要裝飾物。國(guó)外企業(yè)門窗是統(tǒng)一設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)樣式、專業(yè)配套因此,門窗與整體建筑是統(tǒng)一的,不會(huì)出現(xiàn)因安裝門窗而破壞建筑收邊、結(jié)構(gòu)的情況。而我們的情況卻存在大量問(wèn)題。門的問(wèn)題:輕鋼結(jié)構(gòu)建筑門的方式主要有卷簾門、推拉門和平開(kāi)門。國(guó)內(nèi)企業(yè)門都是由門的制造商提供,由于沒(méi)有統(tǒng)一設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)樣式和專業(yè)配套,所以,往往在安裝門的過(guò)程中,較大地破壞原建筑門洞口收邊或結(jié)構(gòu),損壞整體建筑效果。窗的問(wèn)題:目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的窗多為推拉窗。在窗的方面有三個(gè)問(wèn)題:
2鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋錨栓的整體施工流程
2.1預(yù)埋錨栓
鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋錨栓技術(shù)在具體的施工流程中首先要做的一點(diǎn)就是要將錨栓固定好,并且要確保標(biāo)準(zhǔn)高度和錨栓的預(yù)埋要求相符合,二者保持在一個(gè)水平的狀態(tài)當(dāng)中。其次,一線工作人員應(yīng)該用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器檢查錨栓定位控制線在定位模版支撐上的位置是否符合工程建設(shè)的具體標(biāo)準(zhǔn)。再次就是沿著管道的兩個(gè)方向?qū)﹀^栓進(jìn)行加固處理,并且準(zhǔn)確的定位好錨栓模板的標(biāo)準(zhǔn)高度,確保沒(méi)有問(wèn)題之后使用電焊將錨栓焊絲在定位模板的鋼管架上,這樣做的目的是為了防止在串錨的過(guò)程中定位板出現(xiàn)偏移現(xiàn)象。
2.2錨栓模板的確定
其次,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋錨栓工程的施工過(guò)程中還需要注意錨栓定位模版的相關(guān)安防工作。在進(jìn)行錨栓定位模板的安防工作的時(shí)候一定要使用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器來(lái)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量工作,包括全站儀、水平儀等設(shè)備。在充分的完成了相關(guān)數(shù)據(jù)的校對(duì)工作之后,要另外使用鋼管和型鋼將錨栓牢牢地固定在應(yīng)有的位置,防止因?yàn)槎问┕?dǎo)致的錨栓活動(dòng)現(xiàn)象。與此同時(shí),在定位模板上做好投測(cè)縱橫向軸線的標(biāo)記工作也是十分重要的一個(gè)工作環(huán)節(jié)。只有充分的完成了錨栓定位模板的放置工作,才能夠?yàn)槲覈?guó)高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)錨栓預(yù)埋的整體施工打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3穿錨栓及矯正錨栓
在進(jìn)行高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋錨栓的施工過(guò)程中,還有一個(gè)十分值得重視的環(huán)節(jié),就是依照施工圖表對(duì)相關(guān)的錨栓進(jìn)行規(guī)格檢測(cè)和安防工作。在這一個(gè)施工環(huán)節(jié)當(dāng)中,一定要充分的發(fā)揮施工圖的作用,按照施工圖上所標(biāo)注的錨栓位置進(jìn)行相關(guān)錨栓的對(duì)號(hào)入座。之后,再利用螺帽將錨栓上升或者是下降到準(zhǔn)確的位置,最大可能上接近標(biāo)準(zhǔn)高度的地方,只有這樣在進(jìn)行后期校對(duì)的時(shí)候才能夠省時(shí)省力提升效率。而在后期錨栓的校對(duì)工作中,主要的校對(duì)方向大致可以分為以下幾個(gè)部分,包括錨栓的相關(guān)定位、錨栓的標(biāo)準(zhǔn)高度、錨栓的垂直度等部分,通過(guò)對(duì)于這幾個(gè)部分的校對(duì)可以在最大程度上提高工程施工的質(zhì)量,進(jìn)而滿足我國(guó)社會(huì)對(duì)于建筑行業(yè)的要求。
1、引言
