再谈冷弯薄壁型钢住宅体系

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1、第七届全国现代结构工程学术研讨会再谈冷弯薄壁型钢住宅体系薛发刘定荣中国建筑金属协会建筑钢结构委员会专家组成员佳合集团节能住宅事业部)摘要：冷弯薄壁型钢住宅，在国外已经有几十年的历史。我国已经有一些企业引进了这种技术，但国产化的研究还有待深入。本文分别就此类住宅的墙体、楼面、屋面系统提出了一些设计上的新做法。关键词：低层轻钢装配式住宅，舞花粱，蒙皮，剪力撑，桁架一、概述冷弯薄壁型钢住宅建造技术在国外已经得到大规模的应用，这类住宅在欧美已占整个低层住宅25％左右。目前许多国家立¨美国、澳大利亚、新西兰、日本等国，其建造技术以及生产装配技术已经非常成熟和完善，

2、工业化程度也相当高(如图卜4)。近几年，我国已经有不少公司引进国外的冷弯薄壁型钢住宅建造体系，在北京，上海及沿海大城市周边建造了一些冷弯薄壁型钢住宅试点项目，但是其技术大都照搬国外工程做法，很少有实际深入的探讨和优化。图1澳大利亚轻钢住宅图3姜式轻钢住宅图2新西兰轻钢住宅图4日本轻钢住宅工业建筑2007增甲第七届全国现代结构工程学术研讨会这类钢结构住宅体系，目前比较适用于极少量的别墅中，或者给国外加工，对外出口；再者如果经过改进，降低造价，‘使用性能更适于社会主义新农村房屋建设；或者到5至6层住宅中应用(有些技术上的难题，目前还有待于深入研究解决)。但是

3、毕竟一种技术的引进和吸收并非简单的“橘生淮南则为桔，生于淮北则为枳”，轻钢装配式住宅建造技术仍需要专业人员去研究，探讨，吸收和优化。二、目前国内冷弯薄壁型钢住宅结构的主流做法1墙体系统墙体采用薄壁钢龙骨按照一定的模数间距(一般为6lol珂n)布置，附加结构蒙皮板(目前常采用0sB板或者薄钢板)形成密肋板式组合，以此来承受竖向荷载和抵抗水平剪力，如图56。图5墙体构造图示图6墙体板块图2楼面系统楼面采用薄壁c型钢粱或者c、u型钢组台梁，上面铺设0sB板，按照严格的施钉要求将OsB板与楼面梁牢固连接形成相对刚性的整体，承受上层竖向荷载，抵抗水平剪力。理论上，

4、不同跨度的楼面粱是可以选择不同截面或者厚度的钢梁，但是考虑到楼层高度的统一性，实际工程中并没有必要去改变梁的截面，也很少会出现厚度的变化，这就使得实际用钢梁比理论用钢梁大的多。如图7为楼层构造图示意图。工业建筑2007增刊图7楼层构造图示445痢七厢全同现代结构_丁程学术研讨会3、屋盖系统屋盖系统采用薄壁型钢天花粱、屋架斜粱和屋脊梁形成屋盖骨架，椽子上面铺设OsB板，采用螺钉将OsB板与椽子可靠连接，如图8。图8夭花梁式屋盖屋架采用天花梁体系，源f北咒木结构体系，其静力学倚载传递如图9。以标准双面坡为例，其力学特征实际r是每根椽，依靠端部与下层墙体的可靠

5、连接，将屋面竖向荷载的四分之一传递至下层墙体，而通过中心立柱将屋面荷载的二分之以集中荷拔的形式传递给天花梁。如此，天花粱实际上承受跨中”集中荷载扁lm琐均布葡载。p[二口二工二丘]二二[二[工二[]]肼由荷蛾[]二工二[]二工j=I二[]二工二[]【!’。【图9天花粱计算图示三、冷弯薄壁型钢住宅结构改进做法1．垴体系统尽管对于蒙皮效眨并没仃·个；E整的理论计鲐依据，但是对于板材与钢骨粜形成组合墙体的抗剪承载力是可以通过实蜘。‘}m的，[划内乒j轻捌纪构组合墙体抗翦承载力的_实验数据如下衷一。工业建筑2007增刊第七届伞吲现代结构f‘程学术研讨会表1轻铜墙

6、体抗剪承载力实验数据试什参数试骑打法最人乐拽力，★。。抗四承戴力(kN，m)(kNl荦调加找912383m×24m8583575单面百膏板低周反复加载90837888837单调㈨裁268411S3m×2．4m2451021单面OsB板低周反复加载23】696525591066单调力¨载349914583mx24m低周反复加裁2795ll65石膏饭+osB扳低周反复加戟(轴压比为03)3052127233mx24m单面fJ舟板低阁反复加载．937533m×24m单向osB扳低周反复加戟251710．49从表l中数据显示，OsB与轻钢骨架组合墒伴抗剪承载力大

7、大优于石膏扳与轻钢墙骨架组合，日Ijl『0sB扳作为维护板村广泛的应用于国内轻铡住宅。尽管0sB具备许多优越的性能，日I于其本身为木纤维利料，大大降低了墙体防火性能，综合考虑0sB板作为墒体维护板材并非最理想的选择。实际上墙体抗剪是可以通过构造来解决的，用外成熟nfJ改讨力法是在墙体柱龙骨M醴置钢带作为剪力撑，以此来增强墙体抵抗地震或风荷载作用下侧向水平剪力，如图10一ll。目IO墙体剪力撵杩造函示·圈11墙体剪力律1程位用用钢带作为剪力撑．与墙体钢骨架组合，传递和抵抗水平剪力，在结构传力上并不依靠板材，避免了目

8、j{『原本就无计算可依的模糊蒙皮效应问题

9、，当然．板材小身仍可作为安全储备，只是引箅时候不考工业建筑2007增刊447第七