门式刚架轻型结构发展状况
摘要:门式刚架轻型钢结构房屋是一种常见结构形式,适用于大跨度、易于组合、高烈度地震区的建筑。它具有用钢量少、结构自重轻、施工速度快、综合经济效益高的优点。
关键词:门式刚架 轻型钢结构
1、美国发展情况
轻型钢结构建筑体系是美国从40年代的军事设施、兵营发展而来。第二次世界大战以后,百废待兴,建筑需要量很大。战后首先利用兵营的经济性、多功能性发展成工厂、仓库;尔后,随设计水平的提高,新型建筑材料的出现,加工设备的不断改善(如屋面、墙面采用镀锌钢板、彩钢板等材料),设计形式的新颖多样化,使这种建筑的用途越来越广泛,渐渐普及到商业建筑、公共建筑、交通设施等非住宅建筑中,随着用量的增加,在设计、结构计算、制图、构件加工、经营管理方面都用了计算机控制。在技术开发、制品的改良、防火等方面取得成果。美国13家公司在1956年组成了金属房屋工厂协会,尔后会员单位不断增加。公司通过分布在全国各地的特约代理店向用户推销。公司对特约代理店进行专门的培训和技术指导。1988年特钢构房屋造价
约代理店增加到8500家。美国轻型钢结构体系建筑的销售额1947年为2500万美元,1966年为2.5亿美元,1988年达到16亿美元,占整个单层非住宅建筑的50%以上,增长速度很快。
2、日本的发展情况
轻型钢结构建筑体系在日本有两种类型:第一种类型是日本自身发展起来的,战后经济发展的需要,多地震的国情,工厂、仓库绝大多数采用钢结构。随着轻钢设计理论的改进,新钢种的开发及计算机的应用,多种先进加工机械的出现,轻钢结构有了很大发展。例如新日铁建筑事业部,他们不断改进形成自己独特的建筑体系sPV4,这种轻钢建筑体系构件标准化、定型化、装配化;经营管理、设计、生产、施工、售后服务系统化。诸如这样的厂家还很多,例如川铁建材工业,住友金属工业等都有各自的建筑体系。这种类型的轻型钢结构建筑体系的特点是设计、制造加工、施工全部要按照日本的规程规范进行,并采用日本生产的钢材。另一种类型是1989年以来日本四家公司先后从美国引进的轻型钢结构体系建筑技术而发展起来的。这四家公司中有的是把美国的厂家全部买下来;有的是引进CAD技术;有的是全套引进技术后,改造成适合日本的形式,部分国产化;但是,为了在日本国内销售,必须符合日本的规范、标准的要求,必须经过日本建筑中心的评定,建筑大臣的认可,所以几家公
司对钢材材质、檩条、墙梁、变截面门式刚架都做了大量的试验研究工作,取得评定、认可,现已在日本大量生产。
3、国内的应用及展望
随着我国经济特区的建立,轻型钢结构建筑体系首先进人我国深圳蛇口工业区,1980年左右。从美国全套引进的厂房,仓库逐年增多。饲料厂、百事可乐饮料厂、家具厂、赤湾码头仓库、纸箱厂、电子工业厂房、建材加工厂等近100m2的体系建筑。开始是深圳,后又扩大到珠海,珠江三角洲开发区,很快蔓延到大连,青岛、上海、厦门、湛江、恩平、北京等沿海开发区和内陆城市。这些体系建筑主要用作厂房,仓库。中外合资企业占多数,其形式均为美国厂家负责设计、构件加工,然后全套包装好,用集装箱运到施工现场。基础、地坪等土建工程以及水,电均由中方承担,钢结构安装亦由中方承担,外方派人进行技术指导。有的外方仅提供安装指导手册,由中方负责技术服务。随着这种体系建筑的引进,冶金部建筑研究总院科研人员开始学习,了解这种建筑,进而结合我国现有材料及设计规范进行了研究、开发。这就为轻型钢结构体系建筑的发展提供了良好的条件。
尽管轻钢结构产业在我国有了可喜的进步。但是发展力度远远不够。一是世界各国建筑业都
是钢材的主要用户之一,工业发达国家在其建筑业的增长时期基本建设用钢量一般占钢材总量的30%以上,而我国目前建筑用钢量只达到22-26%。这5-6%的差距主要在于我国房屋结构的用钢量还比较少。二是虽然行业管理部门和社会各界都在强调发展钢结构建筑,但由于多年以来钢结构的发展较钢筋混凝土结构慢,人们对此还不很熟悉。对轻钢结构建筑多方面的优越性认识不够,一些工程还不能采用最优方案的结构体系。存在着转变观念的问题。三是对于业主和设计单位,钢结构正逐步改变着传统建筑设计理念,这需要我们结构设计人员不断充实钢结构设计思维,学习先进的设计经验,突破传统结构约束,来不断适应新形势的要求。
我国20年来的改革开放和经济发展,已经为钢结构体系的应用创造极为有利的发展环境。首先,从发展钢结构的主要物质基础来看,自1996年开始我国钢的总产值就已超过l亿吨,居世界首位。而且随着钢材产量和质量持续提高,其价格正逐步下降,轻钢结构的造价也相应有较大幅度的降低。与之相应的是,轻钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展。其次,从发展轻钢结构的技术基础来看,薄壁轻钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行。有关规范规程的不断完善为轻钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础。第三,从发展钢结构的
人才素质来看,经过几年来的发展。专业钢结构设计人员已经形成一定的规模,而且他们的专业素质在实践中得到不断提高。