新型建材論文

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡整理，如有侵權，請聯(lián)系刪除，謝謝！新型建筑材料結業(yè)小論文1宋飛楊安徽工業(yè)大學材料科學與工程學院馬鞍山)摘宅結構的特點和建筑體系，并指出了發(fā)展輕鋼結構存在的主要問題及解決方法。關鍵詞：住宅；輕鋼結構；建筑體系TheresearchstatusandProspectofthenewtypeoflightsteelstructurehouseSongFeiyangAbstract:Inthispaper,themodeloflightsteelstructureresidentialconceptisintroducedbriefly,introducesthecurrentresearch;reviewsthemodeloflightsteelstructureresidentialcharacteristicsandarchitecture,andpointsoutthedevelopmentoflightsteelstructureofthemainproblemsandsolutionsKeywords:residential;lightsteelstructure;buildingsystem輕鋼住宅在國內(nèi)是一個全新的概念，它屬于輕鋼建筑范疇，指采用輕型鋼結構布局、以國民長期居住為目的，適宜于長期日常居住的房屋建筑。輕型鋼結構骨架構成主要包括冷彎型鋼、熱軋或焊接H型鋼、T型鋼、焊接或無縫鋼管及其組合構件等。輕型板材如石膏板、OSBPCALC骨架使室內(nèi)使用空間增大，房間隔斷更加靈活，屋面造型豐富多彩。輕質板材的使用，使室外裝飾材料的類型和色彩有更多的選擇余地，可以充分發(fā)揮建筑師的想象力，設計出美觀、適用、健康環(huán)保的“綠色建筑”，該種房屋體系一般為低層或多層的輕鋼別墅或住宅公寓。輕鋼結構住宅的結構體系與傳統(tǒng)磚混結構或混凝土結構住宅的結構體系有很大的不同，它主要由輕鋼結構體系、樓面結構體系和維護結構體系等組成。輕鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基贊用省、占地面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等優(yōu)點，與混凝土結構相比，它是環(huán)保型的和可再次利用的，也是易于產(chǎn)業(yè)化的結構，發(fā)達國家在房屋建筑中已廣泛采用輕鋼結構。輕鋼結構體系早已應用于我國的建筑業(yè)，但用于住宅建造在我國還屬于空白。美國、日本、澳大利亞等國家，早已采用輕鋼結構特別是采用鍍鋅輕鋼龍骨作為承重體系應用于住宅建造。在美國普通的低層民用20世紀90年代初的5％已發(fā)展到現(xiàn)在的25技術更加成熟、完善。200萬m20世紀80年代我國輕鋼28000800萬m2約50~60m100萬m，年增長的幅度也很大。然而與22世界上一些發(fā)達國家相比．還存在一定的距離。據(jù)統(tǒng)計，目前我國鋼結構建筑所用的鋼材還不到全國鋼材總產(chǎn)量的2％，遠不如美國、日本等國家。在美國、加拿大、澳大利亞、日本、瑞典等國家，鋼結構住宅占住宅總建筑面積的40%以上，采用輕鋼結構體系建設建造的單層和多層建筑物占50%以上。這些國家在鋼結構住宅的抗震性能、防火、防滲、建筑材料、結構形式等方面的研究處于世界領先水平。美國在輕鋼結構體系的分析、設計計算的理論和方法及制造工藝上已經(jīng)非常完善，開發(fā)了多種專利產(chǎn)品，其專用的設計軟件可在短時間內(nèi)完成2設計、繪圖、工程量統(tǒng)計及工程報價，在制作上也實現(xiàn)了高度的標準化及工廠化，現(xiàn)有34家專門生產(chǎn)單元式建筑的公司。瑞典是當今世界上最大的輕鋼結構住宅制造國，它們的輕鋼結構住宅預制構件達95％，歐洲各國都到瑞典去定制住宅，通過集裝箱發(fā)運?？