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轻钢别墅集装箱别墅市场发展趋势
文章来源于:耀冠建材  更新时间:2017-3-22 18:49:06  浏览次数:

一、中国钢结构建筑体系发展现状


1、从钢结构原材料供给看:建筑用钢的产能、品种完全能满足钢结构建筑产业化需求


我国自1996年开始钢产量超过一亿吨,居世界首位,1998年轧制H型钢系列投产直至现今,建筑市场需要的成品钢材在数量、品种和质量上发展都很快,热轧H型钢、彩色钢板、冷弯型钢的生产能力已能满足国内建筑市场的需求,而且随着钢材产量和质量持续提高,其价格也逐步下降,传导至钢结构造价也有较大幅度的降低,与钢结构配套使用的保温隔热、防腐材料、防火涂料、各种焊接材料及螺栓连接等产品和新型建材的技术也在不断创新提高。


2、从建筑钢结构的工业化发展水平看:正处在不断完善的上升期


经过几年的发展,我国专业钢结构设计人员的素质已经有了很大提高,一批有特色有实力的专业研究所、设计院不断研究和开发出各类钢结构设计软件和新技术,可分别适应轻钢结构、网架结构、高层钢结构、薄壁拱形结构的设计需要。钢结构设计软件功能的日臻完善,为协助设计人员完成结构分析设计、施工图绘制、提高设计效率提供了极大的便利。


钢结构建筑业的设计生产施工一体化必将提高整体建筑产业化水平。


3、从钢结构建筑工程业绩来看:


世界第三高度421米的上海金茂大厦,具有国际领先水平、高度279米的深圳赛格大厦,跨度1490米的润扬长江大桥,跨度550米的上海卢浦大桥,345米高的跨长江输电铁塔,以及首都国际机场,鸟巢国家体育中心等等许多采用钢结构建筑体系的重要工程,标志着中国建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。


4、从需求量最大的轻钢结构住宅的产业化推进来看:


国家现在已把轻钢结构在住宅建设中的推广应用作为建筑业的一场革命。随着住宅业成为我国经济发展新的增长点,轻钢住宅将是住宅产业发展的必由之路。住宅产业化的前提是具备与产业化相配套的新技术、新材料和新体系,由于钢结构体系易于实现工业化生产、标准化制作,且与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料。因此,对钢结构体系住宅成套技术的研究,将大大促进住宅产业化的快速发展。


5、从钢结构建筑造价和市场供求来看:


目前,高层钢结构的综合价格还是高出同类钢筋混凝土结构4%--5%,但其抗震性能好、施工速度快,特别是规定在超高层建筑中必须采用。门式刚架轻钢结构和压型钢板拱壳结构的单位面积造价,与同类单层钢筋混凝土结构大致持平,甚至更低;而且轻型钢结构的商品化程度较高,制作和安装速度远超钢筋混凝土结构,综合造价比更有优势,所以近年市场扩展很快。据有关数据调查,现在低层轻型住宅钢结构的造价是2500元/平方米左右,越是同类多层钢筋混凝土结构的造价的1.2~1.5倍。


二、轻钢结构住宅建筑体系的特点


1、我国轻钢结构住宅建筑体系的发展历史


较之其他钢结构类型,中国轻钢结构住宅起步很晚,只是改革开放后,从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅,才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作,介绍了一种低层轻钢结构住宅建筑体系-Bsis,并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层轻钢结构住宅样板房;1988年日本积水株式会社赠送上海同济大学两栋轻钢结构住宅(二层),建在同济新村中;90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地也建立了几栋多层轻钢结构办公、住宅楼。


大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅是近几年才发展起来的。目前,在北京、天津、山东莱芜、安徽马鞍山、上海、广州和深圳等地开展低层、多层和高层钢结构住宅试点工程,目前已经建成几十万平方米,钢结构住宅的发展势头看好。


近年来,随着中国钢结构迅速发展,轻钢结构住宅作为一种绿色环保可再生建筑,已被住建部列为重点推广项目。这是中国生产力发展到一定阶段的必然产物,是符合国家产业政策的。


