裝配式鋼結(jié)構(gòu)在嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅中的應(yīng)用

馬秀英

青海東亞工程建設(shè)管理咨詢有限公司（810000）

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)在農(nóng)村住宅中應(yīng)用的可行性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)村居民開(kāi)始追求住宅的生態(tài)化、個(gè)性化和舒適性，對(duì)建筑材料、住宅結(jié)構(gòu)以及施工工藝等方面的要求也越來(lái)越高。但嚴(yán)寒地區(qū)適宜施工的時(shí)間都較短，通常只有6 個(gè)月左右，由此對(duì)工期就有著特殊的要求，這也是農(nóng)村住宅建設(shè)中需要特別注意的問(wèn)題[1-2]。裝配式鋼結(jié)構(gòu)在農(nóng)村住宅中的應(yīng)用屬于新的研究方向，符合我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅的發(fā)展趨勢(shì)，不僅質(zhì)量好、綠色環(huán)保，而且施工工期短。另外，裝配式鋼結(jié)構(gòu)還具有獨(dú)特化、裝配化以及節(jié)能化的優(yōu)勢(shì)。大量實(shí)驗(yàn)證明，此種建筑結(jié)構(gòu)是合理的，既提升了住宅的抗震性能與強(qiáng)度等級(jí)，又實(shí)現(xiàn)了綠色施工、保護(hù)了環(huán)境，所以很多嚴(yán)寒地區(qū)的農(nóng)村都在大力倡導(dǎo)使用此種建筑結(jié)構(gòu)。

2 鋼結(jié)構(gòu)在住宅中的形式

鋼結(jié)構(gòu)在住宅中的形式有許多，主要可分成三種，即鋼骨架形式、墻體形式以及樓板形式[3-5]。

2.1 鋼骨架形式

鋼骨架形式可按照體系劃分為兩種，即框架體系和鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系。 框架體系又包括兩種形式，分別為鋼框架體系和密柱結(jié)構(gòu)支撐體系。

1）鋼框架體系。 其屬于最簡(jiǎn)單的框架體系，由鋼質(zhì)梁和柱經(jīng)過(guò)焊接與錨栓連接而成。 一般情況下，梁柱常采用H 型鋼和方鋼，因?yàn)槠洳粌H便于實(shí)現(xiàn)大跨度的空間設(shè)計(jì)，而且還能夠充分滿足受力條件以及流水線制造的各種要求，非常適合大規(guī)模生產(chǎn)[6]。 不過(guò)，鋼框架體系也有一些不足之處，特別是抗側(cè)向位移性能差， 要想解決此問(wèn)題就需要擴(kuò)大建筑鋼框架體系的橫截面，但這會(huì)顯著增加用鋼量，進(jìn)而提高成本， 所以鋼框架體系比較適合用在低層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

2）密柱結(jié)構(gòu)支撐體系。 其主要由許多個(gè)密柱以及一些輔助零件構(gòu)成。 一般密柱的間距為1.2～1.8 m，柱的形狀主要為管狀或者H 狀，其輔助零件主要有角鋼、C 型鋼等等。密柱結(jié)構(gòu)支撐體系的梁柱橫截面尺寸要比鋼框架體系小很多， 不僅具有良好的支撐作用，而且還能有效節(jié)省空間，所以被廣泛用在住宅建筑當(dāng)中。不過(guò)，密柱結(jié)構(gòu)支撐體系也具有一些缺點(diǎn)，就是支撐與柱的連接點(diǎn)過(guò)多，這樣就會(huì)使節(jié)點(diǎn)數(shù)過(guò)多，此問(wèn)題始終是建筑施工的一個(gè)難點(diǎn)。

鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系主要被用在商場(chǎng)、 工廠以及辦公樓中。 一般龍骨有很多種，主要包括木龍骨、輕鋼龍骨、鋁合金龍骨和鋼龍骨等。

2.2 墻體形式

農(nóng)村住宅的鋼結(jié)構(gòu)墻體主要起到分隔空間和保溫隔熱的作用。 不過(guò)由于人們對(duì)住宅的要求越來(lái)越高，還需考慮到荷載問(wèn)題，尤其是嚴(yán)寒地區(qū)，必須根據(jù)農(nóng)村的實(shí)際情況合理配置鋼結(jié)構(gòu)， 以應(yīng)對(duì)漫長(zhǎng)的冬季。 一般常用的墻體形式有兩種， 即組合式承重墻體和非承重墻體[7-8]。

2.3 樓板形式

現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)的使用非常廣泛， 人們對(duì)其功能也進(jìn)行了優(yōu)化，特別是在結(jié)構(gòu)體系的選取、布局結(jié)構(gòu)調(diào)整以及多元化發(fā)展等方面。 同時(shí)，人們還對(duì)鋼結(jié)構(gòu)樓板開(kāi)展了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得鋼結(jié)構(gòu)體系更加多樣化、完善化。在設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇適當(dāng)?shù)臉前逍问健３Ｓ玫臉前逍问接腥N，分別為現(xiàn)澆樓板、裝配式樓板和輕鋼龍骨組合樓板。