梢娫诠I(yè)化住宅時代，工地已不再重要。目前在鋼結構住宅體系上，國外已開發(fā)了鋼結構工業(yè)化生產(chǎn)體系，并不斷提升住宅產(chǎn)品的性能指標。而且國外的研究已進人對住宅體系靈活性、多樣性研究，百年住宅“建筑生產(chǎn)反思化，以工業(yè)化促進產(chǎn)業(yè)化。自1979年我國從澳大利亞引進輕型鋼架結構以來，輕鋼結構有較大發(fā)展。我國把輕鋼結構在住宅建筑上推廣應用作為建筑業(yè)的一場產(chǎn)業(yè)革命。1999年，經(jīng)國家經(jīng)貿(mào)委批準，將“輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發(fā)和應用”作為建筑業(yè)用鋼的突破點。2003年1~11月統(tǒng)計我國鋼產(chǎn)量是世界上首次突破2型鋼2002年底達到100型鋼、鋼管、高頻焊接H型鋼、冷彎型鋼及涂鍍層鋼板等都有顯著增長。寶鋼、武鋼、馬鋼的耐火耐候鋼在工程中得到使用，武鋼、浦鋼、鞍鋼厚板在工程中廣泛使用，馬鋼、萊鋼H建設部于2002年發(fā)布了《鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化技術導則》，并評審通過了三批共36項鋼結構住宅科研項目立項和確定了北京賽博思金屬結構工程管理公司的第一個建設部鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化科技示范工程，建筑鋼結構的鋼材、設計、制造、施工、行業(yè)標準、規(guī)范約60本已基本編制修訂完成?！朵摻Y構住宅設計規(guī)程》正在編制。國內(nèi)鋼結構住宅從研究開發(fā)到工程試點，100多萬m。已經(jīng)建立試點工程的有：北京、上海、天津、湖南、安徽、江陰、南京、山東等地。3.新型輕鋼住宅結構的特點輕鋼結構一般指承受相對較小的外加荷載，采用較小的構件截面尺寸，結構自重較輕的鋼結構。輕鋼住宅結構是以經(jīng)濟型材構件，包括冷彎型鋼、熱軋或焊接型鋼、焊接或無縫鋼管及其組合構件作為住宅承重骨架，輕型墻體材料作為圍護結構所構成。與傳統(tǒng)的住宅結構相比，輕鋼結構住宅有許多優(yōu)點。由于鋼材強度高，可以采用大開間布置，鋼結構開間可以比傳統(tǒng)的磚混結構和砼結構的開間大50％，創(chuàng)造開放式住宅，為住宅空間的組合提供最大的自由度，設計時可以不拘泥于承重墻位置。根據(jù)設計需要自由布置各功能空間，更好的滿足建筑上大開間、分隔靈活的要求。而傳統(tǒng)的磚混結構和砼結構由于材料性質限制了空間布置的自由，如果開間過大，就會造成板厚、粱高、柱大，不但影響美觀，而且自重增大，增加造價。鋼結構的空間利用率比傳統(tǒng)的磚混結構和砼結構的利用率提高5%~8％。如今。越來越多的投資者開始意識到開放的100宅樓空間利用的靈活性，因此除盡最大可能減少占地面積以外，樓內(nèi)空間的靈活性以及自由發(fā)揮度也是今天和未來理性投資者必求目標。鋼材的“容重與強度比”一般小于木材、混凝土和磚石，鋼結構采用輕質的各種材料。組成高強度、防火、防水、絕熱、隔音、節(jié)能的復合墻體。經(jīng)測試相同建筑面積的建筑樓層，鋼結構自重輕。根據(jù)比較，六層輕鋼結構住宅的重量，僅相當于四層磚混結構住宅的重量。3.3抗震、抗風性能好、可靠性高。近年來地震和臺風等自然災害的頻發(fā)，觸動了人們敏感的神經(jīng)，人們對房屋的抗震、抗風性能日益重視。鋼結構建筑具有良好的抗震、抗風性能，在地震和臺風等自然災害下的表現(xiàn)遠遠優(yōu)于其它結構形式的住宅。鋼結構住宅具有整體剛度大、構件強度高等優(yōu)點，鋼柱的抗壓、抗側彎強度，均比混凝土柱高1.5倍。3鋼結構構件實行工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝，加工和現(xiàn)場安裝可以同步進行。