由于國(guó)家政策、鋼材生產(chǎn)、構(gòu)件制作、設(shè)計(jì)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范修訂等方面的有利因素,近幾年我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。新材料、新部品、新結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn),鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)、制作安裝能力日益強(qiáng)大,建筑鋼結(jié)構(gòu)向多樣性、適用性、經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。
建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能一直是大家最為關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。如何控制工程造價(jià),充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的綜合優(yōu)勢(shì),工程設(shè)計(jì)階段是關(guān)鍵階段。據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計(jì)分析,在初步設(shè)計(jì)階段,影響工程造價(jià)的可能性為75%-95%;在技術(shù)設(shè)計(jì)階段,影響工程造價(jià)的可能性為35%-75%;在施工圖設(shè)計(jì)階段,影響工程造價(jià)的可能性為5%-35%。因此設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞、設(shè)計(jì)是否優(yōu)化對(duì)工程造價(jià)將產(chǎn)生直接的影響。下面以門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房和多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)為例,在材料選用、結(jié)構(gòu)體系等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,探討在設(shè)計(jì)階段控制工程造價(jià),提高建筑經(jīng)濟(jì)性能的可行性。
2、材料選用方面工程造價(jià)控制
由于我國(guó)鋼產(chǎn)量已經(jīng)突破兩億噸,鋼材品種更趨于多樣化。各種新型建材,如輕質(zhì)保溫墻板、彩涂壓型鋼板、樓承板等不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)并推廣應(yīng)用。建筑鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段材料的選擇上有了更大的空間。材料選擇不同,工程直接費(fèi)不同,總造價(jià)不同。設(shè)計(jì)階段合理選擇建筑材料,控制材料單價(jià)或工程量,是控制工程造價(jià)的有效途徑。試舉例如下:
(1)彩涂鋼板:彩涂鋼板一般用于輕鋼廠房屋面板和墻面板,有不同板型、不同基板厚度和鋼號(hào)、不同鍍鋅板類別和鍍鋅層厚度以及不同的彩涂層類別,在形式上又可選用單板、保溫復(fù)合板、單板加內(nèi)保溫層等,其中保溫層又有超細(xì)玻璃絲棉、硬質(zhì)巖棉、聚苯乙烯等類別及厚度的不同,這些不同都造成單方材料價(jià)格的差異,從而影響廠房工程總造價(jià)。所以設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)廠房性質(zhì)、大氣環(huán)境等因素綜合考慮,合理選用板材,控制工程造價(jià)。
(2)多、高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系的墻體材料:墻體材料造價(jià)一般占土建工程造價(jià)的15%-25%。對(duì)于多、高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系來(lái)說(shuō),選用配套、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的墻體材料至關(guān)重要。目前,設(shè)計(jì)選用的外墻材料主要有水泥保溫外墻板、輕質(zhì)加氣混凝土砌塊、NALC板等;內(nèi)墻材料主要有改性石膏板、GRC內(nèi)墻板、水泥保溫復(fù)合板等。萊鋼集團(tuán)自主研發(fā)的LCC-A系列、LCC-B系列和LCC-C系列輕質(zhì)保溫復(fù)合墻板也已應(yīng)用于在建鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅工程中,逐步使鋼結(jié)構(gòu)住宅體系走向標(biāo)準(zhǔn)化、定型化和工業(yè)化,為降低綜合造價(jià)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。
