一、概述
1.基本特點
以冷彎薄壁型鋼構件為基本結(jié)構骨架,以新型結(jié)構板材為結(jié)構體系,配以其它保溫、裝飾材料,經(jīng)工廠集成生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配而成的房屋建筑體系。
該系統(tǒng)采用冷彎薄壁型鋼結(jié)構體系,具有截面尺寸小、自重輕等特點,比傳統(tǒng)建筑的使用面積提高5~10%,顯著地降低了基礎造價;獨特的墻體承重體系,使建筑造型富于輕靈動感,提高了室內(nèi)布局的靈活性;低碳環(huán)保型建筑材料,使建筑耐久性更好、結(jié)構更安全,具有良好的抗震、防火、熱工、隔聲性能,是一種高效節(jié)能型綠色建筑體系。
2.適用范圍
超輕鋼住宅體系適用于1~6層(不含地下室,檐口高度應不大于12m)的新建、改建、擴建建筑。但是冷彎薄壁型鋼骨架與鋼結(jié)構、鋼筋混凝土結(jié)構的混合結(jié)構建筑物的層數(shù)不受此限。
二、性能指標
耐久性能:70年以上的使用年限;
耐雪性能:1.55kN/㎡的基本雪壓;
抗震性能:9度設防(基本地震加速度0.4g);
抗風性能:0.85kN/㎡的基本風壓,209km/hr的風速
隔音性能:外墻隔音(200mm厚墻體)的隔聲量為65dB,內(nèi)墻(雙面雙層9.5mm石膏板,181mm墻體)隔聲量為44dB;
通風性能:自然通風和送風相結(jié)合,保證室內(nèi)空氣清新潔凈,新風量大于15%;
外墻抗沖擊性能:250kg的集中沖擊荷載;
保溫隔熱性能:200mm厚墻體的熱阻值為4.24K?㎡/W,其保溫隔熱性能是490mm厚多孔砌塊磚的2倍。
三、規(guī)范性引用文件
主要引用下列標準條文,當標準被修訂后,使用最新版本的引用標準:
《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》GB50009-2012
《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》GB50010-2010
《建筑抗震設計規(guī)范》GBSOOll-2010
《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014
《鋼結(jié)構設計規(guī)范》GB50017-2003
《冷彎薄壁型鋼結(jié)構設計規(guī)范》GB50018-2002
《建筑結(jié)構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068-2001
《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術規(guī)程》JGJ227-2011
《水泥纖維平板》JC/T412.1-2006
《纖維增強硅酸鈣板》JC/T564.1-2008
《鋼結(jié)構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001
《碳素結(jié)構鋼》GB/T700-2006
《冷彎型鋼技術條件》GB6725-2008
《低合金高強度結(jié)構鋼》GB/T1591-2008
《鋼結(jié)構工程質(zhì)量檢驗評定標準》GB50221-2001
其它國家或行業(yè)現(xiàn)行相關專業(yè)技術規(guī)范、規(guī)程。
四、 輕鋼住宅體系七大優(yōu)勢
1.安全
與木結(jié)構建筑相比,鋼結(jié)構建筑防火性能和防白蟻性能大大優(yōu)于木結(jié)構建筑。超輕鋼結(jié)構形式建筑在北美的出現(xiàn)和發(fā)展很大原因是因為木結(jié)構自身的防火性能和防白蟻性能較差,因此在輕型木結(jié)構基礎上發(fā)展了超輕鋼結(jié)構體系。
