钢结构

钢结构建筑系统发展方向和几点思考

 

钢结构建筑 钢结构建筑

 

一.最新开发方向

 

对低层冷弯薄壁钢结构建筑系统而言,目前在技术研发﹑材料配套和施工工艺方面已经相对比较成熟。目前需要集中精力进行如下两个方向的开发和实践:

  • 新型冷弯型钢框架—龙骨式复合墙体体系多层建筑研发及工程示范

传统钢框架结构由于用钢量大、成本高,以及用于建筑的配套围护体系不健全,使其推广受到较多限制。冷弯薄壁型钢建筑系统,施工快、用材省、配套齐全的优越性已被国人所关注,不论是在地震灾区还是在世博会都得到了广泛的应用,但其结构特点使得冷弯薄壁型钢结构房屋的最高层数目前只能达到3层,所以对于中国占主流的多层、小高层建筑市场而言,这种结构目前尚无法应用。

冷弯型钢框架—龙骨式复合墙体系统 冷弯型钢框架—龙骨式复合墙体系统
  • 钢结构模块化房屋

模块化钢结构房屋能够最大程度地提高工厂化率,将现场拼装时间压缩在几天之内。

钢结构模块化房屋融合了房屋结构、室内装修和卫浴设备(洗手台、马桶和浴缸),每个模块都是一个功能齐全的居住空间。在开发和实施过程中,要协调和平衡设计、施工、安装、吊装和运输之间的关系,在内外墙装修材料拼缝处理、水电管线模块间连接、上下层模块连接件设计等方面进行了深入的探索和研究,下面是要重点关注的内容:

(1)建筑方案要充分考虑到吊装、安装和连接的便利性,做到标准化和个性化的统一。

(2)结构设计时,角码的设置可以解决吊装的问题。在需要设置吊点的梁柱连接位置焊接角码,可将角码通过卸扣与吊带连接,方便模块的吊装。

(3)外墙材料、地面材料和内墙材料要进行精心的选取,满足模块化房屋拆装和接缝处理的要求。外墙材料选择干挂式、通过螺钉或挂件连接的板材或条板,并且在箱体模块之间拼缝处要按照易于拆装的要求进行特殊设计和施工。地面材料选择易于拆装的契口连接的实木复合地板、PVC地板和地毯等。内墙材料尽量选择壁纸,可以避免由于运输或安装过程中产生的裂缝。

(4)在项目开始之前,一定要做好进度计划。虽然进度表细目划分不一定准确,各个阶段的工期也不一定和实际相符,但是有了一个时间规划框架后,可以很容易通过计划工期和实际相对照,发现工期不符或延误的地方,并根据实际完成的项目进度进行实时的调整。

(5)施工过程中各工序之间的协同合作非常重要,同时对于交叉作业的工序一定要协调好,可以最大限度的节省时间。比如:只有墙体和天花壁纸铺贴完毕后,才能开始实木复合地板的铺设,否则会对地板造成损害;外墙板的施工可以和内部水电的布管操作同步进行。

(6)模块化房屋在工厂安装时一定要保证模块之间的水平度,否则当房屋换到另外一个平整度与安装场地不同的位置时,就会出现模块间的高差和拼缝处缝隙过大的问题,并且很难将这种误差调整过来。

 

模块化房屋 模块化房屋

 

 二  钢结构建筑产业发展几点思考

 

钢结构建筑产业已经如火如荼地发展了十年,但在此过程中还面临着重重困难和问题,作为抛砖引玉,在此提出几个关键问题,希望能够共同努力,完善和发展钢结构建筑产业。

1.钢结构建筑是一个系统化的工程,涉及到前期方案设计、施工图设计、部品部件生产、配套材料采购和施工工艺流程等一系列环节,目前在研发过程中,各个企业根据自身的优势,可能只能涉及到其中一到二个方向,导致研发出的建筑系统不成系列化,无法顺利地向产业化阶段过渡。

2.配套的规范不完善,企业研发出的新体系、新部品要推向市场困难重重,主要在于规范滞后于企业的研发步伐,最好能出台快速应用的相关规定,使研发成果能够快速转化为实际应用。

  1. 要有长远的眼光。钢结构建筑要实现产业化,一定要进行近期、中期和远期的规划,分阶段有步骤地实现产业化过程。近期结合传统钢结构建筑进行部品部件和配套材料开发,中期进行建筑体系和装配化研究,远期将前期的研发成果汇总提高,进行大规模的推广应用。
  2. 钢结构建筑体系的开发要将结构体系、围护体系、设备系统、装饰装修和现场安装相融合,不能顾此失彼,要站在产业化的高度去开发和应用。
  3. 研发方向和先后顺序问题

目前钢结构建筑体系有很多种结构形式和系统,每种体系都有一定的应用空间和范围。

在低多层建筑体系领域,冷弯薄壁型钢以其用钢量省、装配化率高、配套产业链相对完善等优点,已经可以在市场上大规模的推广应用。

在小高层建筑领域,可以采用钢框架和冷弯薄壁型钢结合的结构系统,目前正处在研发和推广阶段。

在高层建筑领域,目前研发相对比较缺乏,从国外发展状况来看,一些关键技术问题还没有解决,可能需要相对较长的时间去推广。

可以从低多层建筑领域入手,大规模进行产业化推广,同时积累经验,将研发成果逐步应用到高层钢结构领域,只有这样才能实现分步骤、由易到难地实现钢结构建筑全系统的产业化目标。同时用市场的手段而非行政命令,才能调动企业开发的积极性和主动性,来迂回实现产业化的目标。

  1. 要进行钢结构建筑本土化开发,要针对不同地区的文化传统、生活习惯、居住条件进行有针对性的推广,同时对不同经济条件地区,开发出适合当地需求的产品系统。针对冷弯薄壁型钢结构系统,要进行整体开发,从高装配化率的模块化房屋,到中等装配化率的集成房屋,到现场集成房屋,要拥有全套的产品系统、技术系统和专利部件,并具备大规模产业化的条件。