(3)多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑樓(屋)面的樓承板:設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)在樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)體系中的作用,樓承板可采用兩種形式,即①樓承板只作為永久性模板,一般采用普通鍍鋅壓型鋼板即可,對(duì)最小鍍鋅量和耐火時(shí)間要求較低,價(jià)格較便宜;②施工時(shí)作為模板,在使用階段則替代受拉鋼筋,即組合樓板。由于在設(shè)計(jì)中考慮樓承板作為受拉筋,其使用壽命必須與主鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命保持一致,所以對(duì)其最小鍍鋅量和耐火時(shí)間要求較高,單方價(jià)格相對(duì)較高。
(4)鋼材規(guī)格及材質(zhì):由于鋼材品種的增多,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可選擇的構(gòu)件形式也多了。比如框架柱,可采用熱軋H型鋼、焊接H型鋼、螺旋焊接圓鋼管、焊接方鋼管以及組合截面等形式,鋼梁可采用等截面、變截面等形式。材質(zhì)可采用Q235普碳鋼,也可采用Q345低合金鋼。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能采用高強(qiáng)度等級(jí)的材料,比如采用Q345鋼比采用Q235鋼就可節(jié)約鋼材15%-25%,用于受拉或受彎構(gòu)件節(jié)約比例較大。設(shè)計(jì)時(shí)要選用經(jīng)濟(jì)截面型材,比如熱軋H型鋼、T型鋼等。在某些情況下,采用熱軋H型鋼柱、梁可能比采用焊接H型鋼用鋼量稍多,但從加工成本、施工進(jìn)度等方面綜合考慮,其造價(jià)可能更有優(yōu)勢(shì)。
3、結(jié)構(gòu)體系方面工程造價(jià)控制
不同的結(jié)構(gòu)體系和平、立面布置對(duì)工程造價(jià)的影響較明顯。在設(shè)計(jì)階段只有根據(jù)建筑物的使用功能要求,確定合理的平、立面布置和結(jié)構(gòu)體系,才能有效控制工程造價(jià),做到經(jīng)濟(jì)適用。列舉如下:
(1)根據(jù)有關(guān)資料測(cè)算分析,對(duì)于多層建筑,不同層數(shù)對(duì)土建工程造價(jià)的影響為10%-25%;不同層高對(duì)土建工程造價(jià)的影響為1.5%-12%。
(2)門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì),同樣存在經(jīng)濟(jì)跨度和剛架最優(yōu)間距。在工藝要求允許的情況下,盡量選擇小跨度的門式剛架較為經(jīng)濟(jì)。一般情況下,門式剛架的最優(yōu)間距為6m-9m,當(dāng)設(shè)有大噸位吊車時(shí),經(jīng)濟(jì)柱距一般為7m-9m,不宜超過(guò)9m,超過(guò)9m時(shí),屋面檁條、吊車梁與墻架體系的用鋼量也會(huì)相應(yīng)增加,造價(jià)并不經(jīng)濟(jì)。下表(表3.3)是按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102:98)進(jìn)行設(shè)計(jì)的廠房主鋼用鋼量,通過(guò)橫向、縱向比較,可以看出各影響因素在設(shè)計(jì)階段合理確定的意義。設(shè)計(jì)荷載取值:恒載0.3KN/m2、活載0.5KN/m2、基本風(fēng)壓0.55KN/m2、不考慮吊車及懸掛荷載。
柱距7.5m
檐高6.0m
用鋼量
(kg/m2)
柱距7.5m
檐高6.0m
用鋼量
(kg/m2)
柱距7.5m
檐高6.0m
用鋼量
(kg/m2)
跨度
Q345
Q235
跨度
Q345
Q235
跨度
Q345
Q235
1×18.0m
7.20
8.72
2×18.0m
7.16
8.92
3×18.0m
7.38
8.95
1×21.0m
8.41
9.90
2×21.0m
8.45
10.28
3×21.0m
8.43
10.12
1×24.0m
9.22
11.43
2×24.0m
9.68
11.75
3×24.0m
9.29
11.36
1×27.0m
10.54
12.72
2×27.0m
10.86
13.12
3×27.0m
10.35
12.96
1×30.0m
11.57
13.95
2×30.0m
11.92
14.53
3×30.0m
11.35
13.54
1×33.0m
12.86
15.10
2×33.0m
13.21
16.58
3×33.0m
12.46
15.61
