現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)建筑及其在我國(guó)的應(yīng)用

張久存

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增長(zhǎng)，人們的生活質(zhì)量得到顯著提升，使得大多數(shù)人對(duì)居住環(huán)境有了更高的要求。伴隨著城市化進(jìn)程的逐漸加快，不同類型的建筑結(jié)構(gòu)層出不窮，現(xiàn)階段市場(chǎng)環(huán)境中出現(xiàn)的一種現(xiàn)代化輕鋼結(jié)構(gòu)建筑，具有施工周期較短、性價(jià)比較高、環(huán)保性良好以及抗震能力較強(qiáng)等特定優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他建筑結(jié)構(gòu)類型，已被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中。本文首先分析了輕鋼結(jié)構(gòu)的基本概念，接著簡(jiǎn)要講述了輕鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，最后詳細(xì)闡述了現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)建筑行業(yè)中的主要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu);建筑;特點(diǎn);應(yīng)用

1.輕鋼結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要概述

對(duì)于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)而言，輕型的鋼結(jié)構(gòu)通常情況下都是由圓鋼、小型角鋼以及小跨度的鋼架結(jié)構(gòu)所組成的，大多數(shù)應(yīng)用于小型的廠房或者臨時(shí)居住的建筑內(nèi)。隨著科學(xué)技術(shù)水平的顯著提升，現(xiàn)代化的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑逐漸嶄露頭角，輕型鋼結(jié)構(gòu)本身也發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，除了具有傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)之外，“輕”的特點(diǎn)更加凸顯出來(lái)了，主要體現(xiàn)在：采用輕質(zhì)的圍網(wǎng)護(hù)欄結(jié)構(gòu)，恒荷載比較輕使得地震作用大幅度降低，并且基礎(chǔ)樣式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，對(duì)地基的要求也比較低，另外零部件的截面比較輕，這才用的新型的設(shè)計(jì)理論，使用了高強(qiáng)度的鋼材和結(jié)構(gòu)體系，導(dǎo)致輕鋼結(jié)構(gòu)的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。憑借著自身建筑造型的新穎、外觀造型的美觀輕巧以及較強(qiáng)的建筑表現(xiàn)能力廣泛的應(yīng)用于大多數(shù)的多單層民用建筑領(lǐng)域中，始終符合環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展的基本原則。

2.輕鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

2.1抗震性能較高

近年來(lái)，我國(guó)各個(gè)地區(qū)頻繁的發(fā)生地震災(zāi)害，這對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身也會(huì)造成巨大的影響，這也為建筑施工單位敲響警鐘，現(xiàn)階段地球已經(jīng)嚴(yán)重超出其本身所能承受的負(fù)荷范圍。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，可以提供給居民使用的建筑空間變得越來(lái)越少，一旦發(fā)生較大級(jí)別的地震，對(duì)于房屋的破壞力是非常大的，情況嚴(yán)重者更會(huì)造成人員的傷亡。因此，這對(duì)于房屋的建設(shè)方而言，給住戶提供較強(qiáng)的安全性是至關(guān)重要的，然而輕鋼結(jié)構(gòu)則是使用材料較輕和結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的石膏板材，本身結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，這在一定程度上具有較強(qiáng)的抗震能力和抵抗荷載的能力，由此被廣泛的應(yīng)用于地震頻發(fā)的重要地帶。

2.2施工操作難度較低，容易安裝拆卸，可以重復(fù)使用

對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)而言，主要是由鋼型骨架和彩鋼板共同組成的，便于安裝和拆卸，因此在安裝的過(guò)程中首先需要打好房屋建筑的基礎(chǔ)，鋪設(shè)好預(yù)先設(shè)置好的預(yù)埋件，其次則需要安裝整體的龍骨架，然后把彩鋼板安裝進(jìn)去，固定好，最后再需要做好彩鋼板方的排水和照明之后就可以正常的使用了。這種輕結(jié)構(gòu)的彩板房大多數(shù)都是采用冷彎薄壁的鋼結(jié)構(gòu)件，鋼骨則是采用抗腐蝕性較強(qiáng)鍍鋅板做成的，具有良好的抗腐蝕性，從而可以大大的延長(zhǎng)輕鋼結(jié)構(gòu)件的使用壽命。