鋼結構施工不受氣候和季節(jié)的影響，現(xiàn)場不需要綁扎鋼筋、不需要制作模板，樓板澆筑混凝土時也不需要設臨時支撐，現(xiàn)場作業(yè)量減小且施工機械化程度高。大大加快了施工速度。例如上?，F(xiàn)代房產(chǎn)實業(yè)有限公司建造的500m，的二層別墅僅用了45個工日，并且包括內(nèi)外裝修。3.5對周圍環(huán)境污染少。鋼結構建筑現(xiàn)場作業(yè)量小，對周圍環(huán)境無噪聲污染和粉塵污染。傳統(tǒng)建筑用的實心粘上磚，因大量浪費土地資源、污染環(huán)境已被限時禁止使用。由于鋼結構自重輕，鋼結構建筑基礎造價上可節(jié)約30％，且總體用料黿少。雖然輕型房屋鋼結構采用的合會鋼的價格要比普通鋼高，復合墻體的價格要比砌體墻高得多，但這些造5％～15％。另外，施工周期縮短，人工費用下降，又可減少間接費用，且投資周期短，收效快，所以綜合造價低。3.7具有可再生利用性、可改造性。符合國家環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展的要求輕鋼住宅所用材料都是節(jié)約土地、能源和資源的永久性材料。而且大部分材料可回收和再生，施工現(xiàn)場濕作業(yè)少，建造和拆除時對環(huán)境污染較小，利國利民。鋼材報廢后可實現(xiàn)l00％廢品再回收利用，符合我們?nèi)祟惪沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。3.890年以上。3.9設計技術先進利用先進的計算機輔助設計和計算機輔助制造(CAM)技術，能全面按用戶要求進行設計，且效率高、報價快、造價低、供貨迅速。實現(xiàn)住宅建設的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化輕鋼結構在工廠制作，現(xiàn)場安裝，易于工廠規(guī)模生產(chǎn)和標準化、系列化，可采用工業(yè)化生產(chǎn)方式，實現(xiàn)技術集成化，提高住宅的科技含量和使用功能。4.1結構體系4.1.1C形構件，可單獨使用，也可組合使用，1~2層住宅或別墅。4.1.2框架體系。目前，這種體系在多層鋼結構住宅中應用最廣，純框架體系常用于4~8層住宅?？v橫向都設成鋼框架門窗設置靈活，可提供較大的開間，便于用戶二次設計，滿足各種生活需求。鋼框架考慮樓蓋的組合作用，運用在低多層住宅中，一般都能滿足抗側要求。它主要由寬翼緣的的空間布局，但側向剛度較弱。相對于框架一支撐體系，用鋼量較大。純框架體系多采用雙向剛接，這樣可以加大結構自身的側移剛度，減少抗側移構件內(nèi)力，加強耗能機制，提高建筑物的延性。但節(jié)點形式較為復雜。由于建筑美觀的要求，端板連接不宜用于多層輕鋼住宅。4.1.3框架支撐體系。主要由焊接工字型梁柱組成。多數(shù)情況下，這種體系為橫向承重。梁柱;縱向為鉸接。因此，結構在縱向相當于排架，抗側移剛度很低，需設置側向支撐抵抗水平荷載，限制結構的水平變形。支撐可用槽鋼，角鋼或圓鋼桿，具體形式型、型或偏心支撐。在大地震作用下，保證支撐不發(fā)生受壓屈曲，而讓耗能梁段屈服消耗能量。它是專為抗震設計提供的支撐形式。在風載或地震作用較大區(qū)域，為提高體系的抗側剛度，增加軸交支撐或偏交支撐效果很好。基礎主要承受軸力，體形較小，因此成為人們青睞的對象。4.1.4框架剪力墻體系。用鋼筋混凝土剪力墻部分或全部代替鋼支撐，就形成了框架一鋼筋混筒。這樣既有效地加強了建筑物的側向剛度，又解決了樓梯間的防火問題。如果結構剛心偏移過大，出現(xiàn)扭轉的問題，可在適當部位設置鋼支撐。44.1.5柱強軸與其相交的建筑軸線垂直，形成外筒，抵抗水平荷載，將之傳遞到基礎。它適用于建將原有位置的剛架柱扭轉卿，梁柱由鉸接變?yōu)閯偨印＿@樣，剛架柱同時起到抗風柱與豎向支撐的作用。