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别墅区轻型钢结构住宅设计 构件工厂生产,现场

人气: 发表时间:2017-03-28

        传统的住宅是采用砖承重,砼楼面和砌体间墙,完全是手工式的生产,施工周期长,而且建筑物很重,大量的材料消耗在静载上,一般钢筋砼结构,钢筋的用量即达35-45kg/m2,近年来,轻型H型钢和新型板材的出现,加上产业化生产,促使轻型结构在我国的迅速发展。中安达蓬莱别墅区是莱钢试点工程,轻型钢结构的主要特点是快和轻,从而也得到省的效果,现论述如下:
快是轻型钢结构的最基本的特点,因而我们在设计首先是考虑工厂化生产,在现场进行组装,其次是尽可能不采用砼楼面,不仅施工周期缩短,而且使楼面设计荷载可以打7折,我们采取的措施如下:

一. 用木结构作楼面承重结构
  框架结构采用轻型钢结构已经很普遍,但仍有不少的楼面采用砼板,例如文[1]提到的“钢结构住宅中,楼板体系一般有以下几种,压型钢板砼组合楼板,预制砼叠合板,现浇钢筋砼楼板”。这些楼面,面层、水泥砂浆打底和砼板重,其重量将超过3kN/m2,解放前大量的住宅建筑都是采用木楼面,但由于防火不过关,被砼楼面取代了,现在已有OSB板是由木材做原料,热压成为板材,它的力学性能和木材相似,有特别好的防火性能,该种板材可由德国进口,上海现代房地产实业有限公司便采用OSB板作承重结构,文[2],在轻钢骨架住宅设计实例中也是采用18mm厚的OSB作为承重的粗地板,因而我们也采用OSB板作为承重板,跨度0.6m。复合木地板防水层,18厚OSB共重仅为0.3 kN/m2,为砼楼面的10%,18厚OSB的单价为31元/m2,莱钢樱花园1#楼共6层,钢结构用量为35kg/m2[3],低于砼楼面钢筋用量35-45kg/m2,采用OSB板后,钢材用量将进一步降低,并且由于总重量的减少,会使基础用度得到相应的减少,因而采用OSB板作为承重结构不仅避免了砼施工周期长,不便于产业化生产等缺点外,并且得到很好经济效益。

二. 节点采用高强螺栓连接,现场只是组装构件
  楼面次梁与主梁铰结设计是很轻易实现,但框架梁,柱节点必须刚接,而轻钢结构框架梁都很小,因而常在梁的上翼缘通过连接板(连接板十字形,矩形,T形或L形),下翼缘通过加劲板,用高强螺栓连接梁翼缘板和连接板,使梁上的弯矩可以直接传到邻跨梁上往,如图所示,梁上的弯矩使连接板上产生拉、压力,这些拉、压力是由高强度螺栓产生的抗剪力来平衡的,对于钢材表面喷砂,10.9级高级螺栓M16单面抗剪力为34.5kN,M12单面抗剪力为16.5kN,本设计梁翼缘宽均不小于100mm,
故高强螺栓在梁顶为两排,每边4-6个。上下柱通过上柱底的连接板连成整体,运至现场吊装就位,然后通过高强螺栓把框架梁和柱连接成刚结节点。


三. 进步设计速度的措施
  一般以为砼结构没有节点图,制图比钢结构方便得多,实在钢结构绘制平面图是用粗单线条来反映梁的布置,它不表示梁的配筋更不要表示板的配筋,比砼结构方便得多,钢结构的节点图可以做成标准图集供选用,对于平面布置各异的别墅建筑,节点图均可从标准图集中选用,这样做大大加快了设计速度。计算简图不要输进支承OSB板的次梁,大大减少了杆件的数目,避免了大量次梁杆的输出,加快了设计进度,次梁的截面选择在程序中没有反映,由于它是简支梁,计算也很方便,编制小程序也很简单。由于次梁的数目很多,应尽可能根据跨度荷载不同多选一些类型,对节约钢材很起作用。
  轻钢结构住宅的建成不再像过往房屋那样由一砖一瓦用手工方法堆积而成,而是像产业产品那样,原件由工厂生产,现场组装,速度之快,远非砼结构可比,而且材料轻,便于运输,特别是建在山区的别墅,显得更有优越性。另外,由于新型板材的出现,其隔热、隔音、防潮、防裂、舒适、美观具有强劲的上风。在房屋报毁之后,它也可像产业产品一样,运走,钢材可以回收,不会像传统的砼结构那样,形成一堆垃圾造成环境污染。

    总之,轻钢住宅取代传统的砼结构已形成必由之路。

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