與傳統(tǒng)磚混結(jié)構相比,鋼結(jié)構體系本身較磚混結(jié)構更具延展性和彈性。超輕鋼結(jié)構屬于板肋結(jié)構體系,它由輕鋼龍骨和歐松板形成的墻體、樓板作為承重結(jié)構,屬于超靜定結(jié)構體系,單根輕鋼龍骨或歐松板的破壞不會立即導致整體結(jié)構的破壞,有利于建筑物內(nèi)人員逃生。同時自重輕的鋼結(jié)構建筑更有利于抵抗地震時的水平荷載(水平荷載為建筑物自重和水平加速度的乘積,質(zhì)量越小的建筑物承受的水平荷載越?。?。所以在地震多發(fā)區(qū)域的日本和臺灣,低層建筑多為自重較輕的輕型木結(jié)構和鋼結(jié)構建筑。
2.方便
與傳統(tǒng)磚混結(jié)構相比,自重輕的鋼結(jié)構建筑的運輸量小于磚混結(jié)構。利于在運輸不便的區(qū)域如島嶼、山區(qū)建造。超輕鋼建筑還可以根據(jù)項目需要在工廠完成部分拼裝任務,形成整片墻體和樓板,減少現(xiàn)場作業(yè)量,加快現(xiàn)場安裝速度,適用于當?shù)厥┕l件惡劣,施工周期較短的項目。
3.環(huán)保
輕鋼住宅體系產(chǎn)品所采用的建筑材料均為符合國家標準的綠色環(huán)保材料,所用輕鋼龍骨70年后仍可回收利用,現(xiàn)場建造過程中大量使用成品構件安裝,建造用水需求量小,整個建造過程比磚混結(jié)構大大減少廢水、廢塵和固體廢棄物的排放,有利于當?shù)丨h(huán)境的保護。輕鋼住宅體系建造過程中材料損耗減少60%,現(xiàn)場垃圾減少80%,可回收材料占80%,建筑節(jié)能提高50%。
4.節(jié)能
輕鋼住宅體系外墻采用雙層保溫結(jié)構,由內(nèi)向外分別為:石膏板、輕鋼龍骨、R19離心玻璃纖維棉、OSB(歐松板)、呼吸紙、擠塑板和外墻飾面層。由于墻體采用R19離心玻璃纖維棉和25mm厚擠塑板雙層保溫材料,墻體系統(tǒng)的熱阻值可達到為4.24K?㎡/W,其保溫隔熱性能是490mm厚多孔砌塊磚墻體的2倍。
建筑屋蓋由內(nèi)向外分別為:石膏板、R30離心玻璃纖維棉、輕鋼龍骨、OSB(歐松板)、防水卷材和屋面裝飾層。封檐板為多孔構造,使整個屋架通風透氣,流通的空氣既可防霉也可起到保溫隔熱的作用,整個屋蓋系統(tǒng)熱阻值為5.284K?㎡/W,是普通120mm厚混凝土屋頂(熱阻值為0.07K?㎡/W )的75倍。
5.實用
輕鋼住宅體系雙層保溫裝飾外墻厚度僅為180mm,比一般不含保溫裝飾的磚混結(jié)構墻體(一般為240mm)還要小60mm.
根據(jù)所做項目測算,輕鋼住宅體系的得房率比普通磚混結(jié)構要提高5%-10%。同時由于輕鋼結(jié)構體系采用墻板和樓板受力而非傳統(tǒng)的梁柱受力,所以輕鋼建筑室內(nèi)幾乎無梁無柱,空間利用更高。
6.快捷
輕鋼住宅體系采用工廠加工構件,現(xiàn)場拼裝,無需養(yǎng)護,所以施工速度比普通磚混結(jié)構要提高30%-50%。整個施工流程分:基礎施工、墻體安裝、屋頂安裝、結(jié)構封板、外墻保溫、室內(nèi)裝飾、室外裝飾和完工交房八大步驟。不含基礎施工的毛坯房施工周期為1-2個月,精裝修房施工周期為2-3個月。
一套100平方米的超輕鋼主體結(jié)構安裝時間只需4-5天,整體施工周期比傳統(tǒng)建筑至少縮減1/2的時間。
7.綜合經(jīng)濟效益好
A.施工周期短,早投產(chǎn)早得益;
B.有效使用面積增加;
C.投資使用分配合理,價符其值;地上與地下工程費分配90:10;
D.材料與人工費分配 60:40;
因此輕鋼住宅體系綜合經(jīng)濟效益優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構。
五、構造做法
1.結(jié)構體系組成示意圖如下:
2.樓面結(jié)構系統(tǒng)示意圖如下:
3.墻體結(jié)構系統(tǒng)示意圖如下:
4.屋面結(jié)構系統(tǒng)示意圖如下:
六、超輕鋼主體結(jié)構性能
