輕型鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用論文
淺談--輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的應(yīng)用及問題
一、輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的發(fā)展和應(yīng)用
1、國外輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋應(yīng)用點滴
在美國、歐洲、日本等地輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋得到廣泛應(yīng)用,輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的專業(yè)生產(chǎn)廠家也很多,有的規(guī)模還很大。法國ALGECO公司是法國乃至歐洲最大的輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋銷售租賃公司。
在柱子斷面設(shè)計中考慮了設(shè)置水落管和電線。該公司根據(jù)客戶的要求研究開發(fā)了多種產(chǎn)品系列,輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋廣泛用于各種臨時辦公、住宿、醫(yī)院、教室、健身房及貯物倉庫等;用于小賣部、報亭和售票處等商業(yè)建筑;洗手間、保安等特殊用房;用于各種緊急狀態(tài)、救災(zāi)等用房。也可以按照客戶要求進(jìn)行內(nèi)外裝修建成高檔的組合房屋。
該公司的輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋是以盒子單元組成的1~3層房屋。房間內(nèi)部可以由幾個盒子組成使用靈活的大空間,也可以用輕質(zhì)板材隔斷成小房間。組合房屋可以設(shè)有外廊、外樓梯或室內(nèi)樓梯。單個盒子單元,是由輕型H型鋼,槽鋼,方鋼管組成的底座;柱子,縱梁橫梁采用特殊形狀的冷彎薄壁型鋼做成;屋面采用彩色壓型鋼板,保溫材料和彩鋼吊頂板;墻板采用彩鋼夾芯板。
日本有很多輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的專業(yè)廠家,其中NAGAWA公司是盒子單元體系輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋生產(chǎn),銷售,租賃的專業(yè)廠家,屬業(yè)界第一。日本東海租賃株式會社是盒子單元和框架支撐體系輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋生產(chǎn),銷售,租賃的專業(yè)廠家,1988年進(jìn)入中國,先后在福建、上海、北京、西安、東莞等地投資建廠成立公司。
NAGAWA公司的組合房屋主要有三種類型:
a 單個盒子單元:有6種尺寸規(guī)格不同的盒子單元,可拼成各種不同型式的單層、兩層組合房屋;
b 連排盒子結(jié)構(gòu)集成房屋:標(biāo)準(zhǔn)盒子單元的尺寸為:長度5.4m,5.6m,7.2m三種;寬度2.33m;高度2.697m;8種標(biāo)準(zhǔn)盒子單元可組成各種功能的單層.兩層組合房屋。
c 按照客戶要求設(shè)計加工的高檔組合房屋:組合房屋的結(jié)構(gòu)仍是盒子單元,僅內(nèi)外裝修.櫥房.衛(wèi)生間等采用高檔產(chǎn)品,可提供單層.兩層的組合房屋。
日本NAGAWA公司組合房屋具有以下優(yōu)點:現(xiàn)場安裝快捷,簡單的三十分鐘,復(fù)雜的一天之內(nèi)可以安裝完畢;可拆除可搬遷;豐富新穎的外觀造型可滿足不同客戶的要求;抗震、抗風(fēng)性能好,強(qiáng)度高耐久性好. 組合房屋廣泛用于建筑工地的臨時辦公室,事務(wù)所,簡易倉庫及儲物間;用于舉辦大型活動的各種簡易店鋪;用于臺風(fēng)地震等救災(zāi)臨時住房.高檔的組合房屋廣泛用于旅游度假住房,事務(wù)所.店鋪等.
