
鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)流派的比較
一 、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的主要構(gòu)成部分
鋼結(jié)構(gòu)住宅體系主要由以下幾大部分組成:
(一)支撐骨架系統(tǒng)
(二)圍護(hù)骨架系統(tǒng)
(三)輕質(zhì)墻體
(四)裝飾外墻
(五)樓層板
(六)屋頂
(七)門窗及樓梯
它與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)住宅的差異主要體現(xiàn)在(一) 、(二)
、(三)項(xiàng)
,它與木結(jié)構(gòu)住宅的差異主要體現(xiàn)在(一)
、(二)項(xiàng)
。
二、鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)流派
鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)流派因劃分方式的不同而有多種區(qū)分,如:
(一)按用鋼截面及骨架系統(tǒng)來分有:
1.H型鋼梁柱支撐加輕鋼圍護(hù)骨架系統(tǒng)(圖2.3-1,圖2.3-2),簡(jiǎn)稱H+H骨架系統(tǒng)
。

圖2.3-1

圖2.3-2

圖2.3-3

圖2.3-4
2. 方鋼為柱,U型鋼為梁的支撐骨架系統(tǒng)(圖2.3-5
,圖2.3-6),簡(jiǎn)稱ð+U骨架系統(tǒng)
。

圖2.3-5

圖2.3-6
3.方鋼為柱,H型鋼為梁的支撐骨架系統(tǒng)(圖2.3-7),簡(jiǎn)稱ð+H骨架系統(tǒng)
。

圖2.3-7
4.冷軋輕鋼骨架系統(tǒng)(圖2.3-8,圖2.3-9)。

圖2.3-8

圖2.3-9
(二)按制造方式來分:
1.模塊化預(yù)制的鋼結(jié)構(gòu)住宅(圖2.3-5,圖2.3-10) 。

圖2.3-10
2.部件預(yù)制的鋼結(jié)構(gòu)住宅(圖2.3-1 ,圖2.3-2
,圖2.3-3
,圖2.3-4,圖2.3-7
,圖2.3-8,圖2.3-9)
。
(三)按地緣文化與建筑風(fēng)格來分:
1.歐美風(fēng)格(圖2.3-11)
2.日本風(fēng)格(圖2.3-12)。

圖2.3-11

圖2.3-12
三、鋼結(jié)構(gòu)住宅所用原材料
(一)承重骨架材料
1.H型鋼 可分為熱軋型和高頻焊接型,近20年來在國(guó)內(nèi)高層和超高層的鋼結(jié)構(gòu)建筑上得到了廣泛應(yīng)用并積累了一定的經(jīng)驗(yàn) 。國(guó)內(nèi)H型鋼的生產(chǎn)廠家眾多,完全可以滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的需求,是現(xiàn)階段(過度期)國(guó)內(nèi)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的首選用材
。缺點(diǎn)是鋼材消耗量大
,節(jié)點(diǎn)處理困難
。
2.U型鋼 冷彎成型,厚度為1.6~8mm,高度為50~452mm。在歐美市場(chǎng)不常用,在日本它是輕鋼住宅,尤其是模塊化住宅支撐梁的首選用材。相對(duì)H型鋼而言,優(yōu)點(diǎn)是鋼材消耗量少,缺點(diǎn)是截面不穩(wěn)定,有時(shí)效變形之慮。在中國(guó)已經(jīng)有廠家生產(chǎn)這類型材,但因市場(chǎng)用量少和缺少相應(yīng)的使用經(jīng)驗(yàn),目前還難以與H型鋼競(jìng)爭(zhēng)。
3.C型鋼 冷彎成型,厚度為1.5~6mm,高度為73~380mm。在歐美它是輕鋼住宅支撐梁柱的主要用材,在日本鋼結(jié)構(gòu)住宅中作為支撐柱有少量應(yīng)用 。在中國(guó)也有廠家生產(chǎn)這類型材,但因市場(chǎng)用量少和缺少相應(yīng)的使用經(jīng)驗(yàn)
,目前雖難以與H型鋼競(jìng)爭(zhēng),但應(yīng)當(dāng)作為鋼結(jié)構(gòu)住宅用鋼的主攻研究方向。
4.方鋼 冷彎成型 ,高頻焊接,厚度為1.5~8mm
,邊長(zhǎng)為20~200mm
。在日本它是輕鋼住宅
,尤其是模塊化住宅支撐柱的首選用材
,歐美不大采用
。優(yōu)點(diǎn)是截面穩(wěn)定
,節(jié)點(diǎn)布置方便
,缺點(diǎn)是鋼材消耗量大,螺紋聯(lián)接副弱
。在中國(guó)也有廠家生產(chǎn)這類型材,但因市場(chǎng)用量少和缺少相應(yīng)的使用經(jīng)驗(yàn)
,目前也難以與H型鋼競(jìng)爭(zhēng)。
5.冷軋輕鋼骨架冷彎成型,作為承重龍骨,其厚度一般為0.84mm~2.46mm,邊長(zhǎng)為60~305mm。日本很少采用這種支撐體系,主要是一些歐美廠商在采用。國(guó)內(nèi)非承重(隔墻和吊頂)輕鋼龍骨生產(chǎn)能力很大。但能生產(chǎn)承重輕鋼龍骨的廠家很少。
(二)非承重骨架材料
在歐美鋼結(jié)構(gòu)住宅中的非承重(內(nèi)、外墻、吊頂)骨架類似于我國(guó)的隔墻和吊頂輕鋼龍骨,厚度在0.69mm~1.73mm。在國(guó)內(nèi)寫字樓裝修中應(yīng)用普遍,不需細(xì)談。
日本鋼結(jié)構(gòu)住宅的圍護(hù)骨架也自成體系,如圖2.3-13,2.3-14所示。圍護(hù)支撐體系的主要特征是帶斜拉桿
,這種結(jié)構(gòu)主要是為了配合其外墻板體系,因?yàn)槿帐戒摻Y(jié)構(gòu)住宅的外墻板與外墻裝飾板是一體的
,每塊表面積很小
,對(duì)墻體不能提供拉緊的支護(hù)作用
,所以需用斜拉桿加強(qiáng)支撐
。

