探讨住宅钢结构冷弯结构的趋势和发展

1、探讨住宅钢结构冷弯结构的趋势和发展摘要：改革开放以来，随着人口增长和城市化进程的加快，引发并刺激了对住宅的巨大需求。而我国采用高投入、高消耗、高污染的传统砖石住宅结构体系，已不能满足市场、消费者的要求和建筑“可持续发展”的时代主题。冷弯薄壁住宅钢结构发展潜力巨大，作为传统住宅结构体系的理想替代品，其具有更加明显的综合经济效益。关键词：住宅钢结构冷弯薄壁住宅发展市场结构体系特点障碍我国的住宅产业是一个巨大的市场，目前其建设数量和速度都居世界前列。因此，尽快提高住宅产业现代化水平，是提高该产业竞争力、继续发挥对国民经济拉动作用的关键。冷弯薄壁住宅钢结构作为住宅建筑钢结构的主要形式之一，它不但具有所

2、有钢结构住宅的优点，而且其制造材料冷弯型钢是一种高效型材，大大降低了用钢量。所以，发展冷弯薄壁型钢住宅，不但可以解决我国住宅建设效率低、质量差的问题，而且有利于促进我国住宅建设的产业化。一、住宅建筑钢结构发展进程改革开放以后的二十年里，随着改革开放政策的实施，国家对建筑行业提出了合理使用钢结构的技术政策。1996年，建设部编制的1996-2010年建筑技术政策中，提出合理推广应用H型钢、闭合型钢、冷弯型钢、彩色涂层钢板，开发钢结构制造和安装施工新技术等；1998年10月建设部又发出了推广应用高层钢结构技术、空间钢结构技术、轻钢结构技术等10项新技术的通知等等。尤其当国外的轻钢结构制造商纷纷涌入

3、我国市场，例如美国巴特勒公司和ABC公司，澳洲的BHP公司以及一些欧洲和韩国的压型钢板制造厂等1。各地开始陆续建造了一批高层钢结构建筑(如北京京广中心、上海金茂大厦、深圳地王大厦等)，但其功能主要针对高档商务用途。目前，北京、天津、上海等几个发达城市，对轻钢结构住宅开发研究已起步，示范工程得到地方政府的大力支持。其中，用冷弯薄壁型钢建造的上海虹桥宾馆多层钢结构、青浦朱家桥钢结构小三层试验房、张江高科技园区别墅等都是我国住宅产业的一种尝试。二、冷弯薄壁住宅钢结构产业化的优势统计资料表明，同样面积的冷弯型钢和热轧型钢相比，回转半径可增大50%以上，惯性矩和面积矩约可增大501802，故若以同样质量

4、制成的冷弯型钢结构构件和热轧型钢结构构件相比，前者承载力较高，整体刚度较大，受力性能较好，可以节约材料、减轻结构重量。冷弯薄壁住宅钢结构是以经济型材构件冷弯型钢为承重骨架，以轻型墙体材料为围护结构所构成。全部构件均采用冷弯型钢建成的建筑一般在四层以下，常见的为12层的民用住宅，在美国和加拿大、日本等国家主要用作别墅住宅、学校、医院和商业建筑等1。与传统住宅结构相比，冷弯型钢具有明显的综合经济效益，因而在国外建筑业迅速发展为主导产业。三、冷弯薄壁住宅钢结构体系的特点34在我国冷弯薄壁型钢构件主要由26mm厚普通钢板或镀锌钢板经冷压或冷弯而成。冷弯薄壁住宅钢结构体系以冷弯C型钢龙骨结构体系为代表，

5、主要由柱、梁、地龙骨、天龙骨和支撑以及各种扣件等组成，承重骨架为平面框架，需布置柱间支撑保证整体稳定性。楼层采用主次梁体系及组合楼盖，不上人屋面则采用擦条和压型钢板。内墙为轻质隔断墙，外墙则用轻质保温板。从住宅产业化要求建筑“可持续发展”的角度来讲，这种结构体系具有如下特点：（一）构造简单，材料单一；由于冷弯薄壁型钢结构体系构件较小，构件之间全部采用螺栓连接，工业化程度高，施工现场作业量少。（二）在同样受力状态下，构件断面小，提高了建筑的有效利用面积。与钢筋混凝土结构相比，冷弯薄壁型钢结构可增加有效利用面积3%6%左右。（三）冷弯薄壁型钢结构体系具有空间布置灵活，拆卸方便的特点，在建筑使用期限

6、内，可以按照不同时期的不同要求重新分隔，以适应新的要求，从而达到延长建筑生命周期的目的。（四）冷弯薄壁型钢结构具有良好的塑性性能，适合于承受振动荷载和冲击荷载，具有良好的抗震性能，这对于有效延长建筑的生命周期将起到一定的作用。（五）冷弯薄壁型钢结构体系自重轻，对地基和基础的承载力要求相对较低，通常采用浅基础即可。因而，它不仅大大降低基础的造价，还可以为在建筑超过服务期限后在原址拆除重建提供方便。四、冷弯薄壁住宅钢结构面临的主要障碍（一）隔音问题。轻型冷弯薄壁型钢住宅结构体系，其隔音效果较传统的砖石结构或钢筋混凝土结构差。房间铺设地毯原本会起到良好的隔音效果，但我国人们极少在所有房间都铺设地毯，

7、一般家庭房屋的地面都采用木地板或地砖。（二）建筑造价问题。与砖石结构和钢筋混凝土结构相比较，钢结构体系总体造价较高，虽然钢结构的整体性能优于其它结构体系，综合经济效益高，但我国国民对房价的接受能力有限。（三）防腐蚀与防火问题。轻钢住宅的骨架由薄壁构件组成，构件越薄，锈蚀的损失率越大(与壁厚成反比)；我国钢结构建筑传统的防火做法是采用防火涂料、发泡防火漆等，对于我国家庭来说，买一套住房意味着倾其一生的积蓄，因而防锈涂层的寿命有多长，是否需经常维护，维护的费用有多高等等都是大家关心的问题。（四）有关规程和标准不配套。我国现有的国家标准中，能够适用于轻型冷弯薄壁型钢住宅结构体系的条文不多，也没有专门针对低层住宅钢结构建筑的设计和施工标准。五、结语由于我国对冷弯薄壁型钢结构的理论和试验研究尚不够深入，设计人员缺乏相应的技术培训，受传统钢结构设计思想束缚，导致设计用钢量大大高于国外同类结构。因此，提高冷弯薄壁钢结构住宅的性能价格比，降低成本是推广其使用的关键。由于冷弯型钢壁厚较薄，截面板件宽厚比较大，容易出现局部屈曲。如何利用先进计算方法，充分利用板件屈曲后强度，是决定其用钢量的关键，这对降低建筑物的造价具有重要作用，从而促进我国住宅建设的产业化发展。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