劉 俊
(黑龍江省林業(yè)設計研究院,黑龍江 哈爾濱 150000)
在建筑結(jié)構(gòu)的設計中,輕鋼結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較好的構(gòu)造特點,這主要體現(xiàn)在其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)、樓面屋蓋結(jié)構(gòu)、墻體結(jié)構(gòu)以及保溫節(jié)能、防火隔聲等幾個方面。
一般在建筑的結(jié)構(gòu)設計中,抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)設計大致有純鋼框架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)等幾種,輕鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)造體系可以按照實際的設計需求靈活選用,并綜合其他抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的長處來設計最佳的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。
樓面屋蓋是建筑的主要結(jié)構(gòu),其必須要具備一定的強度和剛度,并且要能夠起到防水隔熱的效果。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑一般是采用與混凝土相互結(jié)合的方式來進行樓蓋施工,可以有效縮小樓板的厚度,以增大室內(nèi)的可用體積。
與其他建筑結(jié)構(gòu)一樣,輕鋼結(jié)構(gòu)的墻體也可以分為自承重式與非自承重式。一般自承重式的墻體都是以內(nèi)橫墻的形式進行設計,以增大墻體的穩(wěn)定性;而非自承重式墻體則多需要以墻梁的形式實現(xiàn)外圍護。
在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造中,如能在墻柱之間加以一定的玻璃纖維,并在墻體外側(cè)設置一道保溫膜,就能夠起到很好的保溫節(jié)能效果。輕鋼結(jié)構(gòu)的這種建筑節(jié)能保溫技術簡單經(jīng)濟,易于實施,比其他結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能施工技術更方便有效。
由于鋼是良好的傳熱導體,且在一定程度的高溫下會發(fā)生軟化現(xiàn)象,危及建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此對輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造設計中,要尤其注意防火設計,并加以一定的消防措施保護。另外,為了避免外界噪聲對室內(nèi)的影響,可以在內(nèi)外墻之間加入一定的玻璃棉,起到良好的隔音效果。
目前,城市土地資源短缺嚴重,人口數(shù)量不斷增多,為了緩解住房壓力,當前的建筑工程大都是高層建筑工程。事實上,輕鋼結(jié)構(gòu)也可以進行一定的多層建筑工程施工設計。在實際的應用中,多層輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系一般需要做到以下幾點:
要想進行多層輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設計,就需要使其能夠滿足最基本的多層建筑設計要求,即樓板的荷載能力、強度、剛度以及整體性都必須要能夠符合相關規(guī)定要求。目前,已經(jīng)建造完成的多層輕鋼結(jié)構(gòu)建筑大都是采用壓型鋼板組合樓板,壓型鋼板與鋼梁之間用栓釘聯(lián)接。
為了減輕多層輕鋼結(jié)構(gòu)房屋的自重,圍護結(jié)構(gòu)多采用輕質(zhì)材料。外墻墻體多采用輕質(zhì)填充材料。內(nèi)隔墻可采用空心砌塊、加氣混凝土等輕質(zhì)填充墻。
對多層輕鋼結(jié)構(gòu)房屋來說,傳統(tǒng)的油氈加瀝青的屋面防水層很不經(jīng)濟,現(xiàn)大都采用卷材防水。屋頂采用輕質(zhì)保溫材料,如JQN 板、聚乙烯混凝土板等,可根據(jù)要求做成變厚度而取消屋面找平層。
多層輕鋼結(jié)構(gòu)房屋柱多采用焊接工形或箱形截面。由于工形截面腹板比較薄,故在此弱軸方向與梁的連接多采用鉸接,而強軸方向采用剛接形式。
在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的設計中,必須要做好防火防腐設計。一般來講,防火措施主要可以利用防火涂料對鋼結(jié)構(gòu)建筑表面進行涂刷,或者采用外包防火層的措施方法。另外,為了防止鋼鐵構(gòu)件在長期的使用中被氧化銹蝕,還需要對暴露在空氣中的鋼構(gòu)件做出一定的防腐措施。一般以涂刷防腐油漆或者涂料為主要的防腐手段。
由于輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的組成構(gòu)造與其他結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造組成相差較大,因此其在施工中必須要嚴格遵守輕鋼結(jié)構(gòu)的設計施工技術要點,而不能依照混凝土結(jié)構(gòu)的要求進行設計施工。筆者在此根據(jù)實踐經(jīng)驗提出了三點需要注意的輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造技術要點,具體如下所示:
輕鋼結(jié)構(gòu)中柱腳采用鉸接還是剛接形式應該根據(jù)具體工程情況,綜合考慮房屋高度、風荷載大小、有無吊車、吊車噸位大小和工作情況及土質(zhì)情況等因素進行設計。
輕鋼結(jié)構(gòu)鋼架柱和梁的設計主要應進行梁柱板件的寬厚比限值計算、梁柱構(gòu)件的強度計算、梁腹板加勁肋的配置、鋼架柱整體穩(wěn)定計算等。鋼結(jié)構(gòu)住宅一般為大開間,鋼架柱在兩個方向都承受較大的彎矩,同時應該考慮強柱弱梁的要求。
檁條可分為實腹式檁條、空腹式檁條和格構(gòu)式檁條,優(yōu)先采用實腹式構(gòu)件。實腹式檁條宜采用卷邊槽形和帶斜卷邊的Z形冷彎薄壁型鋼。檁條一般設計成單跨簡支構(gòu)件,實腹式檁條尚可設計成連續(xù)構(gòu)件。
綜上所述,在現(xiàn)代建筑的設計施工中,輕鋼結(jié)構(gòu)以其獨特的優(yōu)良性能得到了廣泛的應用,是一種具有很大推廣價值的節(jié)能環(huán)保型建筑結(jié)構(gòu)設計形式。在其具體的應用實踐中,必須要嚴格遵循輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的設計要點,做好防火防腐措施,不斷提高輕鋼結(jié)構(gòu)的設計水平,促使輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系能夠占領更多的建筑市場。
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