圖2.3-13

圖2.3-14
(三)輕質(zhì)墻體
國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)住宅(實(shí)際上是所有住宅)的墻體都是由輕鋼(或木質(zhì))骨架和輕質(zhì)墻體面板加保溫隔熱、隔聲和防水材料構(gòu)成。
1.輕質(zhì)墻體面板
(1)防火石膏板 目前是國(guó)內(nèi)外最常用的內(nèi)墻面板,國(guó)內(nèi)現(xiàn)在大多數(shù)是用在寫字樓裝修中,國(guó)內(nèi)貨源充足。
(2)防水石膏板可作為廚房和衛(wèi)生間的墻體面板,國(guó)內(nèi)貨源充足。
(3)中,低密度水泥纖維板 可作為內(nèi)、外墻面板,國(guó)內(nèi)貨源充足。
(4)定向刨花板工藝性好,耐沖擊。美國(guó)主要用它作外墻面板。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有少數(shù)廠家生產(chǎn)
。
(5)防水夾板
2.保溫隔熱、隔聲材料 國(guó)外輕鋼住宅所采用的保溫隔熱
、隔聲材料一般以玻璃絲棉為主
,國(guó)內(nèi)貨源充足。
3.防水材料 國(guó)外住宅外墻都貼有單向透氣透水的防水紙,國(guó)內(nèi)目前還不具備生產(chǎn)能力。
(四)裝飾外墻
1. 真空擠壓高密度水泥纖維板(圖2.3-15,圖2.3-16)
日本住宅大都采用它,國(guó)內(nèi)也有廠商引進(jìn)該技術(shù)
,但由于其制造技術(shù)復(fù)雜
,價(jià)格昂貴,且安裝工藝復(fù)雜,推廣難度較大
。