3 嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅建筑材料的選取

從緯度出發(fā)， 可將我國(guó)劃分成五個(gè)氣候區(qū)域，分別為嚴(yán)寒區(qū)、寒冷區(qū)、溫和區(qū)、夏熱冬冷區(qū)以及夏熱冬暖區(qū)。 其中，嚴(yán)寒區(qū)主要集中在東北三省，即黑龍江省、吉林省和遼寧省，還有內(nèi)蒙古、新疆以及西部的一些區(qū)域。這些地區(qū)的冬季都非常長(zhǎng)，一般為6個(gè)月左右，非常寒冷，根本無(wú)法進(jìn)行室外施工，所以就對(duì)長(zhǎng)時(shí)間寒冷氣候下的建筑結(jié)構(gòu)施工條件有了更高的要求。

在嚴(yán)寒地區(qū)，結(jié)構(gòu)的承載力不僅會(huì)受到很大的限制，而且由于長(zhǎng)時(shí)間處在低溫中，其性能也會(huì)顯著降低。 另外，非承重的圍墻結(jié)構(gòu)還必須具有隔熱和保溫的功能，以便能夠抵御嚴(yán)寒。 在滿足上述要求的同時(shí)，還要考慮到成本問(wèn)題，尤其是農(nóng)村住宅，不僅要保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)，而且還要保證住宅的舒適性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)保性。 裝配式鋼結(jié)構(gòu)不僅性能強(qiáng)，而且還能夠滿足人們對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅的各種需求，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行深入研究，尤其是在鋼材和維護(hù)分隔材料的選取方面[9]。

3.1 鋼材選取

嚴(yán)寒地區(qū)的環(huán)境溫度普遍在-20.5 ℃左右，而承重鋼材料的工作溫度最低為-20 ℃， 所以就必須選取工作溫度較低的鋼材料，如Q235D 鋼、低合金Q345E 鋼等，這些鋼材的工作溫度都很低；如果室外溫度達(dá)到-40 °C 時(shí)， 就應(yīng)當(dāng)選用低合金Q345E鋼，其工作溫度可低于-40 ℃。如果承重鋼結(jié)構(gòu)外有保溫措施，則承重鋼材應(yīng)按照實(shí)際溫度選取。 在此，假定鋼結(jié)構(gòu)體系外有墻體保護(hù)，并且外墻溫度和室內(nèi)溫度相同，則承重鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)選取Q235B 級(jí)鋼，這樣還能有效節(jié)省成本。 要想讓鋼結(jié)構(gòu)體系的使用壽命更長(zhǎng)，就需要特別注意防銹問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)選取表面鍍鋅的鋼材，即使鋼材表面出現(xiàn)破損，鍍鋅層也能夠起到陰極保護(hù)作用，避免鋼材表面發(fā)生腐蝕。可見(jiàn)，嚴(yán)寒地區(qū)的農(nóng)村住宅最好使用低合金Q345E鋼。

3.2 圍護(hù)分隔材料選取

嚴(yán)寒農(nóng)村地區(qū)住宅建設(shè)應(yīng)就地取材，以減少建設(shè)成本。 一般常用的鋼框架結(jié)構(gòu)是輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)，常用的墻體結(jié)構(gòu)是草磚結(jié)構(gòu)。 草磚是用秸稈制成的。 先依據(jù)尺寸經(jīng)過(guò)高壓制得胚磚，然后在胚磚的外面噴上灰泥，這樣就得到了草磚材料，其不僅保溫性能好、重量輕、成本低，而且綠色環(huán)保。 很多地方政府都在大力支持使用秸稈草磚建設(shè)房屋，還會(huì)給予一些獎(jiǎng)勵(lì)，為此，文章就選取草磚結(jié)構(gòu)作為外圍的護(hù)墻。草磚材料屬于纖維類材料。研究發(fā)現(xiàn)，草磚結(jié)構(gòu)的隔音效果要比普通磚砌墻體好很多，是普通磚砌墻體的1.25 倍，所以可在嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅的外圍建設(shè)0.2 m 的草磚墻，用其作為分隔墻[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)在嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅當(dāng)中的應(yīng)用效果非常好，不僅施工周期短，而且工序非常簡(jiǎn)單，不過(guò)在鋼材和結(jié)構(gòu)體系的選擇方面還需要特別注意，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系的性能、經(jīng)濟(jì)性以及嚴(yán)寒地區(qū)氣候特點(diǎn)進(jìn)行深入分析之后，發(fā)現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系非常適用于嚴(yán)寒地區(qū)的農(nóng)村住宅，其不僅抗震性能特別好，而且環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性極高。