日本東海工業(yè)株式會社的預(yù)制裝配式輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋可以做成1~3層房屋。其結(jié)構(gòu)型式為盒子結(jié)構(gòu)或框架支撐結(jié)構(gòu). 盒子單元結(jié)構(gòu)可以組成單層單棟、橫向縱向聯(lián)排組合房屋;兩層橫向縱向聯(lián)排組合房屋,并配置各種內(nèi)外樓梯。框架支撐結(jié)構(gòu)體系:組合房屋標(biāo)準(zhǔn)定型,長度方向和寬度(跨度)方向均以K為模數(shù)，1K=1820mm；高度方向以P為模數(shù)，1P=895mm（墻板的寬度）。也可以按照客戶的要求提供非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的組合房屋。
1、國內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的應(yīng)用
改革開放以來我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、大規(guī)模的城市化建設(shè)正在進(jìn)行，各個領(lǐng)域各種行業(yè)都處在高發(fā)展階段，在大量的永久性建筑、構(gòu)筑物及道路橋梁交通設(shè)施等建設(shè)中需要大量的臨時性建筑與其配套;另外長期需要野外工作、露天工作的行業(yè);在緊急需要、抗震救災(zāi)時;在旅游、節(jié)日人流高峰時都需要有滿足不同要求的臨時房屋。所以各種臨時性建筑應(yīng)運而生，隨著時代的進(jìn)步，勞動條件的改善，構(gòu)建和諧社會的需要，國家對臨時性建筑的安全、適用和居住條件的改善有了高的要求。其中輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋用的越來越多,因為輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋作為臨建房屋具有很多優(yōu)點。
輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋一般是指采用輕型H型鋼,冷彎薄壁型鋼,圓鋼,小角鋼及壓型鋼板,夾芯板組成的1~3層臨時性建筑。這種輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋是最簡單也是工業(yè)化程度最高的輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋。
輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋按照結(jié)構(gòu)型式不同分為板式結(jié)構(gòu),框架支撐結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)和盒子單元結(jié)構(gòu)等.輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋有以下特點:
1、重量輕:組合房屋重量約為15~30kg/m2.
2、組裝簡便快速:房屋所有的構(gòu)件,板材都在工廠預(yù)制好,運到現(xiàn)場采用螺栓,自攻螺絲,拉鉚釘?shù)冗B接件組裝.房屋建造速度很快,根據(jù)房屋型號不同,一般1個工人1天可以安裝20~50m2.一棟兩層200平方米的組合房屋6個工人一天半就可以安裝完畢,馬上即可投入使用，是工業(yè)化程度最高的鋼結(jié)構(gòu)建筑。
3、組合房屋屬環(huán)保型建筑,施工中無建筑垃圾。
4、可以銷售也可以租賃的靈活經(jīng)營模式,為用戶提供多種選擇和服務(wù)。
5、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)定型,組合靈活多樣;構(gòu)件制作工廠化生產(chǎn),加工精度高,質(zhì)量好。
6、房屋可拆裝,可搬遷,運輸組裝簡便.一臺汽車可以裝運組合房屋500平方米左右。
7、輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋重量輕,基礎(chǔ)簡單工作量少,抗震性能好。
由于以上優(yōu)點輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋在建筑工程,鐵路公路建設(shè),石油化工,水利建設(shè)及軍事工程及抗震救災(zāi)等領(lǐng)域的臨時建筑中得到廣泛應(yīng)用.另外在臨時辦公用房,臨時宿舍和臨時小廠房倉庫等;在商店,報廳,餐館,電話廳等商業(yè)建筑;度假房屋等旅游建筑;交通崗廳,收費站等交通設(shè)施以及環(huán)衛(wèi)建筑等方面也得到了廣泛的應(yīng)用.