圖2.3-15

圖2.3-16
2.高密度水泥纖維板因其安裝維護(hù)容易,在歐美的住宅中應(yīng)用普遍。但生產(chǎn)設(shè)備昂貴,國(guó)內(nèi)還沒有生產(chǎn)廠商。
3.PVC板 在歐美的住宅中應(yīng)用普遍。國(guó)內(nèi)還沒有生產(chǎn)廠商,它便于安裝維護(hù)
,且加
工制造容易,因此國(guó)內(nèi)塑料行業(yè)很容易開發(fā)此類產(chǎn)品
,值得推廣
。
(五)樓層板
1.木板 國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)住宅普遍采用木板為樓層板,這是有繼承性的,因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)住宅是延續(xù)木結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展而來。
2.壓型鋼板組合樓板 它主要是用于多層和高層樓宇,在低層住宅中應(yīng)用是大材小用,成本很難接受
。
3.蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土(ALC)樓板在日本應(yīng)用較多,國(guó)內(nèi)也已經(jīng)具備生產(chǎn)能力。
(六)屋頂(瓦)
1.陶瓦 屬于傳統(tǒng)建筑用瓦,重且安裝工藝復(fù)雜,不太適用于鋼結(jié)構(gòu)住宅
。
2.水泥彩瓦國(guó)內(nèi)有廠家生產(chǎn)并在鋼結(jié)構(gòu)住宅上采用過。
3.高密度水泥纖維板瓦輕且容易安裝,在國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用較普遍,但生產(chǎn)設(shè)備及工藝較復(fù)雜,技術(shù)難點(diǎn)在防水性能和耐候性能不宜保證
,國(guó)內(nèi)尚無(wú)生產(chǎn)能力。
4.金屬瓦輕且容易安裝 ,是鋼結(jié)構(gòu)住宅的屋頂主要用材
,生產(chǎn)設(shè)備及工藝過程簡(jiǎn)單
,
其技術(shù)難點(diǎn)為防銹和耐候性能 。國(guó)內(nèi)雖然有很多彩鋼瓦生產(chǎn)廠商,但都不能提供高質(zhì)量的表面噴砂屋面瓦
。
(七)門窗及樓梯
國(guó)內(nèi)普通門窗生產(chǎn)不論是從質(zhì)量還是規(guī)格品種來看,基本都能滿足市場(chǎng)需求 。高檔門窗尚需進(jìn)口。斜屋頂窗國(guó)內(nèi)已有合資廠生產(chǎn)
,高檔車庫(kù)門國(guó)內(nèi)也有合資組裝廠生產(chǎn)。
國(guó)內(nèi)目前尚沒有專業(yè)的樓梯生產(chǎn)廠家,不象國(guó)外住宅部品生產(chǎn)的專業(yè)化分工那么細(xì),有專業(yè)的樓梯生產(chǎn)廠家
。
鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)流派的比較(2)
(一)不同地緣文化的鋼結(jié)構(gòu)住宅
鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)流派雖然很多,但仔細(xì)歸納后就會(huì)發(fā)現(xiàn)可以用地緣文化作為劃分依據(jù),即日本(和式)流派和歐美流派。
日本鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)和它的其它文化特征一樣,都含有顯著的島國(guó)文化特征,對(duì)外來文化既向往又排斥
,沒有包容和同化的心胸
。古代日本是從中國(guó)學(xué)習(xí)先進(jìn)的建筑技術(shù),因此在今天的日本鋼結(jié)構(gòu)住宅中仍能看到秦磚漢瓦的痕跡(圖2.3-12
,圖2.3-14,圖2.3-15
,圖2.3-16)。近代日本則從西方學(xué)習(xí)先進(jìn)的建筑技術(shù)
,其鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)主體仍是取之于西方(圖2.3-5,圖2.3-6
,圖2.3-7,圖2.3-13
,圖2.3-14)
。
上個(gè)世紀(jì)80年代曾有日本人狂言,即使到21世紀(jì)日本人仍然可以從西方獲得先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)再轉(zhuǎn)買到第三世界 ,從中得利。不錯(cuò)
,上個(gè)世紀(jì)70~80年代,日本人把從西方學(xué)得的家用電器技術(shù)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)買到亞洲
,著實(shí)大賺了一把。但是緊隨而來的信息產(chǎn)業(yè)(電腦
,軟件,網(wǎng)絡(luò))技術(shù)確讓它失望了
,因?yàn)樾畔r(shí)代沒有時(shí)間差,不需要二傳手
。
日本的產(chǎn)品開發(fā)程序一般是以技術(shù)為導(dǎo)向,即用“最好”(并非正好)的產(chǎn)品去引導(dǎo)消費(fèi) ,價(jià)格和市場(chǎng)接受度放在第二位。反映到技術(shù)層面上就是所有的心事都用在技術(shù)末梢——即不斷的在技術(shù)細(xì)節(jié)和支節(jié)上下功夫,并不計(jì)工本
,這一點(diǎn)它們?cè)诩矣秒娖鳟a(chǎn)業(yè)發(fā)揮的淋漓盡致,如它們開發(fā)的變頻空調(diào)和VRV系統(tǒng)空調(diào)
。但是在宏觀上卻缺少創(chuàng)意,對(duì)新產(chǎn)業(yè)開發(fā)方面從沒有作出過大的貢獻(xiàn)
。
同樣,日本的鋼結(jié)構(gòu)住宅也含有深深的島國(guó)文化烙印,踏木屐,穿和服,睡榻榻米,拉門拉柜的和式住宅很難被外族人接受。這僅僅是文化和風(fēng)俗層面的差異,從應(yīng)用和市場(chǎng)推廣層面分析,日本(和)式住宅更不宜在中國(guó)推廣,如方鋼柱節(jié)點(diǎn)處局部加厚技術(shù)(圖2.3-7),真空擠出成型纖維水泥板裝飾墻板技術(shù)等(圖2.3-14,圖2.3-15,圖2.3-16)。從純技術(shù)角度看 ,這些技術(shù)都是很優(yōu)秀的,但應(yīng)用起來卻很復(fù)雜
,其制造投資成本就更昂貴了,其產(chǎn)品價(jià)格當(dāng)然也就貴了
。
歐美企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)程序一般是以市場(chǎng)為導(dǎo)向,滿足消費(fèi)者當(dāng)前需求,并跟隨消費(fèi)者不斷前進(jìn),即所謂“正好就是最好”的原則。歐美鋼結(jié)構(gòu)住宅因?yàn)椴淮嬖谇卮u漢瓦的束縛,一切以舒適,美觀,簡(jiǎn)潔,容易制造,成本低和利于維護(hù)考慮。所以容易推廣應(yīng)用。
