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轻型房屋钢结构在我国应用存在的主要技术问题

发布时间:2018-01-21

一、现代轻钢结构建筑及其在我国的应用
  在我国,传统意义上的轻钢结构主要是指由圆钢、小角钢组成的小型或小跨度屋架、刚架结构,多用于小型厂房、仓储或临时性建筑。随着以变截面门式刚架和彩色压型钢板为标志的新型钢结构体系的出现和应用,轻钢结构的概念发生了根本性变化。现代轻钢结构除具有传统钢结构的所有优点外,   加突出了“轻”的特征,主要体现在:采用轻质围护结构,恒荷载及地震作用大幅度减小,基础也因此得以轻量化;采用设计理论、钢材、新型结构体系,因而优化了承重构件的截面,使得结构用钢量   轻;采用标准化、工厂化制作、小型机具吊装,因而劳动强度轻,施工,综合施工费用轻;建筑造型轻巧美观,建筑表现能力   强。
  现代轻钢房屋建筑体系诞生于二十世纪初,于二战期间发展。其间多用于对施工速度要求很高的战地机库、军营等。四十年代出现了门式刚架结构,六十年代开始大量应用由彩色压型板及冷弯薄壁型钢檩条组成的轻质围护体系。目前轻钢结构已成为发达的主要建筑结构形式,英国新建的非居住类房屋建筑中,90%的单层和60%的多层建筑都采用轻钢结构!31,美国在轻钢结构体系的分析、设计理论和方法及制造工艺上已经非常完善,了多种产品,其设计软件可在短时间内完成设计、绘图、工程量统计及工程报价,在制作上也实现了高度的标准化及工厂化。
  由于历史原因,钢结构过去在我国一直被认为是工程造价高、设计和施工复杂的建筑结构体系,除特别重要的大型结构外,普通建筑很少采用钢结构。我国大面积应用轻型钢结构是从二十世纪八十年代初建设的宝山钢铁公司一期工程开始的。该工程采用热轧H型钢作为主承重骨架,并采用彩色压型钢板作为围护结构。宝钢一期工程展示了现代化工厂的新形象,对当时的工程界带来了不小的震动。此后以冶金建筑研究院为代表的一批院所及施工企业投入到了轻钢结构体系及其配套产品的中去,相继了轻钢建筑成套技术,以及H型钢、各种截面的冷弯薄壁型钢、压型板、夹芯板等配套生产线。九十年代   的轻钢生产厂家将整套的结构体系推向我国市场,加之我国钢产量的提高,   地推动了轻钢结构在我国的发展。目前国内常用的轻钢结构承重体系包括:焊接门式刚架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系、多层房屋钢结构体系、金属拱型波纹屋盖体系等。相关技术部门及施工单位已在轻钢结构的设计、制作和安装方面积累了的经验。另外钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用的特点,非常符合环保及可持续发展的时代主题,因此轻钢结构在我国显示出非常广阔的应用前景。
     看到,作为一种技术含量高的新型结构,现代轻钢结构的普及推广对设计和施工人员的素质都提出了   ,需要进行专门的培训。由于我国在过去很长一个时期实行“节约用钢”的政策,在很大程度上阻碍了我国钢结构学术研究和技术发展工作。如今我国钢产量已连续稳居世界,我国的建筑用钢政策也随之改为“积极、合理地采用钢结构”。钢结构在我国迎来了大发展的新时期,加强钢结构技术研究及   技术人员培训工作迫在眉捷。本文系统总结了门式刚架、多层房屋钢结构、冷弯薄壁型钢结构及金属拱型波纹屋盖结构等新型轻钢结构体系特点,并针对各类结构在分析、设计和应用中存在的主要问题提出了建议。
  二、轻型房屋钢结构在我国应用存在的主要技术问题
  除冷弯薄壁型钢结构体系外,上述的其它三类车型房屋钢结构体系在我国均有越来越广泛的应用。名大规模的工程实践过程中,广大工程技术人员(特别是设计人员)遇到诸多技术问题亟待钢结构   研究少员研究解决,主要表现在如下几个方面。
  1、总体技术问题
  (1)统一的设计规范(程)和产品标准的制定;(2)结构钢材及其焊接材料的研制;(3)热轧型材(特别是H型钢)产品的完善和配套;(4)制作加工和施工队伍的   化、自动化、标准化。
  2、门式刚架轻型房屋钢结构
  (1)端板连接节点的承载性能研究;(2)焊接形式对构件承载性能的影响;(3)刚架构件的非线性设计理论与实用方法;(4)大偏心基础的设计与研究;(5)在大跨度和大空间建筑中的应用研究;(6)大吨位吊车下刚架的轻型化设计;(7)多跨多台吊车的不利工况组合;(8)刚架梁柱整体与局部稳定的相关性;(9)蒙皮效应对结构承载性能的影响。
  3、多层轻型房屋钢结构(含轻钢住宅)
  (1)合理的承重结构体系选择;(2)连接节点的设计及其能;(3)组合楼盖对侧向刚度的影响及其应用研究;(4)支撑、剪力墙等抗侧力体系的性能研究;(5)组合扁梁及在大开间建筑中的应用;(6)薄壁箱形柱的设计与施工;(7)热轧H型钢在多层轻钢结构中的应用推广;(8)完善实用的   设计软件;(9)的内外围护系统研制;(10)、防腐及保温、设备安装等措施。
  4、金属拱型波纹屋盖钢结构
  (1)统一的简化设计方法;(2)下部支承四面开敞时的风荷载体形系数的确定;(3)拱型屋盖结构半跨雪荷载的分布形式及分布系数;(4)几何形状偏差等缺陷对承载性能的影响;(5)索支承加固对承载性能及局部稳定的影响;(6)支座连接形式及支座变形对拱承载性能的影响;(7)大偏心基础及大偏心压弯柱的设计;(8)风动力响应分析及其在设计中的应用;(9)、防腐及采光、通风和保温等措施。