去年汶川大地震后，建設(shè)部根據(jù)黨中央和國務(wù)院抗震救災(zāi)工作的部署和要求，組織十幾個省市為災(zāi)區(qū)建設(shè)過渡安置房,選擇的結(jié)構(gòu)型式就是輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋（簡稱彩鋼活動板房）。短短3個月，50萬套活動房屋拔地而起，用作宿舍、醫(yī)療、商店、學(xué)校、辦公等，在救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用，也充分展示了輕鋼組合房屋的優(yōu)點。
經(jīng)過二十多年輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋得到了迅猛的發(fā)展，生產(chǎn)廠家大小上千家，規(guī)模大質(zhì)量好的專業(yè)廠家有幾十家,以雅致公司及榕東、誠棟為代表的輕型鋼結(jié)構(gòu)拼裝式活動板房、以三河蓮山為代表的移動箱型房屋、以中天房車為代表的房車型房屋、以寶鋼彩鋼發(fā)展公司為代表的旅游別墅房，較大的廠家有雅致、榕東、誠棟、恒鑫等。雅致集成房屋股份有限公司致力于新型集成房屋的開發(fā)與經(jīng)營，在深圳及全國各地設(shè)有大型生產(chǎn)及配送基地，年生產(chǎn)能力達(dá)500萬平方米，銷售及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國幾十個重點城市，已形成全國性經(jīng)營格局。該公司己成為我國輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋生產(chǎn)規(guī)摸和產(chǎn)量、銷售和租賃最大的廠家，該公司輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋在北京奧運場館、廣州地鐵、成都新建工程的臨建房屋中得到大量應(yīng)用。去年汶川大地震首先捐助2萬平方米活動房屋到災(zāi)區(qū)，而后在過渡安置房的建設(shè)中承建了171萬平方米活動房，作出了巨大貢獻(xiàn)，胡錦濤總書記曾視察該公司廊坊工廠，對他們的救災(zāi)工作給予很高評價。榕東活動房股份有限公司是合資公司,全套引進(jìn)日本組合房屋的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在漳州、北京、上海及西安均設(shè)有分公司及工廠，是目前技術(shù)水平高、實力較強(qiáng)的活動房屋公司。其房屋在福建沿海、北京、上海及西北地區(qū)得到大量應(yīng)用。北京誠棟房屋制造有限公司是國內(nèi)最早生產(chǎn)活動房屋的專業(yè)廠家。該公司研究開發(fā)能力強(qiáng)、技術(shù)水平先進(jìn)，其產(chǎn)品銷往海外十多個國家，是國內(nèi)活動房屋行業(yè)外貿(mào)出口經(jīng)營業(yè)績最好的企業(yè)之一。在北京建國五十周年閱兵訓(xùn)練用房、小湯山應(yīng)急醫(yī)院及青藏鐵路建設(shè)的臨建房屋中得到大量應(yīng)用，其質(zhì)量得到一致好評。在汶川大地震后捐贈了災(zāi)區(qū)第一所輕鋼房屋學(xué)校，而后又建造了22萬平方米活動房屋，在抗震救災(zāi)中作出很大貢獻(xiàn)。
二、輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的問題及建議
1、規(guī)范市場、加強(qiáng)質(zhì)量管理，保證房屋安全使用
如上所述臨時性建筑的需要量很大而且逐年增加，是一個相當(dāng)大的市場。但是，目前國內(nèi)臨建市場比較混亂，房屋良莠不一，安全質(zhì)量事故時有發(fā)生。有的臨建在使用中突然倒塌，有的被風(fēng)吹倒了，有的發(fā)生火災(zāi)燒毀了，有的在安裝或拆卸時倒坍了等等，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，所以保證臨建房屋的安全使用迫在眉睫。
國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗證明輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋是一項很有發(fā)展前途的新技術(shù)新產(chǎn)品，但是由于在我國應(yīng)用時間不長，在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和加工質(zhì)量上管理欠缺，反映在使用中的主要問題有：屋面漏水、柱子、梁和屋架等鋼構(gòu)件加工安裝質(zhì)量不高,鋼構(gòu)件銹蝕問題，防火問題等等。這些問題和輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的設(shè)計和加工不規(guī)范有很大關(guān)系。
2、盡快解決設(shè)計依據(jù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問題
輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋屬于臨時性建筑，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001的規(guī)定，組合房屋設(shè)計使用年限為5年，結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計使用年限內(nèi)應(yīng)滿足安全、適用、耐久等使用功能要求，為保證建筑結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度，除應(yīng)進(jìn)行必要的設(shè)計計算外，還應(yīng)對材料性能、施工質(zhì)量、使用和維護(hù)進(jìn)行相應(yīng)的控制。對控制的具體要求，應(yīng)符合有關(guān)設(shè)計施工標(biāo)準(zhǔn)的專門規(guī)定。