(二)不同鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)流派的用鋼量比較
表2.3-1不同鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)流派的用鋼量比較
骨架系統(tǒng)(柱+梁截面)
|
H+H
|
C+c
|
方鋼+H
|
方鋼+U(模塊)
|
冷軋輕鋼骨架
|
支撐骨架(kg/m2)
|
60
|
40
|
50
|
70
|
|
圍護(hù)骨架(kg/m2)
|
5
|
|
總用鋼量(kg/m2)
|
65
|
45
|
55
|
75
|
35
|
應(yīng)用國(guó)家
|
中國(guó)
|
歐美
|
日本
|
日本
|
歐美
|
|
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鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)流派的比較(3)
(一)不同地緣文化的鋼結(jié)構(gòu)住宅
鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)流派雖然很多,但仔細(xì)歸納后就會(huì)發(fā)現(xiàn)可以用地緣文化作為劃分依據(jù),即日本(和式)流派和歐美流派。
日本鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)和它的其它文化特征一樣,都含有顯著的島國(guó)文化特征,對(duì)外來文化既向往又排斥,沒有包容和同化的心胸。古代日本是從中國(guó)學(xué)習(xí)先進(jìn)的建筑技術(shù),因此在今天的日本鋼結(jié)構(gòu)住宅中仍能看到秦磚漢瓦的痕跡(圖2.3-12,圖2.3-14
,圖2.3-15
,圖2.3-16)。近代日本則從西方學(xué)習(xí)先進(jìn)的建筑技術(shù)
,其鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)主體仍是取之于西方(圖2.3-5
,圖2.3-6
,圖2.3-7
,圖2.3-13
,圖2.3-14)
。
上個(gè)世紀(jì)80年代曾有日本人狂言,即使到21世紀(jì)日本人仍然可以從西方獲得先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)再轉(zhuǎn)買到第三世界,從中得利。不錯(cuò),上個(gè)世紀(jì)70~80年代,日本人把從西方學(xué)得的家用電器技術(shù)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)買到亞洲,著實(shí)大賺了一把。但是緊隨而來的信息產(chǎn)業(yè)(電腦,軟件,網(wǎng)絡(luò))技術(shù)確讓它失望了,因?yàn)樾畔r(shí)代沒有時(shí)間差,不需要二傳手。
日本的產(chǎn)品開發(fā)程序一般是以技術(shù)為導(dǎo)向,即用“最好”(并非正好)的產(chǎn)品去引導(dǎo)消費(fèi),價(jià)格和市場(chǎng)接受度放在第二位。反映到技術(shù)層面上就是所有的心事都用在技術(shù)末梢——即不斷的在技術(shù)細(xì)節(jié)和支節(jié)上下功夫
,并不計(jì)工本
,這一點(diǎn)它們?cè)诩矣秒娖鳟a(chǎn)業(yè)發(fā)揮的淋漓盡致
,如它們開發(fā)的變頻空調(diào)和VRV系統(tǒng)空調(diào)
。但是在宏觀上卻缺少創(chuàng)意
,對(duì)新產(chǎn)業(yè)開發(fā)方面從沒有作出過大的貢獻(xiàn)。
同樣,日本的鋼結(jié)構(gòu)住宅也含有深深的島國(guó)文化烙印
,踏木屐,穿和服
,睡榻榻米,拉門拉柜的和式住宅很難被外族人接受
。這僅僅是文化和風(fēng)俗層面的差異,從應(yīng)用和市場(chǎng)推廣層面分析
,日本(和)式住宅更不宜在中國(guó)推廣
,如方鋼柱節(jié)點(diǎn)處局部加厚技術(shù)(圖2.3-7)
,真空擠出成型纖維水泥板裝飾墻板技術(shù)等(圖2.3-14
,圖2.3-15
,圖2.3-16)。從純技術(shù)角度看
,這些技術(shù)都是很優(yōu)秀的
,但應(yīng)用起來卻很復(fù)雜
,其制造投資成本就更昂貴了
,其產(chǎn)品價(jià)格當(dāng)然也就貴了
。
歐美企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)程序一般是以市場(chǎng)為導(dǎo)向,滿足消費(fèi)者當(dāng)前需求,并跟隨消費(fèi)者不斷前進(jìn),即所謂“正好就是最好”的原則
。歐美鋼結(jié)構(gòu)住宅因?yàn)椴淮嬖谇卮u漢瓦的束縛,一切以舒適
,美觀,簡(jiǎn)潔
,容易制造,成本低和利于維護(hù)考慮
。所以容易推廣應(yīng)用
。
(二)不同鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)流派的用鋼量比較
表2.3-1不同鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)流派的用鋼量比較
骨架系統(tǒng)(柱+梁截面)
|
H+H
|
C+c
|
方鋼+H
|
方鋼+U(模塊)
|
冷軋輕鋼骨架
|
支撐骨架(kg/m2)
|
60
|
40
|
50
|
70
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圍護(hù)骨架(kg/m2)
|
5
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總用鋼量(kg/m2)
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65
|
45
|
55
|
75
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35
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應(yīng)用國(guó)家
|
中國(guó)
|
歐美
|
日本
|
日本
|
歐美
|
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(三)不同鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)流派的節(jié)點(diǎn)比較
1. C+c型骨架系統(tǒng)部分節(jié)點(diǎn)如圖2.3-17,圖2.3-18所示,簡(jiǎn)潔實(shí)用
。