對于多層輕鋼住宅體系的選擇，不必拘泥于某一種特定的體系。可以根據(jù)建筑平面設計的要求，靈活處理，綜合使用不同的抗側力體系。4.2.1柱。鋼結構住宅一般為大開間，框架柱在兩個方向都承受較大的彎矩，同時應該考慮強H型鋼或13~10，勢必造成材料浪費。因此，對于軸壓比較大，雙向彎矩接近，梁截面較高的框架柱采用雙軸等強的鋼管柱方鋼管混凝土柱是適宜的。對于方鋼管混凝土柱，不僅截面受力合理，同時可以提高框架的側向剛度，防火性能好，而且結構破壞時柱體不會迅速屈曲破壞。因此，盡管平型鋼或1字鋼在受力上還是合理的。但是總體上，箱形鋼管柱尤其是方鋼管混凝土柱應得到廣泛應用。方鋼管混凝土柱將是鋼結構住宅發(fā)展的主要方向，但由于缺乏相應的規(guī)范、規(guī)程，目前在住宅中應用還很少。尤其鋼管混凝土梁、柱的連接較為復雜，不利于工廠制作和現(xiàn)場施工，應加大力度開發(fā)研究。4.2.2樓蓋。在多層輕鋼房屋中，樓蓋結構的選擇至關重要，它除了將豎向荷載直接分配給墻柱外，更主要的作用是保證與抗側力結構的空間協(xié)調(diào)作用；另外從抗震角度來看，還應采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板以及鋼一混凝土疊合板，而以第一種最為常用。目前，在多層輕鋼房屋整體分析時，還普遍不考慮樓蓋與鋼梁的組合作用，即使設置抗剪鍵，也偏保守地假設鋼結構承受全部荷載，這樣既增加了材料用量和結構自重，又造成了強梁弱柱的不利情況。為了提供更大的住房空間，組合扁梁樓蓋將成為一種趨勢。4.2.3支撐體系。支撐分軸交支撐和近年發(fā)展起來的偏交支撐兩種，前者耐震能力較差，后者在強震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且為門窗洞的布置提供了有利條件，目前國內(nèi)用的還很少，建議在高烈度區(qū)首選偏交支撐。4.2.4墻體結構。各種輕質墻體材料以其良好的保溫、隔熱、隔聲性能受到開發(fā)商的歡迎。目前，墻體主要分為自承重式和非自承重式。自承重墻體主要包括用于外圍護結構的加氣混凝土塊、太空板、輕鋼龍骨加強板等，以及用于內(nèi)墻的輕混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。外掛的非自承重式墻體材料主要有彩色壓型鋼板、彩色壓型鋼夾芯板、玻璃纖維增強外墻板等。采用非自承重式墻體材料，需設置墻梁用以懸掛外圍護結構。門窗洞口上下要布置墻梁。多采用C或2型冷彎薄壁型鋼，尺寸取決于跨度剛架間距)和墻板跨。4.2.5節(jié)點抗震設計?？蚣芰褐?jié)點一般采用剛性連接方法，根據(jù)“常用設計法，即翼緣連接承受全部彎矩，梁板只承受全部剪力的假定進行設計。震害表明，這種設計不能有效滿足強節(jié)點弱桿件的抗震要求，在高烈度區(qū)隱患很大。5.1發(fā)展輕鋼結構存在的主要問題5.1.1缺乏對輕鋼結構的教育和普及工作。多年來，各大高校相關專業(yè)的《鋼結構》教學內(nèi)容主要由材料、連接、基本構件及桁架諸章節(jié)構成，課時安排僅60學時左右，遠不及50年代的300多個學時，教學內(nèi)容偏窄，不夠系統(tǒng)，理論計算不夠連續(xù)，銜接不夠好，工作后又沒有這方面的后繼教育，因而難以開展這方面的工作。5.1.2量指標的一些主要因素，如結構的蒙皮效應、空間工作和寬腹工形截面的屈曲后強度以及薄板局部屈曲后的塑性設計還研究得不夠深入；專用于輕型鋼結構的設計、施工及驗收規(guī)范尚不健全，這些因素嚴重地阻礙了輕型鋼結建筑體系在我國的發(fā)展和推廣。55.1.4不能適應房屋建筑商品化體系的發(fā)展。不可否認的現(xiàn)實是，我國絕大多數(shù)設計員對鋼構設計是生疏的，甚至不知從何著手，因而缺乏設計的積極性，設計質量可想而知；對輕鋼結構建筑在制作、安裝過程中產(chǎn)生的一些問題如屋面系統(tǒng)溫度變化率的影響等，由于缺乏實際經(jīng)驗往往處理不當，導致一些安全隱患；輕型鋼結構建筑，結構和非結構附件較多，如膠條、帶橡皮墊圈的螺釘、隔熱材料、天溝、采光帶等等，這些附件的制作加工部分還是利用冶金建設公司的設備進行加工，沒有專門的工廠和生產(chǎn)線，因而質量、工期難以保證。