(3)在多、高層鋼結(jié)構(gòu)中,樓板結(jié)構(gòu)體系的工程量占有較大比重,對(duì)結(jié)構(gòu)的工作性能、造價(jià)都有重要影響。在確定樓板結(jié)構(gòu)方案時(shí),主要考慮要保證樓板有足夠的平面整體剛度,能減輕結(jié)構(gòu)的自重及減小結(jié)構(gòu)層的高度,有利于現(xiàn)場(chǎng)安裝方便及快速施工,還要有較好的防火、隔音性能,并便于管線的敷設(shè)。常用樓板做法有:壓型鋼板組合樓板、預(yù)制樓板、疊合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板等。目前最常用的做法為壓型鋼板組合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。當(dāng)采用這兩種做法時(shí),考慮現(xiàn)澆板與鋼梁組合成為共同受力的組合梁,能有效降低鋼梁高度,較多地節(jié)約鋼材。
(4)在高層鋼結(jié)構(gòu)中,框架柱采用圓形鋼管混凝土柱,梁、板采用鋼-砼組合結(jié)構(gòu),總用鋼量比普通鋼結(jié)構(gòu)用鋼量有大幅度減小,能有效降低工程造價(jià)。
4、結(jié)束語(yǔ)
鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的優(yōu)點(diǎn)決定其必將具有強(qiáng)大的生命力。設(shè)計(jì)階段技術(shù)創(chuàng)新、選材配套、設(shè)計(jì)優(yōu)化是控制造價(jià)、促進(jìn)建筑鋼結(jié)構(gòu)走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵階段。為此,強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):
2工業(yè)建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析
2.1適用性
輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的適用性是指在室內(nèi)物理環(huán)境上滿足職業(yè)規(guī)范和生產(chǎn)人員的勞動(dòng)安全的要求,在空間上要滿足生產(chǎn)工藝的需求。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,室內(nèi)物理環(huán)境設(shè)計(jì)往往被人們忽略,它的質(zhì)量沒(méi)有得到充分的保證。相反空間設(shè)計(jì)得到了設(shè)計(jì)人員的重視??臻g設(shè)計(jì)一般體現(xiàn)在聲環(huán)境、熱環(huán)境、光環(huán)境等幾個(gè)方面。
2.1.1聲環(huán)境
工業(yè)建筑中取消鋼結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)噪聲的來(lái)源主要為三類:振動(dòng)噪聲、雨水撞擊聲及空氣噪聲。由于噪音的來(lái)源不同,采取的阻斷方式也就不同。對(duì)于振動(dòng)噪聲,一般采取的辦法是采取阻斷振源。主要是兩種方法:(1)設(shè)備自身采取一定的措施,減少震動(dòng)。(2)在主體鋼結(jié)構(gòu)與振源間設(shè)隔振溝,可以大幅度提高隔震效果。對(duì)于雨水撞擊聲,一般采用采用具一定的有隔斷聲音性能的材料來(lái)達(dá)到減少雨水噪音的目的。為了減少空氣帶來(lái)的噪聲,輕鋼結(jié)構(gòu)建筑一般采用的是50mm厚的巖棉夾芯板。采用巖棉夾芯板可隔聲降噪,使廠房外的噪音達(dá)到30分貝以內(nèi)。
2.1.2熱環(huán)境
熱環(huán)境是指由太陽(yáng)輻射、氣溫、周圍物體表面溫度、相對(duì)濕度與氣流速度等物理因素組成的作用于人、影響人的冷熱感和健康的環(huán)境。輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑主要是通過(guò)采用通風(fēng)和保溫隔熱來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)的熱量。在靠屋脊的位置安裝通風(fēng)器可以起到通風(fēng)效果,采用特殊的隔熱材料可以滿足要保溫隔熱的要求。
2.1.3光環(huán)境
輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑對(duì)于室內(nèi)的采光要求較高,一方面可以節(jié)約室內(nèi)照明,一方面可以保證生產(chǎn)的安全。采光材料的選擇應(yīng)與采光要求和其他圍護(hù)構(gòu)件的耐久年限相適應(yīng),常用的采光材料為玻璃纖維聚酯(FRP)采光板和聚碳酸酯(PC)采光板。
2.2安全性
輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑安全一般指的是防腐、防火、抗風(fēng)、抗震、防爆及防雷等,文章主要結(jié)合結(jié)構(gòu)專業(yè)的經(jīng)驗(yàn),對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。安全設(shè)計(jì)是輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中較為重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。工業(yè)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)是根據(jù)產(chǎn)品的性質(zhì)特點(diǎn)、原料在整體中所占面積比例和生產(chǎn)工藝及其原料來(lái)確定的。而工業(yè)建筑的耐火等級(jí)還需要結(jié)合實(shí)際工程的規(guī)模來(lái)確定。通常,戊類廠(庫(kù))、多(單)層廠房在設(shè)計(jì)中采用輕鋼結(jié)構(gòu)時(shí)是可以不做防火保護(hù)的,這可節(jié)約工程造價(jià)。對(duì)于那些需要做防火處理的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可以在其表面刷薄涂型防火涂料,以達(dá)到防火隔熱目的。另外,在建筑中所采用的防火涂料的各項(xiàng)性能指標(biāo)都需要滿足《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范CECS24:90》中的相關(guān)要求。其施工技術(shù)也需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范實(shí)施,并且所有鋼構(gòu)構(gòu)件的耐火極限都需要滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》的要求。在設(shè)計(jì)中,可以根據(jù)輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的規(guī)模大小,來(lái)確定防火等級(jí),采用相關(guān)的防火措施。規(guī)模較大的輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房一般為綜合性廠房,需按照相關(guān)規(guī)范分成多個(gè)防火分區(qū),采取有效的防火隔斷措施。
2.3經(jīng)濟(jì)性
采用合理的建筑方案的是控制輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑造價(jià)的最有效手段。這需要設(shè)計(jì)師不斷的優(yōu)化方案,使其滿足輕型鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)特點(diǎn)和企業(yè)的要求。優(yōu)化方案設(shè)計(jì)就包括項(xiàng)目的選址、規(guī)劃總圖位置、劃分防火分區(qū)、選擇建筑材料、確定建筑耐火等級(jí)和耐久年限、控制單體規(guī)模和設(shè)計(jì)建筑造型等方面。除了需要滿足結(jié)構(gòu)上多方案的比較、得出最優(yōu)的柱距和斷面之外,還需要結(jié)合建筑美觀、保溫隔熱等要求選擇強(qiáng)度較高的夾心板。為了降低用鋼量,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需配合建筑、電、水、工藝、暖通等專業(yè)的要求適當(dāng)增加吊掛荷載(盡可能均布)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中減少異型構(gòu)件引起的造價(jià)增加,盡可能的采用定型的產(chǎn)品。盡可能的使用建筑模數(shù),以壓型鋼板等構(gòu)件的模數(shù)尺寸基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),材料損耗最少??傊?,在滿足規(guī)范要求的前提下,需要滿足建筑功能的和業(yè)主的相關(guān)要求,在此基礎(chǔ)上,盡可能采用最經(jīng)濟(jì)、可行的方案來(lái)構(gòu)造材料。
2.4美觀與立面
輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的特點(diǎn)是形體簡(jiǎn)潔、規(guī)格統(tǒng)一、體量較大、構(gòu)建的類型較少,因此輕鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該根據(jù)其自身的特點(diǎn),盡可能的采用較少的構(gòu)架。它對(duì)避雷針、點(diǎn)支玻璃雨棚、企業(yè)名稱等可起到畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用;對(duì)外墻板,如弧形彩鋼板、大型氟碳涂層水平安裝夾芯平板、高(低)波壓型彩鋼板、小型彩鋼豎直安裝平板等材質(zhì)的變化、光影效果和線條對(duì)比也會(huì)形成韻律感。
3工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中輕型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
