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【摘 要】 随着我国人口快速的增长、住房制度的改革以及国民经济快速发展所带来的压力,建设节能省地型住宅是中国未来的住宅建设方向,而发展钢结构住宅建筑则是解决高能耗建筑的一条行之有效的途径。
【关键词】 轻钢结构;住宅;新型模式;发展
1 概述
在国家提倡可持续发展和循环经济的理念下,具有“绿色、环保、节能、可以循环利用”特点的钢结构框架住宅体系正在我国悄然兴起。将引领建筑业新的革命,是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”。
钢结构住宅越来越受到众人的关注,尤其在四川汶川地震发生后,钢结构建筑良好的抗震功能,才开始将钢结构拉入民用住宅应用视野。有业内人士统计,四川省的门式刚架轻型钢结构房屋,极少有在地震中倒塌,与周边房屋的倒塌和破损形成鲜明对比。
2 轻钢结构住宅的优点
房屋的结构有这五种类别:①钢结构;②钢筋混凝土结构;③混合结构;④砖木结构;⑤其它结构。
钢筋混凝土的特点是具备一定的柔性特征,可以进行延性设计,提高抗震性能。钢筋和混凝土可以建造各种类型的建筑,从大空间到超高层都可以建造。用作住宅最高有50层以上的。
混结构的优点是造价低廉,缺点是抗震性能差。目前在大城市等消费水准较高的,以及抗震设防要求较高的地方很少采用。一些欠发达地区砖混结构依然是主流。由于环保原因,粘土砖也逐渐被混凝土砌块取代,造价优势也不那么明显。
砖木结构现代很少采用,主要考虑环保问题。但是一些仿古建筑依然有采用。这种结构具有很好的弹性,抗震性能良好。但是由于无法建造高层建筑,又存在防火问题,所以不再采用。
轻钢结构住宅相比于传统住宅,有其突出的优点:
(1)钢结构住宅的钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。
(2)钢结构住宅的现场施工速度快,主要为干作业,有利于文明施工。
(3)钢结构住宅的钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。
(4)钢结构住宅的自重轻,抗震性能好。
(5)钢结构住宅的综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。
(6)钢结构住宅相比砖混住宅来说,可以避免用土烧砖带来的资源浪费。
(7)钢结构住宅因为轻钢结构的墙体厚度小,比砖混结构可以增加有效使用面积;
(8)钢结构住宅与钢筋混凝土住宅相比,在建筑寿命到期时,钢结构的钢材可以循环使用,混凝土结构是建筑垃圾并造成环境压力。混凝土容易造成室内湿气、潮湿,不利于人体健康。
(9)钢结构住宅的抗震性能好。由于地震的活动为左右和上下活动,所以用螺丝钉连在一起材料具有较高弹性指标的钢结构组成了一个安全稳定的盒子,不会因为地震的摇晃而出现墙体倒塌或楼板掉下危及人身安全。
(10)钢结构住宅的施工采用干施工法,不会造成水资料的浪费。并且节省了费用。
3 轻钢结构住宅在国外的应用情况
目前国外应用钢骨架建造低层住宅(6层以下)的国家和地区主要是美国、加拿大、日本、澳大利亚钢、新西兰等北美、亚太等地区的发达国家。在世界上被誉为人居环境最好的北美大陆,有95%以上的低层民用建筑使用木结构或轻钢结构体系,北美輕钢结构体系在市场发展正以超过30%的增长率快速增长,如美国1992年轻钢结构住宅推动初期,仅有500栋,而1998年达到了12万栋,2000年达到了20万栋,2002年占全美低层住宅市场的25%。加拿大则有30%左右的比例;在多震的国家日本轻钢结构体系的建筑得到了更为广泛的应用,新建1-4层住宅中80%采用轻钢结构;澳大利亚钢结构住宅建造数量约占50%。
4 轻钢结构住宅在我国的发展情况
中国轻钢结构住宅的起步相对于其他国家来说可以说是很晚了,只是改革开放后,从国外引进了一些低层和多层钢结构的住宅,才使我们有了学习与借鉴的机会,从中学习到了不少有关轻钢结构的技术。
在2001年12月建设部发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》后,对钢结构住宅的设计、加工制作、设备配置、结构防护、施工安装等提出了根本上的指导性意见。近年来随着我国国民经济水平的不断提升,钢铁产业飞速发展,钢材的产量和质量持续提高,价格逐步下降,钢材的应用日益广泛。特别是热轧H型钢的国产化开发及其产能的快速增长,为民用钢结构发展奠定了基础。住房和城乡建设部《轻钢结构住宅技术规程》也已经施行,该规程的出台将对轻钢结构住宅的发展起到积极的推动作用。
