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美國(guó)多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系探討

來源:網(wǎng)絡(luò)發(fā)布時(shí)間:2010-02-22

摘要: 美國(guó)多層輕鋼結(jié)構(gòu)主要用于多層公寓、酒店,最早一幢多層輕鋼住宅于1990年開始設(shè)計(jì)。至目前多層輕鋼結(jié)構(gòu)總面積發(fā)展到約30萬(wàn)平方米。從發(fā)展形勢(shì)看,美國(guó)已成功開展了多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研發(fā)與工程應(yīng)用,并有許多成熟的技術(shù)可以作為我國(guó)發(fā)展多層輕鋼住宅體系的參考。
    關(guān)鍵詞: 鋼結(jié)構(gòu) 住宅體系
    美國(guó)多層輕鋼結(jié)構(gòu)主要用于多層公寓、酒店,最早一幢多層輕鋼住宅于1990年開始設(shè)計(jì)。至目前多層輕鋼結(jié)構(gòu)總面積發(fā)展到約30萬(wàn)平方米。從發(fā)展形勢(shì)看,美國(guó)已成功開展了多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研發(fā)與工程應(yīng)用,并有許多成熟的技術(shù)可以作為我國(guó)發(fā)展多層輕鋼住宅體系的參考。
    美國(guó)的多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)是一項(xiàng)綜合的技術(shù),集輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑節(jié)能保溫、建筑防火、建筑隔聲、新型建材、設(shè)計(jì)施工于一體的集成化技術(shù),社會(huì)化分工明確,各種產(chǎn)品的生產(chǎn)商、施工方、設(shè)計(jì)方緊密合作,在北美金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)的促進(jìn)下,依靠新編的輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與廣泛的宣傳發(fā)展很快?梢灶A(yù)計(jì),對(duì)于美國(guó)多層公寓與多層酒店的建造來說,輕鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)將是一個(gè)主要的結(jié)構(gòu)發(fā)展方向。
    發(fā)展多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù),最關(guān)鍵的問題是其結(jié)構(gòu)本身的性能,樓蓋結(jié)構(gòu)要具有適當(dāng)?shù)目缍炔⒈M可能輕,并希望有較好的樓蓋平面內(nèi)剛度,墻體結(jié)構(gòu)在承擔(dān)豎向荷載(自重與樓面活荷載)的同時(shí)還要承擔(dān)橫向荷載(風(fēng)荷載與水平地震作用)。美國(guó)多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)為:
    1.輕質(zhì)樓蓋系統(tǒng)其樓蓋由C型的輕鋼擱柵與鋪于擱柵上的薄板組成。擱柵一般跨度為3.6米~4.8米,擱柵高為254毫米(擱柵的最大跨度可達(dá)11米),擱柵間距為 600毫米。由美國(guó)迪垂馳公司研發(fā)的擱柵專利產(chǎn)品在腹板上開有大孔,這樣對(duì)于管線的穿越與布置極為方便。樓面有三種做法,分別為:高密度木纖維水泥板;滿鋪壓型鋼板再澆筑20毫米的陶粒輕骨料混凝土;滿鋪定向木纖維板或高密度層壓膠合板。在這些輕質(zhì)樓蓋上每平方米可承受316~365公斤的荷載。

    該樓蓋結(jié)構(gòu)體系重量?jī)H為國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的混凝土樓板體系的四分之一到六分之一,但其樓蓋的結(jié)構(gòu)高度將比普通混凝土板高100~120毫米。
    2.豎向墻體結(jié)構(gòu)一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻,墻柱為C形輕鋼構(gòu)件,其壁厚根據(jù)所受的荷載而定,通常為0.84~2毫米,墻柱間距一般為400~600毫米,墻柱的下端為U形開口朝上的底槽梁,墻柱上端為U形開口向下的頂槽梁,擱柵固定于上槽梁側(cè)邊。為提高墻柱的穩(wěn)定性,一般墻柱高度范圍內(nèi)設(shè)三道輕鋼拉條。這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式,可有效承受并可靠傳遞豎向荷載,且布置方便,但該墻體結(jié)構(gòu)不能承受水平荷載。
    為抵抗水平風(fēng)荷載與地震作用,美國(guó)多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中有二種方式,分別為采用輕鋼剪力墻或采用帶十字交叉支撐的普鋼框架結(jié)構(gòu)。輕鋼剪力墻一般布置在分戶墻,采用0.5毫米鍍鋅薄鋼板蒙于石膏板上,再固定于輕鋼墻柱上,形成類似于應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)的剪力墻,每層之間有一個(gè)特殊的構(gòu)件對(duì)上下樓層剪力墻進(jìn)行連接,以有效傳遞水平剪力與由于水平力作用在墻柱上而產(chǎn)生的拉力。在地震區(qū),為保證結(jié)構(gòu)安全,采用帶十字交叉支撐的普鋼框架作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu),形成以輕鋼承受豎向荷載,以普鋼承受水平荷載的混合結(jié)構(gòu)體系。
    3.建筑保溫節(jié)能技術(shù)美方輕鋼住宅體系中,對(duì)保溫節(jié)能技術(shù)十分重視,對(duì)于墻來說為確保達(dá)到保溫效果,一般除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維外,在墻外側(cè)再貼一層保溫材料,有效隔斷了通過墻柱至外墻板的熱橋;樓層之間擱柵內(nèi)填充玻璃纖維,減少通過樓層的熱傳遞;所有內(nèi)墻墻體的墻柱之間均填充玻璃纖維,減少戶墻之間的熱傳遞。
    4.建筑防火技術(shù)
    對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)一個(gè)最關(guān)鍵的問題是防火技術(shù)的應(yīng)用,在墻的兩側(cè)與樓蓋的天花處貼防火石膏板,對(duì)于普通防火墻和分戶墻用25.4 毫米厚(1吋)石膏板保護(hù),以達(dá)到1個(gè)小時(shí)的防火要求,另外在墻體墻柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對(duì)于防火與熱傳遞也起了積極的保護(hù)作用。這些產(chǎn)品都通過了美國(guó)UL認(rèn)證試驗(yàn)室的試驗(yàn)測(cè)試與認(rèn)證。美國(guó)住宅對(duì)耐火極限的要求比中國(guó)低一些,這與美國(guó)的住宅設(shè)計(jì)中更多強(qiáng)調(diào)保證逃生需要的時(shí)間有關(guān),而不過分強(qiáng)調(diào)住宅本身的耐火極限要求。
    5.建筑隔聲技術(shù)輕鋼建筑中,美國(guó)的研發(fā)工作對(duì)于隔聲處理下了較大功夫,在內(nèi)外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉,有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分,而對(duì)于通過固體傳播的沖擊聲,在美國(guó)的多層輕鋼住宅中,作了如下構(gòu)造處理:對(duì)于分戶墻用二道墻柱構(gòu)成帶有中間空隙的二道墻體;而對(duì)于吊頂用的固定石膏板的小龍骨,用帶有小切槽的彈性構(gòu)造以有效減少樓層間的固體聲傳播。
 

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場(chǎng)地與建筑設(shè)計(jì)和建筑構(gòu)造與詳圖

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建筑結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)備

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二級(jí)注冊(cè)建筑師 建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備 賈一凡 30 200元
法律 法規(guī) 經(jīng)濟(jì)與施工 馮老師 35 200元
場(chǎng)地與建筑設(shè)計(jì)(含作圖) 楊老師 30 200元

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