目前我國對于臨建用的輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋還沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和參考圖集。目前這種房屋處于設(shè)計隨意或缺失，市場混亂產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。只有北京市建委編制了《建設(shè)工程施工現(xiàn)場臨建房屋技術(shù)規(guī)程（輕型鋼結(jié)構(gòu)部分）》DBJ01-98-2005，中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會《拆裝式活動房屋》CAS154-2007，這兩本標(biāo)準(zhǔn)還有待完善，國內(nèi)大部分地區(qū)的組合房屋還處于臨時建筑不被重視或無人管理狀態(tài)，所以使用中倒坍、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)損毀的情況時有發(fā)生，有的還非常嚴(yán)重造成人員傷亡財產(chǎn)損失。所以為了滿足國內(nèi)使用和出口的要求，盡快組織編制建設(shè)部輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)圖集十分必要。
3、積極開展輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的研究開發(fā)
為了使輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋這個產(chǎn)品健康發(fā)展，目前要組織廠家進(jìn)行以下方面研究：
a 盡快組織編制輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋標(biāo)淮，使該產(chǎn)品設(shè)計、制作、安裝、使用有章可循。盡快組織編制輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋通用或標(biāo)準(zhǔn)圖集，以規(guī)范市場保證質(zhì)量。這種房屋產(chǎn)品雖小雖簡單不被重視，但任其惡性競爭也會造成損失并最終被淘汰。
b 在學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國具體情況研究開發(fā)適合于不同地區(qū)、不同行業(yè)的系列產(chǎn)品，提高輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的標(biāo)準(zhǔn)化、定型化和工廠化水平，保證房屋質(zhì)量。另外，可租可售的靈活經(jīng)營符合節(jié)能減排文明施工的方針也值得推廣。
c 進(jìn)行活動房屋防火性能研究，例如夾芯板內(nèi)側(cè)不用彩鋼板改為防火性能好的板材，內(nèi)隔墻不用彩鋼夾芯板改用其它防火性能好的板材，柱和屋架采用防火板包覆等，保溫材料可否改用防火性能好的巖棉等等。對改進(jìn)部分進(jìn)行必要的防火性能試驗。
4、對輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋防火問題的探討：最近一段時間不斷發(fā)生二三層活動房屋宿舍火災(zāi)事故，造成人員傷亡財產(chǎn)損失，為此有的地區(qū)消防部門提出彩鋼板活動房不適合用于宿舍，更有甚者說區(qū)內(nèi)凡發(fā)現(xiàn)彩鋼板建筑該拆就拆，該改就改。這說明彩鋼活動房屋的防火研究及規(guī)范設(shè)計施工、規(guī)范市場己到了刻不容緩的地步。在目前還沒有活動房屋專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋的防火仍應(yīng)遵守國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16-87（2001年版）的有關(guān)規(guī)定。
輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋屬于臨時性建筑，可以按照規(guī)范第5.1.1條規(guī)定，耐火等級為四級，最多允許層數(shù)2層，防火分區(qū)間最大允許長度60米，每層最大允許建筑面積600平方米。備注要求對于學(xué)校、食堂、菜市場、托兒所、幼兒園、醫(yī)院等不應(yīng)超過一層。
另外，按照規(guī)范第2.0.1條表2.0.1的規(guī)定，對于耐火等級為四級的建筑物其構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限為：多層柱子為難燃燒體，耐火極限0.5小時，單層柱子可為燃燒體；梁為難燃體，0.5小時；樓板為難燃燒體，0.25小時；屋頂承重構(gòu)件、疏散樓梯及吊頂均為燃燒體；墻體：非承重外墻、疏散走道兩側(cè)的隔墻及房間隔墻為難燃燒體，0.25小時。
按此規(guī)定目前輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋在層數(shù)上3層是不符合防火要求的；作為學(xué)校、食堂超過一層的也不符合規(guī)定；2層3層組合房屋鋼柱和無吊頂?shù)匿摿耗突饦O限達(dá)不到0.5小時要求；不少活動房屋的防火區(qū)間和每層建筑面積都超過規(guī)范規(guī)定的防火區(qū)間最大允許長度60米和每層最大允許建筑面積600平方米的規(guī)定，而且對于疏散樓梯的間距數(shù)量也為省錢隨意減少。
另外在保溫材料的性能質(zhì)量、電線設(shè)置安全及使用規(guī)定等方面都存在不少問題。這些防火隱患必須盡快組織研究解決，否則會影響輕鋼組合房屋的生存和健康發(fā)展。總之，當(dāng)今社會活動房現(xiàn)象越來越多了，集裝箱改裝房也越來越多了。
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