5 轻钢结构住宅在我国的成功案例
1)浙江宝业住宅产业化园区2#楼
浙江宝业住宅产业化园区2号宿舍楼工程位于浙江省绍兴柯桥山阴路宝业住宅产业区一期规划生活区内,是国家科技部、建设部“十五”科技攻关课题项目。建筑外立面和已建成的砖混结构宿舍楼相同,工程建筑面积3972m2,五层钢框架结构。钢框架采用大通高频焊接H型钢作为承重构件,地面、楼面采用组合楼板,外墙围护,内墙分隔均采用ALC板。总体建筑风格和特点是:体现钢结构建筑的简洁风格,实现工厂化制造快速安装的特点,所用材料均为节能环保板材。
6 我国轻钢结构住宅发展的瓶颈
1)社会认可度
轻钢结构住宅的发展面临的首要问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。轻钢结构住宅体系是在国外尤其是北美地区木结构住宅的基础上发展起来的,这两种体系虽然在国外已经十分成熟和完善,但是对于中国来说却完全是新东西,因而各种困难几乎无处不在。中国的消费者由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅,从慢慢开始接受到逐步喜欢轻钢结构住宅,也需要—个渐进的过程。
2)发展轻钢结构住宅技术上还不够成熟
钢结构体系住宅成套技术,由于过去缺乏技术引导,市场需求没有达到产业化程度,因此,中国的相关产品功能性单一。工业化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。此外,在建材和部品方面,目前建造轻钢结构试验工程所需材料许多要从国外运来,甚至有些由外商在中国大陆委托加工的部件,往往也只能到国外去采购,在国内市场上一时还找不到。这也制约了钢结构住宅的发展和推广。 3)专业技术人才缺乏
在人员方面,由于国内无论中等或是高等专业学校的教学内容中均少涉及轻钢结构住宅体系,因此中国建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之甚少,而更加缺乏的是熟练技术工人,所以虽然这一体系单纯从技术层面上讲并无多少难度,但真正推行起来却往往缺乏得力的骨干。
4)工程造价问题
目前,轻钢结构住宅在中国大陆的报价大约是同条件传统混凝土结构住宅的1.5倍左右,国内消费者近期还难以接受。然而这种价格在国外比起其他结构形式住宅的造价来说,却具有很强的竞争力,这也就是为什么轻钢结构住宅体系在国外能够蓬勃发展的原因
5)缺乏有针对性的钢结构住宅规范及相应标准
中国的标准规范是针对儿十年来大量使用的结构体系编制的,轻钢结构住宅体系此前在中国属于技术空白,所以不能满足中国现行强制性规范的某些条文。
6)钢结构住宅本身缺陷
钢结构防火能力差。经过防火处理的钢结构的耐火时间也只有2h~3h,远远逊色于砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料。
7 结语
从我国钢结构技术日益成熟的现状来看,钢结构住宅的大面积推广、户型设计及社会需求现状来看都将会是一场新的住宅革命,它会在给我们带来崭新住宅理念的同时引领一个强调可持续发展的,强调个性与合作的新时代。如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化,那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化,轻钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。“轻钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在中国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。
参考文献:
[1]刘锡良,国外建筑钢结构应用概况.第一届全国现代结构工程学术报告会论文集.2001年7月.
[2]管克俭、王新武、彭少明,轻钢结构多层建筑体系与建筑可持续发展.第一届全国现代结构工程学术报告会论文集.2001年7月.
[3]王元清、石永久等,現代轻钢结构建筑及其在我国的应用.筑结构学报.第23卷第1期.2001年2月.