1.鋼材的選用
用于低層冷彎薄壁型鋼房屋承重結(jié)構的冷彎薄壁型鋼, 應采用現(xiàn)行國家標準《碳素結(jié)構鋼》GB/T700、《低合金高強度結(jié)構鋼》GB/T1591 規(guī)定的Q235、Q345 ,以及滿足現(xiàn)行國家標準《連續(xù)熱鍍鋅鋼板及鋼帶》GB/T 2518、《連續(xù)熱鍍鋁鋅合金鍍層鋼板及鋼帶》GB/T14978 要求的Q550 級鋼材。
2.結(jié)構性能
冷彎薄壁型鋼鋼材強度設計值應按下表采用。
冷彎薄壁型鋼材強度設計值(N/mm2)
鋼材牌號 | 鋼材厚度 t(mm) | 屈服強度 fy | 抗拉、抗壓和抗彎 f | 抗剪 fv | 端面承壓(磨平頂緊) fe |
Q235鋼 | t≤6.0 | 235 | 205 | 120 | 310 |
Q345鋼 | t≤6.0 | 345 | 300 | 175 | 400 |
Q550鋼 | t≤0.6 | 585 | 500 | 285 | — |
0.6<t≤0.9 | 550 | 470 | 270 | ||
0.9<t≤1.2 | 515 | 440 | 250 | ||
1.2<t≤1.5 | 465 | 400 | 230 |
3.鍍鋅量要求
最小鍍層要求是保護鋼材不被腐蝕,對鍍鋅層厚度的使用按設計的要求進行。常用鍍鋅量要求如表下表所示。
最小鍍鋅量要求(g/㎡)
地區(qū)類別 | 鍍鋅量最低要求 |
一般地區(qū) | 180 |
沿海地區(qū)、高腐蝕性地區(qū) | 275 |
4.鋼材的耐腐蝕性能
根據(jù)建筑物建造地點環(huán)境不同,型鋼鍍鋅量要求也不同。鋅層多少決定房屋構造使用壽命。目前,各國標準基本分三擋:
1)構件地處潮濕環(huán)境且裸露狀態(tài)時,鍍鋅量要求275克/m2 (相當鍍鋅厚度為20微米);
2 )承重及外墻構件,鍍鋅量要求180克/m2 (相當鍍鋅厚度為13微米);
3 )非承重構件, 鍍鋅量要求120克/m2(相當鍍鋅厚度為8微米);
根據(jù)英國鋼鐵公司對不同地區(qū)、環(huán)境的15棟輕鋼住宅跟蹤取樣測試結(jié)果是:
輕鋼鍍鋅構件銹蝕率為三年平均不到0.1微米,也就是說,8微米厚鍍鋅冷彎薄壁型鋼構件,正常使用條件下,使用壽命可達240年。而一般住宅設計壽命僅60年;
美國國家住宅研究中心NAHB對4棟地處環(huán)境較差寒冷或炎熱近海地域輕鋼住宅跟蹤取樣測試結(jié)果表明:目前采用的輕鋼鍍鋅構件住宅使用壽命可達100年以上;
中國二汽掛片試驗得到: 如十堰、蘭州、桂林、昆明等地干燥、無腐蝕介質(zhì)條件, 五年腐蝕深度為:0.00327。
七、超輕鋼主體結(jié)構構件的特性
八、超輕鋼主體結(jié)構構件打包方式
我們以房屋部件(如:墻體、屋架)進行打包,方便識別,裝卸便捷。
九、超輕鋼主體結(jié)構安裝步驟
第一步:根據(jù)各部件圖紙把部件拼裝好,然后用自攻螺釘連接成整體
第二步:根據(jù)地基放線把組裝好的部件放到指定位置,并用臨時支撐固定
第三步:復檢尺寸及矯正龍骨
第四步:調(diào)整好墻體位置后與基礎連接,部件與部件連接
第五步:安裝墻面抗風拉帶和拉緊器等其他配件
第六步:安裝屋架/樓板,完畢
說明:多層房屋,安裝完樓板骨架后,安裝樓面結(jié)構板并固定一層墻面結(jié)構板后,再按第一步安裝二層框架。
十、施工工藝流程
1.基礎施工流程包括:
測量放樣 → 地基驗槽 → 管道預埋 → 墊層澆筑 → 鋼筋綁扎 → 模板施工 → 隱蔽驗收 → 基礎澆筑 → 模板拆除 → 基礎驗收 → 基礎軸線放樣。
2.墻體系統(tǒng)施工流程包括:
墻體測量放樣 → 墻架拼裝(若墻體為工廠拼裝,此步驟放在工廠完成)→ 防水、防潮膜(墊)鋪設 → 單片墻架安裝 → 臨時斜撐施工→ 墻體校正 → 墻體
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