2、轻钢结构住宅体系快速发展需要的技术环境


2.1墙板、防水材料等新型建材系列配套发展


防水材料也有很大改进,如TBL无胎基、自粘橡胶沥青防水卷材不仅延伸率好,而且具有开裂自修复功能。


2.2住宅技术引进与自主研发的深化


目前,发达国家的轻钢结构住宅产业化进一步升级,工业化程度很高,工地已不是建设


工程的主战场。以瑞典为例,它是当今世界上最大的轻型钢结构住宅制造国,其轻型钢结构


2.3轻型钢结构设计软件的发展与相关规范的编制


国内外钢结构设计软件的发展为多层、高层轻型钢结构住宅的设计提供了技术保障。国内已经开发出多个钢结构的CAD专用软件,如STS、3D3S、SFCAD、MESTEEL等软件,国外著名的软件公司都针对中国设计规范推出了功能完备的设计软件,如STRAP、STAAD、Xsteel、SCIA、STRUCAD、SAP2000和ANSYS等软件。2010年10月开始执行的《轻型钢结构住宅技术规程》为轻型钢结构住宅项目的报建与竣工验收提供了技术标准。


三、轻钢结构住宅体系的技术性与经济性分析


1、轻钢结构住宅体系的自身优势。


1.1结构延性好,耗能能力强,自震周期长,对地震作用不敏感,与外围护结构性板材结合,产生应力蒙皮效应,从而具有更强抗震能力和抵抗水平荷载的能力,能提高住宅的安全可靠性。尤其适用于地震多发地区,如甘肃、西安等地;


1.2结构自重轻,节省地基处理与基础建造费用,尤其适用于地质条件较差的软土地区,如上海、浙江、嘉兴等地;


1.3结构构配件均工厂化、标准化生产,尺寸精确、质量稳定可靠;结构配件、水暖电设备预埋到墙体、楼面等围护结构内部,利于室内外装修;


1.4施工快捷,清洁化生产。与传统住宅体系相比,装配化施工不需要支模,现场干作业,受气候影响小,至少可缩短1/3的工期,从而大大加快了资金周期,提高投资效益。而且施工现场环境舒适,无噪音,无建筑垃圾,完全符合节能环保要求;


1.5再生能力强。轻钢结构住宅可拆卸和回收,为环保节能的绿色建筑。建筑平立面布置灵活、美观。屋、墙面彩板颜色多种多样,可根据需要设计出外形美观,色彩鲜艳,立面丰富,具有现代化气息的建筑。


2、轻钢结构住宅体系的技术性分析


2.1轻钢结构体系的主要材料构成


2.1.1承重体系:镀锌轻钢龙骨作为承重体系在低层民用住宅的应用最多的是1~4层的住宅。在美国,完全用镀轻钢龙骨建造的住宅(不采用型钢)可以建造到7层的高度。


轻钢龙骨的技术指标:轻钢龙骨采用3号钢强度指标23ON/mm2-340N/mm2,镀锌钢板厚度从2.58mm-0.88mm;镀锌量无特殊要求均按275克/m2生产。镀锌钢板冷压成型后便能应用于建筑构件,轻钢龙骨的截面形状主要分两大类,也就是C型槽钢及C型立龙骨。槽钢及立龙骨的宽度可以从60mm-360mm不等,可以满足不同结构部位、不同荷载、不同构件的需要。作为承重龙骨,镀锌钢板的厚度一般采用1.0-1.2mm。


2.1.2轻钢结构住宅中采用的板材


轻钢龙骨结构体系中板材起着重要的维护及分隔作用。结构性板材主要指外墙及屋面用板材和楼板用板材,广泛应用的是防水防腐处理过的刨花板,厚度一般为9mm-18mm。也可以采用防水夹板做结构性板材。而内墙采用的板材是防火石膏板,厚度可采用9nmm-15mm厚。厨房及卫生间的墙面可采用防水石膏板或埃特板等防水、防火板材。


2.1.3保温隔热、隔音材料


轻钢龙骨结构的住宅所采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,保温隔热材料热阻值通常采用R13-R30之间。墙体的隔音采用玻纤棉也能取得比较好的效果。


2.1.4防火材料及屋面材料


轻钢龙骨住宅的防水材料主要应用于外墙及屋面部位。墙体采用单向透气透水的建筑纸(buiodingpaper)或其它优质防水卷材。单层民用住宅屋顶多采用坡屋顶,可以挂瓦,西班牙、日本瓦等重瓦或者轻质瓦都可以。