[4]傅鸿源,我国住宅产业面临的机遇与挑战.重庆住宅产业化国际研讨会论文集.2001年3月.
【关键词】 轻钢结构;住宅;新型模式;发展
1 概述
在国家提倡可持续发展和循环经济的理念下,具有“绿色、环保、节能、可以循环利用”特点的钢结构框架住宅体系正在我国悄然兴起。将引领建筑业新的革命,是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”。
钢结构住宅越来越受到众人的关注,尤其在四川汶川地震发生后,钢结构建筑良好的抗震功能,才开始将钢结构拉入民用住宅应用视野。有业内人士统计,四川省的门式刚架轻型钢结构房屋,极少有在地震中倒塌,与周边房屋的倒塌和破损形成鲜明对比。
2 轻钢结构住宅的优点
房屋的结构有这五种类别:①钢结构;②钢筋混凝土结构;③混合结构;④砖木结构;⑤其它结构。
钢筋混凝土的特点是具备一定的柔性特征,可以进行延性设计,提高抗震性能。钢筋和混凝土可以建造各种类型的建筑,从大空间到超高层都可以建造。用作住宅最高有50层以上的。
混结构的优点是造价低廉,缺点是抗震性能差。目前在大城市等消费水准较高的,以及抗震设防要求较高的地方很少采用。一些欠发达地区砖混结构依然是主流。由于环保原因,粘土砖也逐渐被混凝土砌块取代,造价优势也不那么明显。
砖木结构现代很少采用,主要考虑环保问题。但是一些仿古建筑依然有采用。这种结构具有很好的弹性,抗震性能良好。但是由于无法建造高层建筑,又存在防火问题,所以不再采用。
轻钢结构住宅相比于传统住宅,有其突出的优点:
(1)钢结构住宅的钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。
(2)钢结构住宅的现场施工速度快,主要为干作业,有利于文明施工。
(3)钢结构住宅的钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。
(4)钢结构住宅的自重轻,抗震性能好。
(5)钢结构住宅的综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。
(6)钢结构住宅相比砖混住宅来说,可以避免用土烧砖带来的资源浪费。
(7)钢结构住宅因为轻钢结构的墙体厚度小,比砖混结构可以增加有效使用面积;
(8)钢结构住宅与钢筋混凝土住宅相比,在建筑寿命到期时,钢结构的钢材可以循环使用,混凝土结构是建筑垃圾并造成环境压力。混凝土容易造成室内湿气、潮湿,不利于人体健康。
(9)钢结构住宅的抗震性能好。由于地震的活动为左右和上下活动,所以用螺丝钉连在一起材料具有较高弹性指标的钢结构组成了一个安全稳定的盒子,不会因为地震的摇晃而出现墙体倒塌或楼板掉下危及人身安全。
(10)钢结构住宅的施工采用干施工法,不会造成水资料的浪费。并且节省了费用。
3 轻钢结构住宅在国外的应用情况
目前国外应用钢骨架建造低层住宅(6层以下)的国家和地区主要是美国、加拿大、日本、澳大利亚钢、新西兰等北美、亚太等地区的发达国家。在世界上被誉为人居环境最好的北美大陆,有95%以上的低层民用建筑使用木结构或轻钢结构体系,北美輕钢结构体系在市场发展正以超过30%的增长率快速增长,如美国1992年轻钢结构住宅推动初期,仅有500栋,而1998年达到了12万栋,2000年达到了20万栋,2002年占全美低层住宅市场的25%。加拿大则有30%左右的比例;在多震的国家日本轻钢结构体系的建筑得到了更为广泛的应用,新建1-4层住宅中80%采用轻钢结构;澳大利亚钢结构住宅建造数量约占50%。
4 轻钢结构住宅在我国的发展情况
中国轻钢结构住宅的起步相对于其他国家来说可以说是很晚了,只是改革开放后,从国外引进了一些低层和多层钢结构的住宅,才使我们有了学习与借鉴的机会,从中学习到了不少有关轻钢结构的技术。
在2001年12月建设部发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》后,对钢结构住宅的设计、加工制作、设备配置、结构防护、施工安装等提出了根本上的指导性意见。近年来随着我国国民经济水平的不断提升,钢铁产业飞速发展,钢材的产量和质量持续提高,价格逐步下降,钢材的应用日益广泛。特别是热轧H型钢的国产化开发及其产能的快速增长,为民用钢结构发展奠定了基础。住房和城乡建设部《轻钢结构住宅技术规程》也已经施行,该规程的出台将对轻钢结构住宅的发展起到积极的推动作用。
