輕型鋼結構的發展和應用論文
淺談--輕型鋼結構組合房屋的應用及問題
一、輕型鋼結構組合房屋的發展和應用
1、國外輕型鋼結構組合房屋應用點滴
在美國、歐洲、日本等地輕型鋼結構組合房屋得到廣泛應用,輕型鋼結構組合房屋的專業生產廠家也很多,有的規模還很大。法國ALGECO公司是法國乃至歐洲最大的輕型鋼結構組合房屋銷售租賃公司。
在柱子斷面設計中考慮了設置水落管和電線。該公司根據客戶的要求研究開發了多種產品系列,輕型鋼結構組合房屋廣泛用于各種臨時辦公、住宿、醫院、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建筑;洗手間、保安等特殊用房;用于各種緊急狀態、救災等用房。也可以按照客戶要求進行內外裝修建成高檔的組合房屋。
該公司的輕型鋼結構組合房屋是以盒子單元組成的1~3層房屋。房間內部可以由幾個盒子組成使用靈活的大空間,也可以用輕質板材隔斷成小房間。組合房屋可以設有外廊、外樓梯或室內樓梯。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構組合房屋的專業廠家,其中NAGAWA公司是盒子單元體系輕型鋼結構組合房屋生產,銷售,租賃的專業廠家,屬業界第一。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構組合房屋生產,銷售,租賃的專業廠家,1988年進入中國,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 連排盒子結構集成房屋:標準盒子單元的尺寸為:長度5.4m,5.6m,7.2m三種;寬度2.33m;高度2.697m;8種標準盒子單元可組成各種功能的單層.兩層組合房屋。
c 按照客戶要求設計加工的高檔組合房屋:組合房屋的結構仍是盒子單元,僅內外裝修.櫥房.衛生間等采用高檔產品,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點:現場安裝快捷,簡單的三十分鐘,復雜的一天之內可以安裝完畢;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、抗風性能好,強度高耐久性好. 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;用于臺風地震等救災臨時住房.高檔的組合房屋廣泛用于旅游度假住房,事務所.店鋪等.
日本東海工業株式會社的預制裝配式輕型鋼結構組合房屋可以做成1~3層房屋。其結構型式為盒子結構或框架支撐結構. 盒子單元結構可以組成單層單棟、橫向縱向聯排組合房屋;兩層橫向縱向聯排組合房屋,并配置各種內外樓梯。框架支撐結構體系:組合房屋標準定型,長度方向和寬度(跨度)方向均以K為模數，1K=1820mm；高度方向以P為模數，1P=895mm（墻板的寬度）。也可以按照客戶的要求提供非標準規格的組合房屋。
1、國內輕型鋼結構組合房屋的應用
改革開放以來我國經濟高速發展、大規模的城市化建設正在進行，各個領域各種行業都處在高發展階段，在大量的永久性建筑、構筑物及道路橋梁交通設施等建設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;在緊急需要、抗震救災時;在旅游、節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運而生，隨著時代的進步，勞動條件的改善，構建和諧社會的需要，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。其中輕型鋼結構組合房屋用的越來越多,因為輕型鋼結構組合房屋作為臨建房屋具有很多優點。
輕型鋼結構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。這種輕型鋼結構組合房屋是最簡單也是工業化程度最高的輕型鋼結構房屋。
輕型鋼結構組合房屋按照結構型式不同分為板式結構,框架支撐結構,框架結構和盒子單元結構等.輕型鋼結構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:房屋所有的構件,板材都在工廠預制好,運到現場采用螺栓,自攻螺絲,拉鉚釘等連接件組裝.房屋建造速度很快,根據房屋型號不同,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，是工業化程度最高的鋼結構建筑。
3、組合房屋屬環保型建筑,施工中無建筑垃圾。
4、可以銷售也可以租賃的靈活經營模式,為用戶提供多種選擇和服務。
5、設計標準定型,組合靈活多樣;構件制作工廠化生產,加工精度高,質量好。
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、輕型鋼結構組合房屋重量輕,基礎簡單工作量少,抗震性能好。
由于以上優點輕型鋼結構組合房屋在建筑工程,鐵路公路建設,石油化工,水利建設及軍事工程及抗震救災等領域的臨時建筑中得到廣泛應用.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,電話廳等商業建筑;度假房屋等旅游建筑;交通崗廳,收費站等交通設施以及環衛建筑等方面也得到了廣泛的應用.
