鋼結(jié)構(gòu)住宅加強鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術研究

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住宅產(chǎn)業(yè)化是我國住宅業(yè)發(fā)展的必由之路,住宅產(chǎn)業(yè)將成為推動我國經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。而住宅產(chǎn)業(yè)化的前提是具備與住宅產(chǎn)業(yè)化相配套的新技術、新材料和新體系。如新型的墻體及樓板材料,新的結(jié)構(gòu)體系等。鋼結(jié)構(gòu)體系住宅易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),標準化制作,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;鋼結(jié)構(gòu)建筑屬綠色環(huán)保型建筑,可再生重復利用,符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。因此,鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術的研究成果必將大大促進住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,而且該成套技術是住宅產(chǎn)業(yè)化的核心技術之一,其研究成果的水平直接影響著我國住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和發(fā)展前途。
    我國年鋼產(chǎn)量已高達1.2億噸,而鋼材在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的使用量卻極少,所占比例不到1%,距發(fā)達國家相差十幾倍甚至二十幾倍。國家建設部及國家冶金工業(yè)局成立了建筑用鋼領導小組,其主要任務就是促進在建筑上用鋼的比例。因此,鋼結(jié)構(gòu)建筑,尤其是占建筑比例較大的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是我國重點發(fā)展的對象。國務院72號文件也特別提到了鋼結(jié)構(gòu)體系住宅的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、抗震性能好、工業(yè)化生產(chǎn)程度高和施工速度快等重要優(yōu)點。雖然我國將鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)用于高層、超高層建筑、輕鋼廠房以及大跨度的空間結(jié)構(gòu)中,并且制訂了相應的規(guī)范、標準,但在住宅建筑中還極少甚至可以說還沒有完整的鋼結(jié)構(gòu)體系住宅,屬國內(nèi)空白,沒有相應標準。因此,經(jīng)濟合理、安全可靠的鋼結(jié)構(gòu)體系還沒有進行系統(tǒng)的研究,例如對不同層數(shù)和高度的住宅應采用不同的結(jié)構(gòu)形式,是采用純鋼框架或支撐框架,還是采用鋼框架加混凝土剪力墻以及鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)或鋼管混凝土結(jié)構(gòu),其鋼構(gòu)件的截面型式是采用熱軋H型鋼,還是采用焊接H型鋼,還是采用箱型截面更合理等等。結(jié)合住宅的可改造性,靈活分隔的特性,加強采用巨型結(jié)構(gòu)加子結(jié)構(gòu),主結(jié)構(gòu)構(gòu)件與非主結(jié)構(gòu)構(gòu)件相結(jié)合可以拆移重新組裝的結(jié)構(gòu)體系的研究也十分必要。研究鋼結(jié)構(gòu)新的防火措施,研制并應用耐火鋼也具有重要的經(jīng)濟和社會效益。新型的節(jié)能墻體材料可在我國目前現(xiàn)有的產(chǎn)品基礎上進行技術改造,提高技術含量,生產(chǎn)出高品質(zhì)的墻體板材,現(xiàn)場施工便捷,施工質(zhì)量易于保證。樓板型式應是與鋼結(jié)構(gòu)體系相配套的研究內(nèi)容。
    然因各國的情況不同,在節(jié)能環(huán)保型鋼結(jié)構(gòu)體系住宅的發(fā)展途徑和方式各有所不同,在歐洲及美國,該住宅主要用于多層結(jié)構(gòu),因為其高層住宅較少。而在日本由于地震的經(jīng)常發(fā)生,故而大量采用這種結(jié)構(gòu)體系的住宅。據(jù)悉,臺灣大地震調(diào)查結(jié)果表明,在強地震帶附近凡是沒有倒塌的建筑幾乎全部是鋼結(jié)構(gòu)建筑,因此在新建的住宅及其他建筑中幾乎全部是鋼結(jié)構(gòu)方案。
    從住宅建筑的發(fā)展來看,鋼結(jié)構(gòu)住宅具有以下技術優(yōu)勢:
    1.比起傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu),可以更好的滿足建筑上大開間、靈活分隔的要求,并可以提高使用面積率5%~8%。