5 轻钢结构住宅在我国的成功案例
1)浙江宝业住宅产业化园区2#楼
浙江宝业住宅产业化园区2号宿舍楼工程位于浙江省绍兴柯桥山阴路宝业住宅产业区一期规划生活区内,是国家科技部、建设部“十五”科技攻关课题项目。建筑外立面和已建成的砖混结构宿舍楼相同,工程建筑面积3972m2,五层钢框架结构。钢框架采用大通高频焊接H型钢作为承重构件,地面、楼面采用组合楼板,外墙围护,内墙分隔均采用ALC板。总体建筑风格和特点是:体现钢结构建筑的简洁风格,实现工厂化制造快速安装的特点,所用材料均为节能环保板材。
6 我国轻钢结构住宅发展的瓶颈
1)社会认可度
轻钢结构住宅的发展面临的首要问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。轻钢结构住宅体系是在国外尤其是北美地区木结构住宅的基础上发展起来的,这两种体系虽然在国外已经十分成熟和完善,但是对于中国来说却完全是新东西,因而各种困难几乎无处不在。中国的消费者由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅,从慢慢开始接受到逐步喜欢轻钢结构住宅,也需要—个渐进的过程。
2)发展轻钢结构住宅技术上还不够成熟
钢结构体系住宅成套技术,由于过去缺乏技术引导,市场需求没有达到产业化程度,因此,中国的相关产品功能性单一。工业化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。此外,在建材和部品方面,目前建造轻钢结构试验工程所需材料许多要从国外运来,甚至有些由外商在中国大陆委托加工的部件,往往也只能到国外去采购,在国内市场上一时还找不到。这也制约了钢结构住宅的发展和推广。 3)专业技术人才缺乏
在人员方面,由于国内无论中等或是高等专业学校的教学内容中均少涉及轻钢结构住宅体系,因此中国建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之甚少,而更加缺乏的是熟练技术工人,所以虽然这一体系单纯从技术层面上讲并无多少难度,但真正推行起来却往往缺乏得力的骨干。
4)工程造价问题
目前,轻钢结构住宅在中国大陆的报价大约是同条件传统混凝土结构住宅的1.5倍左右,国内消费者近期还难以接受。然而这种价格在国外比起其他结构形式住宅的造价来说,却具有很强的竞争力,这也就是为什么轻钢结构住宅体系在国外能够蓬勃发展的原因
5)缺乏有针对性的钢结构住宅规范及相应标准
中国的标准规范是针对儿十年来大量使用的结构体系编制的,轻钢结构住宅体系此前在中国属于技术空白,所以不能满足中国现行强制性规范的某些条文。
6)钢结构住宅本身缺陷
钢结构防火能力差。经过防火处理的钢结构的耐火时间也只有2h~3h,远远逊色于砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料。
7 结语
从我国钢结构技术日益成熟的现状来看,钢结构住宅的大面积推广、户型设计及社会需求现状来看都将会是一场新的住宅革命,它会在给我们带来崭新住宅理念的同时引领一个强调可持续发展的,强调个性与合作的新时代。如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化,那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化,轻钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。“轻钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在中国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。
参考文献:
[1]刘锡良,国外建筑钢结构应用概况.第一届全国现代结构工程学术报告会论文集.2001年7月.
[2]管克俭、王新武、彭少明,轻钢结构多层建筑体系与建筑可持续发展.第一届全国现代结构工程学术报告会论文集.2001年7月.
[3]王元清、石永久等,現代轻钢结构建筑及其在我国的应用.筑结构学报.第23卷第1期.2001年2月.
[4]傅鸿源,我国住宅产业面临的机遇与挑战.重庆住宅产业化国际研讨会论文集.2001年3月.