3.1工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)方法
在輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)中,首先是建筑材料與坡度選擇,現(xiàn)今我國(guó)工業(yè)建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)中的屋面材料主要有太空鋼板以及壓型鋼板等,目前我國(guó)工業(yè)建筑中應(yīng)用較為廣泛的是金屬壓型復(fù)合保溫板、夾心板以及金屬壓型板,這三種材料各有其不同之處,它們之間的用途也存在一定的差異性。就一般工業(yè)建筑而言,建筑屋面坡度越大,那么對(duì)屋面排水則越有利,然而若坡度過(guò)大也存在一定的弊端,坡度過(guò)大會(huì)提升排水速度,易產(chǎn)生濺水現(xiàn)象。相應(yīng)的若坡度過(guò)小,排水速度也會(huì)相應(yīng)變小,水流速度過(guò)于緩慢易造成積水狀況,因此在輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要合理控制屋面坡度。另外,輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面材料也是影響工業(yè)建筑整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素,在屋面材料選擇中相關(guān)工作人員應(yīng)明確工業(yè)建筑對(duì)材料的實(shí)際需求,以此為基礎(chǔ)選擇價(jià)格適中且質(zhì)量較好的屋面材料,為后期工業(yè)建筑奠定基礎(chǔ)。本還應(yīng)該對(duì)金屬壓型鋼板屋面構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行合理把控,金屬壓型鋼板屋面構(gòu)造設(shè)計(jì)中主要包含板型選擇、屋面開(kāi)洞方式、采光帶設(shè)置以及壓型金屬板選擇等等,一般情況下大多采用輕型鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑,為使建筑具備良好的采光與通風(fēng)效果,會(huì)在屋面上部位置合理設(shè)置通風(fēng)孔與采光帶。
3.2工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中輕型鋼結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)方法
工業(yè)建筑中的墻置一般可分為兩種,分別是外墻和內(nèi)墻,根據(jù)其不同的受力特點(diǎn)可以將工業(yè)建筑墻體分為自承重式輕型墻體以及非承重式輕型墻體,通常情況下我國(guó)工業(yè)建筑墻體設(shè)計(jì)中所運(yùn)用的墻體材料大多數(shù)以輕質(zhì)材料為主,例如彩涂金屬壓型板夾心板、彩涂金屬壓型板以及PC板等等,在應(yīng)用中設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑要求、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及不同板型材料的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行合理選擇墻體材料。金屬壓型板墻面系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于壓型板具體的長(zhǎng)度選擇以及鋼板墻面系統(tǒng)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì),在墻體金屬板選擇過(guò)程中應(yīng)全面考慮板塊單位面積的覆蓋率以及板塊承載力水平,在使用中應(yīng)盡可能的減少或者不出現(xiàn)壓型板長(zhǎng)向搭接,這樣在很大程度上可以節(jié)約施工材料。另外在夾心板墻板構(gòu)造設(shè)計(jì)中需要對(duì)夾心板的節(jié)點(diǎn)做法以及及結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行綜合考慮,從而科學(xué)選擇板塊的放置方式,在設(shè)計(jì)中要懂得把握重點(diǎn),需要對(duì)墻體的轉(zhuǎn)角處、窗洞口以及踢腳處進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì),以此來(lái)提高輕型鋼結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)整體水平。
3.3工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中輕型鋼結(jié)構(gòu)加層構(gòu)造設(shè)計(jì)方法