2.2轻钢龙骨的结构体系


这种轻钢结构房屋的承重墙体耐火极限一般为1.5小时左右,如果需要提升防火等级,可以通过加厚石膏板使耐火极限达到2.5小时以上。


2.3建筑保温和节能问题


钢材传热系数大,热量散失快,且易形成冷桥,因此保温节能是轻钢结构住宅要解决的主要问题之一。轻钢结构住宅保温有外保温和内保温两种做法。外保温做法是在墙柱间填充玻璃纤维,在墙外侧再贴一层保温材料,有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥;内保温层是指外墙内表面层加入内部松软的保温层,再罩一层纸面石膏板、其他板材或做上抹面,形成硬质面层。墙体的保温性能会大大加强。阻止了室内的大量热能向室外散发,从而起到了节约热能的作用。例如:钢柱的翼缘截面尽量的作成200mm的,选用蒸压加气混凝土砌块,一般选用宽度为250mm的截面,在砌砌块时可以把钢柱包裹起来,当然钢柱四周要用保温材料包裹起来以免产生冷桥。在蒸压加气混凝土砌块砌完后外抹保温砂浆,满足保温隔热的效果。


2.4建筑防火问题


钢材不耐火,轻钢结构住宅要进行抗火设计及防火措施保护。目前常用的防火措施有四种:(1)防火涂料法。(2)隔离法。(3)实心包裹法。(4)膨胀漆覆盖法。抗火极限最高达2h。对于轻钢住宅结构最关键的问题是防火技术的应用,工程中常用作法是:在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板,对于普通防火墙和分户墙的石膏板保护,要求达到1小时防火要求,另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。


2.5建筑隔音问题


建筑隔音问题是业主关注的重点,声音传播分为空气传播和固体传播两种形式。《民用建筑隔音规范》要求:建筑隔音最低标准为40分贝。轻钢住宅是采用内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉,阻止空气传播;在分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体;对于固定吊顶石膏板的小龙骨,用带有小切槽的弹性构造措施减少楼层间的固体声传播。


2.6轻钢结构住宅的科技含量


轻钢结构的住宅体系彻底抛弃了传统的“秦砖汉瓦”,而且墙体所采用的材料均可回收再利用,有着极高的环保意义。单以墙体保温隔热这一项就要比传统的砌体优越得多,100mm左右厚的R15保温棉,热阻值可达1米左右的砖墙厚度。另外,外墙防水、防潮材料的应用也采用了当今最新的建材。房屋内墙全部采用防火石膏板除了具有防火功能外,还有一个特性就是石膏板所具有的呼吸功能,可在梅雨季节吸收室内空气中大量的水分,使室内的空气保持干燥,而在秋冬季节比较干燥的时候就会把水分释放出来调节室内的湿度。所以住在周围是石膏板的房子里,要比砖石水泥砌筑的房子舒适得多。


轻钢结构房屋的窗一般是采用中空玻璃不仅有很好的保温隔热功能可节省大量的能源,而且有较高的隔音功能,隔音程度一般达40分贝以上,大大减少噪音的污染。


3、轻钢结构体系住宅的经济性分析


3.1用钢量:


镀锌轻钢龙骨承重结构体系的用钢量并不大,有资料显示专家曾对一栋300m2的轻钢结构进行计算,用钢量仅为33-35公斤/m2,建成后的建筑物自重仅为70-80吨/(含装修)。建筑物自重相当于砖混结构的1/4-1/6,地基及基础的处理就简单的多,一般基础是采用钢筋砼条形基础(只需构造配筋)。对地耐力要求一般是在8-10吨/m2。


3.2施工安装:


由于建筑材料大量采用成品及半成品,其施工安装速度非常快,全部预制现场装配,包括所有的精装修及设备安装,整栋建造过程只需要3个半月,工厂预制构件仅需1个半月左右,从投入资金工程启动到竣工验收人可以住进去,只花费了5个月。


3.3施工管理:


因为工程施工几乎全是干作业,施工现场非常干净,所采用的施工机械也比较简单,但机械化程度却较高,施工工序管理先进也是其主要优点之一。所占用的施工现场、建筑垃圾、建筑施工噪音等都减少到最低的程度,也可以称为是环保型建筑的典范。