5.2解決問題的對策針對上述情況，建議今后我國在發(fā)展輕鋼結構房屋體系時應盡快采取以下措施：5.2.1開展課題研究，適時組織國內(nèi)外開展學術、技術交流，形成有關輕鋼結構房屋體系的各類學術、行業(yè)協(xié)會，以便推動新材料、新技術、新體系在輕鋼建筑領域內(nèi)的應用，保進輕鋼結構技術發(fā)展。5.2.2關輕鋼結構的統(tǒng)編教材，培養(yǎng)更多鋼結構專業(yè)畢業(yè)生；在社會上開辦有關輕鋼結構的各類講座，出版輕鋼結構方面普及型及專業(yè)型的書刊，普及輕鋼結構的基本知識，通過培訓，考試上崗，提高在職專業(yè)人員的技術水平。5.2.3建立推廣輕鋼結構房屋體系的機制，有組織地開展引進、消化、吸收和改造的工作，發(fā)展符合我國國情的輕鋼結構房屋體系，在消化吸收的基礎上，大力開展相關研究項目，制定前導性、指導性、應用性具佳的輕鋼結構設計、施工規(guī)程和規(guī)范，完善學科體系。5.2.4建設部葉如棠副部長最近指出，要研究發(fā)適用于不同建筑類型的鋼結構建筑體系，尤其要重視輕鋼結構住宅體系的研究開發(fā)。發(fā)展鋼結構建筑，尤其是對國民經(jīng)濟有重大推動作用的住目前要解決住宅鋼結構造價的合理定位，建筑設計完善創(chuàng)新，優(yōu)化鋼結構體系和相應節(jié)點構造，發(fā)展配套建材和設備，特別是外墻材料，開展試點工程、進行技術交流，特別要解決鋼材防火、防腐、保溫、隔聲、抗震等性能。5.2.5提高鋼材質量，擴大鋼材品種。目前結構用鋼主要是Q235，還應增加高品質鋼材，積極研制開發(fā)與輕鋼結構配套使用的高效功能材料，包括保溫隔熱、吸聲隔聲、防火以及連接材料等；積極研制開發(fā)與輕鋼有關的各種組合結構，擴大輕鋼的使用范圍，以取得較好的經(jīng)濟技術效益，滿足用戶的不同要求。5.2.6輕鋼房屋建筑，為子孫后代留下一個可發(fā)展的空間。6.結語目前，國內(nèi)的建筑業(yè)生產(chǎn)效率較低，尚屬勞動密集型產(chǎn)業(yè)，而輕鋼結構住宅屬于高技術高效率的產(chǎn)業(yè)，加快對鋼結構住宅的研究，將促進建筑業(yè)向技術密集型產(chǎn)業(yè)轉化，并將帶動建材、冶金、信息機械尤其是鋼鐵企業(yè)的發(fā)展。輕鋼結構住宅的發(fā)展將帶動住宅施工行業(yè)的革新。如果說鋼筋混凝土結構的發(fā)展使施工從手工業(yè)進入了機械化，那么鋼結構的應用就將使住宅施工實現(xiàn)現(xiàn)代化。“鋼結構是環(huán)保住宅，鋼結構符合可持續(xù)發(fā)展概念”。輕鋼結構住宅正顯示出它環(huán)保型建筑可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，體現(xiàn)出經(jīng)濟、高效，快速、工廠化生產(chǎn)的特點。輕鋼結構住宅體系將大大促進住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展?？梢灶A測，輕鋼結構住宅在我國將擁有更廣泛的應用和更光明的發(fā)展前景。6參考文獻：[1]陶忠,何?？?發(fā)展我國新型輕鋼結構建筑體系[J].中國工程科學,2000,(03).[2]徐海琴,王立千.現(xiàn)代新型輕鋼結構樓面面層裂紋空鼓產(chǎn)生的原因及常規(guī)處理方法[J].城市建設理論研究（電子版）,2011,(16).[3]徐凌,朱浮聲.新型輕鋼結構住宅體系及其應用[J].鞍山科技大學學報,2004,27(4):290-293.[4]侯永利.新型多高層輕鋼結構體系的設計與技術經(jīng)濟分析研究[D].內(nèi)蒙古工業(yè)大