圖3-17

圖3-18
2.冷軋輕鋼骨架系統(tǒng)部分節(jié)點(diǎn)如圖2.3-19,圖2.3-20所示,簡(jiǎn)潔實(shí)用。

圖2.3-19

圖2.3-20
3.方鋼+U或方鋼+H骨架系統(tǒng)部分節(jié)點(diǎn)示意圖見圖2.3-6,圖2.3-7。
從方鋼+H型支撐骨架系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)處理情況來看,如果鋼結(jié)構(gòu)住宅支撐體系的技術(shù)方向出了問題,想通過局部細(xì)節(jié)的技術(shù)處理來解決大的方向性問題是很困難的
,甚至是根本行不通的
。方鋼+H型支撐骨架系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)聯(lián)接副強(qiáng)度一直是日本鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的心病
,因?yàn)榉戒撌欠忾]型截面
,無(wú)法采用高強(qiáng)度螺母—螺栓聯(lián)接副
,材質(zhì)
,熱處理,螺紋長(zhǎng)度等都是方鋼螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的死穴
。所以就采用在內(nèi)部加襯板,或是外部加襯板
,乃至特意焊上一個(gè)輔助節(jié)點(diǎn)的辦法來解決ð+H型支撐骨架系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)副強(qiáng)度問題
,甚至還想出了方鋼柱節(jié)點(diǎn)處局部加厚和拉鉚螺栓(圖2.3-7)這樣的點(diǎn)子
。但是它永遠(yuǎn)缺一半
,即螺栓是高強(qiáng)度的,而螺母(拉鉚處)不是高強(qiáng)度的
,因而不能稱之為高強(qiáng)度聯(lián)接
。
4.H+H骨架系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)比方鋼+H骨架系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)還復(fù)雜,必須采用焊接的方法加工節(jié)點(diǎn)。
(四)不同鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)流派的外墻體系比較
鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體基本都是三明治式,即兩面墻板夾上鋼骨架和墻芯。
1.日式鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻體系
前面已經(jīng)敘述,日式鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體鋼骨架體系和歐美鋼結(jié)構(gòu)住宅不一樣