3.4综合造价:


综合造价分两种情况分析,不含装修的“清水房”及含所有装修及电器配置的“成品房”。属于精装修部分的管线部分划分到“清水房”中,因为需要预先埋藏在墙体内。这种“清水房”目前的综合造价大约在1500-1800元/m2左右,随着产业化程度的提高,所采用建筑材料的进一步优化,预计成本还可以有所降低。“成品房”是加上装修及设备的综合造价,价格完全可以比目前市场上的精装修成本更低。


3.5使用面积:


这种房屋比传统建筑可增加10%-15%左右的使用面积,这个经济效益巨大。


4、轻型钢结构住宅体系存在的问题


4.1技术问题


随着科技的发展,工程实践的深入,暴露出目前我国的轻型钢结构住宅体系主要有以下几个技术难题:


4.1.1屋面围护系统和墙面围护系统的蒙皮效应是节省钢材、降低工程造价的重要途径,然而这种效应在轻型钢结构住宅的设计中还不成熟。


4.1.2轻钢结构房屋体系对风荷载比较敏感,在强风条件下常常发生轻钢房屋的风致损坏事故并导致巨额经济损失。轻钢结构住宅体系的风致破坏机理还需深入研究。


4.1.3随着生活水平的提高,居民对住宅性能提出了更高的要求,内外墙、门窗、屋面等围护结构的节能技术与新型节能材料的研究需要更多突破。在建材和部品方面,目前建造轻型钢结构住宅试验工程所需材料许多要从国外运来,甚至有些由外商在中国大陆委托加工的部件,往往也只能到国外去采购。


4.1.4相关设计规范需要进一步完善,如《轻型钢结构住宅技术规程》适用于轻型钢框架结构体系非抗震设防以及抗震设防烈度为6~8度的6层及6层以下建筑。而我国人口众多、地震频发,规程的适用范围应拓宽,这就需要相关技术的突破。


4.1.5缺乏绿色建材评判标准与检验方法,我国虽出版了《中国生态住宅技术评估体系》,但是缺乏相应的绿色建材标准,国外发达国家都有各自的绿色建材标准。


要解决以上种种技术难题,政府、相关企业和科研单位需要进一步加强国际间轻型钢结构住宅技术交流合作。事实上,近些年,随着合作的深化与成套技术的引进,我国轻钢结构住宅试点工程在社会上已经引起广泛反响。


四、轻钢结构住宅建筑与普通混凝土建筑在设计方式上的区别


在轻钢结构住宅的建筑设计方法上,我国同国外还有明显差距。


4.1设计流程不同


通常混凝土建筑的设计都是按先建筑后结构设计的流程进行,而轻钢结构建筑由于其特殊的材料和先进的设计软件,得以使设计程序实现建筑结构一体化设计,建筑设计与结构设计同时完成。目前国外轻钢结构企业普遍的做法是采用一体化设计方式统一设计,用建筑模数制保证建筑整体安装的精确度。配件系统与整体建筑系统设计一体化的结果是,国外企业设计的建筑在安装时,基本保证安装结束的时候,地面上没有多余的配件,建筑上也没有缺少的配件,场地上干干净净。而国内企业目前仍是沿袭混凝土建筑的设计习惯,先做建筑设计再做结构设计,由于产品预制模数的固定不仅难以准确表现其建筑风格,同时又破坏了轻钢结构建筑特有的建筑特色。围护系统与主体结构设计,也是按照混凝土建筑主体结构、围护系统的设计分开来进行,造成的结果就是建筑在安装时,或者少配件,或者多配件,建筑表现也因此受到影响。主要就是因为配件系统的设计与整个建筑系统的设计不统一,还有配件标准化的问题所造成。


4.2建筑表现形式


我国轻钢结构建筑在表现形式上同国外有着较大差距。轻钢结构建筑的建筑表现主要有以下四个方面的特征,即规模、线条、色彩和变化。在这四个方面,我们都不同程度地存在差距。


建筑规模:国外企业设计的轻钢结构建筑在建筑规模的表现上,表现得相当出色,特别是一脊双坡或带女儿墙的大跨度轻钢结构建筑,具有恢弘的建筑气势。据了解,这种用建筑规模表现建筑风格的作品,出自国内企业之手的,目前还不多见。