輕型鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)與建筑中的普通加層存在一定的區(qū)別,其不僅具有普通加層的功能,同時(shí)還兼具了輕型鋼結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn),在輕型鋼結(jié)構(gòu)加層構(gòu)造設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮輕型鋼結(jié)構(gòu)加層的個(gè)性特點(diǎn)。輕型鋼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的主要方式是在原有建筑主體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行直接性加高,在原有建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上得到加固以及優(yōu)化主體結(jié)構(gòu)的目的。當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)此目的需要一個(gè)經(jīng)濟(jì)完整并且合理的設(shè)計(jì)方案,所以做好輕型鋼結(jié)構(gòu)加層構(gòu)造設(shè)計(jì)十分重要。由于輕型鋼結(jié)構(gòu)的剛度比較小、重量輕,因此在加層構(gòu)造設(shè)計(jì)中應(yīng)科學(xué)設(shè)置足夠的橫向與縱向支撐,以此來(lái)保證輕型鋼結(jié)構(gòu)原有的剛度與穩(wěn)定性。與此同時(shí),在加層構(gòu)造設(shè)計(jì)中還要充分考慮輕型鋼結(jié)構(gòu)加層構(gòu)造的地震效應(yīng),使板塊剛度均勻分布在結(jié)構(gòu)之中。
4輕型鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造措施
現(xiàn)以某沿路廠房車間為例,介紹輕型鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造措施。此車間東臨次干道,在建筑方案創(chuàng)作中,立面設(shè)計(jì)成為建筑外觀的主要因素。在主體構(gòu)思中主要借助于護(hù)體系的設(shè)計(jì)而體現(xiàn)。車間立面主要是通過(guò)四角柱的T字造型、壓型鋼板表面的凹凸變化、梯形窗、以及色彩的變化(選擇了象牙白、瓷蘭色、將軍紅等較為醒H的顏色應(yīng)用于墻而)等形成建筑外觀的韻律,彰顯出工業(yè)建筑的卓越品質(zhì),并產(chǎn)生較好的效果。
4.1墻體護(hù)構(gòu)造
墻體護(hù)表面凹凸變化明顯,這在護(hù)構(gòu)造上就提出了與常見(jiàn)廠房不同的構(gòu)造措施。瓷蘭色壓型鋼板墻體突出象牙白墻體200mm,該處的解決辦法是通過(guò)在墻內(nèi)檁條邊緣增加附加構(gòu)件與壓型鋼板形成特別的連接構(gòu)造形式,同時(shí)做好凹凸部位壓型鋼板折件的收邊處理。
4.2墻面轉(zhuǎn)角處構(gòu)造
立面墻面轉(zhuǎn)角處采用專門的包角折件進(jìn)行包邊處理,力求達(dá)到比例協(xié)調(diào)、防止?jié)B漏、經(jīng)濟(jì)性等設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)師根據(jù)立面高度、壓型鋼板板型為包角折件設(shè)計(jì)了合適的收邊形式及尺寸,避免收邊過(guò)大或過(guò)小。而且還預(yù)留出多的延展寬度,確保折件收邊在遭遇環(huán)境的冷、熱變化時(shí)不遭受破壞。
4.2.1窗上、下口
本工程窗口凹凸部分的設(shè)計(jì)采用兩個(gè)截面相同的檁條并列焊接在一起,再配合彩鋼板板折件包邊,從而達(dá)到較好的凹凸效果。其他部位的窗上口與墻體的連接處設(shè)計(jì)了獨(dú)特的彩鋼板折件,并用防水自攻螺絲釘與墻板固定,在窗框處采用密封膠密封,防水效果良好。窗下口與墻體的連接和窗戶上口的連接相似,在有些部位也需根據(jù)立面效果設(shè)計(jì)彩鋼板折件。
4.2.2窗側(cè)口
窗口與側(cè)墻體的連接和窗戶上下口的連接相似,此處不重復(fù)表達(dá)。
4.2.3檐口構(gòu)造
檐口的主要作用是匯聚并排出屋面雨水,檐口的構(gòu)造措施應(yīng)滿足相關(guān)要求。本工程采用了女兒墻內(nèi)置鋼天溝的做法,此處處理的重點(diǎn)是鋼天溝與屋面板及女兒墻內(nèi)墻板的連接構(gòu)造。鋼天溝與內(nèi)墻板之間采用鉚釘連接,連接處需加設(shè)通常的密封條,為了防止雨水溢出,預(yù)制天溝側(cè)板與內(nèi)墻板搭接要較長(zhǎng)一些;在屋面板與鋼天溝的連接處應(yīng)設(shè)置與屋面板型號(hào)相適應(yīng)的堵頭封填,需將屋面板伸入天溝內(nèi)不得小于100mm,并在屋面板上面安裝滴水擋板。