    2.與鋼結(jié)構(gòu)配套技術的輕質(zhì)墻板、復合樓板等采用新型材料,符合節(jié)能建筑的要求。
    3.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其配套技術相應部件絕大部分可以實現(xiàn)工廠化制做、產(chǎn)品化。
    4.鋼結(jié)構(gòu)住宅體系可以實現(xiàn)住宅建筑技術集成化的產(chǎn)業(yè)化新思路。
    5.鋼結(jié)構(gòu)住宅體系工業(yè)化生產(chǎn)程度高,現(xiàn)場濕作業(yè)少,符合環(huán)保建筑的要求。
    6.鋼結(jié)構(gòu)體系自重輕(約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半),可以大大減少基礎的造價。
    7.鋼結(jié)構(gòu)體系施工周期短(約為混凝土結(jié)構(gòu)的1/3至1/2),可以大大縮短投資資金的占有周期,可以大大提高資金的投資效益。
    8.鋼結(jié)構(gòu)體系住宅直接造價略高于混凝土結(jié)構(gòu),但其綜合效益卻明顯高于傳統(tǒng)的住宅體系。
    經(jīng)過對國內(nèi)外該領域研究成果的查詢及調(diào)研,我國目前雖然還沒有完全成熟的成套技術及產(chǎn)品,但卻有相當好的基礎,而且經(jīng)過技術引進和改造完全可以在較短的時間內(nèi)建立起具有技術創(chuàng)新的成套技術和產(chǎn)品。由于過去缺乏技術引導,市場需求沒有達到產(chǎn)業(yè)化程度,因此目前的相關產(chǎn)品功能性單一,工業(yè)化程度還不夠高,產(chǎn)品質(zhì)量還不能滿足住宅產(chǎn)業(yè)化的標準。目前該技術零散而不系統(tǒng),技術水平及標準參差不齊,不配套,需進一步研究創(chuàng)新并進行整合。
    鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術以新產(chǎn)品和新技術兩種形式產(chǎn)出。新產(chǎn)品需在具備良好生產(chǎn)條件能滿足需求技術水平的指定企業(yè)進行生產(chǎn),由少量試生產(chǎn)到規(guī)模批量生產(chǎn),形成完整的質(zhì)量保證體系,確保質(zhì)量的穩(wěn)定性。新技術在試驗研究的基礎上,經(jīng)過專家論證,并交施工企業(yè)聯(lián)合探討實施過程中的技術措施和技術保障,以及質(zhì)量管理體系的建立,從而使該技術在實際使用條件下具有很好的可靠性。
    雖然我國目前還沒有鋼結(jié)構(gòu)體系住宅專門的技術規(guī)范,但可以參考已有的《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)程》、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)程》、《建筑防火設計規(guī)程》、《住宅建筑設計規(guī)范》等。
    節(jié)能、環(huán)保型鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術從主體結(jié)構(gòu)體系到圍護結(jié)構(gòu)體系都應進行具有創(chuàng)新意義的研究開發(fā),其研究成果將填補國內(nèi)空白。具有綠色建筑美譽的鋼結(jié)構(gòu),其材料可再生利用性、可改造性為我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供了很好的條件。節(jié)能環(huán)保型的墻體材料將開辟我國墻體改革的嶄新一頁。
    為了有利于鋼結(jié)構(gòu)體系住宅開發(fā),應具體從以下幾個方面進行研究開發(fā):
    1.首先要研究開發(fā)并設計出經(jīng)濟合理的,具有廣泛推廣價值的鋼結(jié)構(gòu)體系。
    2.創(chuàng)立與鋼結(jié)構(gòu)體系相配套的產(chǎn)品及技術體系,如內(nèi)外墻板產(chǎn)品系列、樓板系列及防火材料和防火技術措施體系。
    3.建立企業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術標準。
    4.形成符合企業(yè)標準的鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套產(chǎn)品的定點生產(chǎn)企業(yè)及廠家網(wǎng)絡,按照不同的技術要求及產(chǎn)品標準安排相關企業(yè)進行生產(chǎn)。
    由于該技術產(chǎn)品最適用于規(guī)模生產(chǎn),為住宅產(chǎn)業(yè)化提供技術條件,但是由于其技術產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化又依賴于住宅產(chǎn)業(yè)化的程度,所以該技術將伴隨著我國住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而越來越顯示其重要的價值。