3.現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)建筑行業(yè)中的主要應(yīng)用

3.1門(mén)式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系

目前市場(chǎng)環(huán)境中使用的門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)的類型多種多樣，大體上分為：?jiǎn)渭?、多脊、單跨、多跨等等，其中跨?nèi)大致上也可以設(shè)定單個(gè)或者多個(gè)搖擺柱。組成構(gòu)件大多數(shù)可以分為工形的截面，除此之外也可以采用相等的截面、變截面以及格構(gòu)梁柱構(gòu)件等等。例如，勉縣移民搬遷集中安置點(diǎn)工程采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑，無(wú)論是老道寺的三層還是定軍山的二層建筑，均使用純冷彎薄壁輕鋼結(jié)均體系建造。針對(duì)移民搬遷項(xiàng)目的居住對(duì)象和特點(diǎn)，在墻體材料填充方面特別選用了石膏基復(fù)合墻體，不僅在保溫隔熱一體化方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)，在施工便捷以及搬遷戶對(duì)實(shí)心墻的認(rèn)可方面也立竿見(jiàn)影，墻體結(jié)構(gòu)板、裝飾材料均選用模塊化集成板。由此可見(jiàn)，門(mén)式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建可以在模塊化集成板的幫助之下，全面的提升建筑保溫隔熱性能?，F(xiàn)階段市場(chǎng)環(huán)境中出現(xiàn)的比較典型的門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)構(gòu)件、主鋼架、墻梁、屋面板、墻面板以及柱間支撐共同組成的。在門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)之中的腹板具有一定的屈曲厚強(qiáng)度，一旦局部出現(xiàn)一定的失穩(wěn)情況，并不會(huì)影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這樣以來(lái)可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)施工的具體要求對(duì)腹板的高度做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，根據(jù)結(jié)構(gòu)彎力的實(shí)際分布規(guī)律，從而不斷改變鋼架結(jié)構(gòu)的梁柱形式。因此門(mén)架鋼結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)用，不但大大的提升建筑材料本身的質(zhì)量問(wèn)題，還能夠極大的節(jié)約建筑材料。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的顯著提升，建筑行業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的安裝技術(shù)也得到了顯著的進(jìn)步。

3.2多層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系

多層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系主要采用的是焊接或者熱軋H型鋼為主要承重的框架結(jié)構(gòu)、壓型鋼板組合蓋樓、輕質(zhì)維護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)隔斷，另外還需要設(shè)置支撐提高側(cè)向穩(wěn)定性。例如，技術(shù)人員在進(jìn)行多層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系設(shè)置過(guò)程中，針對(duì)連接方式重要節(jié)點(diǎn)如抗拔與抗風(fēng)，基礎(chǔ)與墻體的連接采用標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)的鍍鋅抗拔連接件，單件抗拉試驗(yàn)值為52KN遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值50%，且上下結(jié)構(gòu)層連接之間都采用標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)抗風(fēng)拉件，保證結(jié)構(gòu)的整體性及安全性。多層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系大多數(shù)應(yīng)用于住宅地區(qū)、多層的工業(yè)廠房、學(xué)校、醫(yī)院以及其他辦公娛樂(lè)的公共建筑等，這相比較于混凝土結(jié)構(gòu)的建筑施工，具有強(qiáng)度較大、穩(wěn)定性較高的特點(diǎn)，并且具有一定的經(jīng)濟(jì)性。除了一些住宅使用的建筑之外，在一些舊建筑的改造和擴(kuò)建當(dāng)中也得到了更廣泛的應(yīng)用。

3.3其他輕型建筑鋼結(jié)構(gòu)體系

其他輕型建筑鋼結(jié)構(gòu)體系為金屬拱形波紋層蓋結(jié)構(gòu)，這主要是將鋼板軋成U形或者梯形波紋的直槽板之后，然后再將直槽板軋成拱形槽板。有效的調(diào)整曲率，這能夠?qū)⒍鄠€(gè)拱形的槽板進(jìn)行鎖邊連接和吊裝處理，最后將彩色的鋼板在現(xiàn)場(chǎng)滾壓成型，最終形成強(qiáng)度和穩(wěn)定性比較良好的層蓋結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單統(tǒng)一，能夠有效的處理幾何形狀的偏差缺陷，提升主梁的承載性能，另外還需要做好防火、防腐蝕以及保溫等操作，在具體的施工過(guò)程中能夠省時(shí)省力，其建筑結(jié)構(gòu)也具有良好的穩(wěn)定性，并且具有良好的保溫和防水性能。

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，近年來(lái)隨著輕鋼結(jié)構(gòu)逐漸被大家所熟知，并且已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，但是這與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在著一定的差距，無(wú)論是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，還是在輕結(jié)構(gòu)制作安裝技術(shù)方面都存在巨大的短板，我國(guó)對(duì)于這方面都需要投入深入的研究。除此之外，還需要對(duì)從事輕結(jié)構(gòu)的相關(guān)人才進(jìn)行一定的技術(shù)培訓(xùn)，著重加強(qiáng)對(duì)新型維護(hù)結(jié)構(gòu)和承重體系的研究，使得輕型鋼結(jié)構(gòu)能夠真正意義上成為綜合性較高、經(jīng)濟(jì)效益較好以及競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)較大的結(jié)構(gòu)體系。因此這就需要專業(yè)的人才，針對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)的短板之處進(jìn)行改進(jìn)，徹底改變現(xiàn)階段人們的環(huán)境理念，這必將會(huì)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)新增長(zhǎng)點(diǎn)。

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