去年汶川大地震后，建設部根據黨中央和國務院抗震救災工作的部署和要求，組織十幾個省市為災區建設過渡安置房,選擇的結構型式就是輕型鋼結構組合房屋（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、醫療、商店、學校、辦公等，在救災中發揮了巨大作用，也充分展示了輕鋼組合房屋的優點。
經過二十多年輕型鋼結構組合房屋得到了迅猛的發展，生產廠家大小上千家，規模大質量好的專業廠家有幾十家,以雅致公司及榕東、誠棟為代表的輕型鋼結構拼裝式活動板房、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與經營，在深圳及全國各地設有大型生產及配送基地，年生產能力達500萬平方米，銷售及服務網絡覆蓋全國幾十個重點城市，已形成全國性經營格局。該公司己成為我國輕型鋼結構組合房屋生產規摸和產量、銷售和租賃最大的廠家，該公司輕型鋼結構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用。去年汶川大地震首先捐助2萬平方米活動房屋到災區，而后在過渡安置房的建設中承建了171萬平方米活動房，作出了巨大貢獻，胡錦濤總書記曾視察該公司廊坊工廠，對他們的救災工作給予很高評價。榕東活動房股份有限公司是合資公司,全套引進日本組合房屋的先進技術和設備，在漳州、北京、上海及西安均設有分公司及工廠，是目前技術水平高、實力較強的活動房屋公司。其房屋在福建沿海、北京、上海及西北地區得到大量應用。北京誠棟房屋制造有限公司是國內最早生產活動房屋的專業廠家。該公司研究開發能力強、技術水平先進，其產品銷往海外十多個國家，是國內活動房屋行業外貿出口經營業績最好的企業之一。在北京建國五十周年閱兵訓練用房、小湯山應急醫院及青藏鐵路建設的臨建房屋中得到大量應用，其質量得到一致好評。在汶川大地震后捐贈了災區第一所輕鋼房屋學校，而后又建造了22萬平方米活動房屋，在抗震救災中作出很大貢獻。
二、輕型鋼結構組合房屋的問題及建議
1、規范市場、加強質量管理，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，是一個相當大的市場。但是，目前國內臨建市場比較混亂，房屋良莠不一，安全質量事故時有發生。有的臨建在使用中突然倒塌，有的被風吹倒了，有的發生火災燒毀了，有的在安裝或拆卸時倒坍了等等，造成人員傷亡和財產損失，所以保證臨建房屋的安全使用迫在眉睫。
國內外的實踐經驗證明輕型鋼結構組合房屋是一項很有發展前途的新技術新產品，但是由于在我國應用時間不長，在設計標準和加工質量上管理欠缺，反映在使用中的主要問題有：屋面漏水、柱子、梁和屋架等鋼構件加工安裝質量不高,鋼構件銹蝕問題，防火問題等等。這些問題和輕型鋼結構組合房屋的設計和加工不規范有很大關系。
2、盡快解決設計依據和產品標準問題
輕型鋼結構組合房屋屬于臨時性建筑，按照國家標準《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068-2001的規定，組合房屋設計使用年限為5年，結構在規定的設計使用年限內應滿足安全、適用、耐久等使用功能要求，為保證建筑結構具有規定的可靠度，除應進行必要的設計計算外，還應對材料性能、施工質量、使用和維護進行相應的控制。對控制的具體要求，應符合有關設計施工標準的專門規定。目前我國對于臨建用的輕型鋼結構組合房屋還沒有專門的標準、規定和參考圖集。目前這種房屋處于設計隨意或缺失，市場混亂產品質量難以保證。只有北京市建委編制了《建設工程施工現場臨建房屋技術規程（輕型鋼結構部分）》DBJ01-98-2005，中國標準化協會《拆裝式活動房屋》CAS154-2007，這兩本標準還有待完善，國內大部分地區的組合房屋還處于臨時建筑不被重視或無人管理狀態，所以使用中倒坍、火災、風災損毀的情況時有發生，有的還非常嚴重造成人員傷亡財產損失。所以為了滿足國內使用和出口的要求，盡快組織編制建設部輕型鋼結構組合房屋產品標準和標準圖集十分必要。
3、積極開展輕型鋼結構組合房屋的研究開發
為了使輕型鋼結構組合房屋這個產品健康發展，目前要組織廠家進行以下方面研究：
a 盡快組織編制輕型鋼結構組合房屋標淮，使該產品設計、制作、安裝、使用有章可循。盡快組織編制輕型鋼結構組合房屋通用或標準圖集，以規范市場保證質量。這種房屋產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 在學習國外先進技術的基礎上,結合我國具體情況研究開發適合于不同地區、不同行業的系列產品，提高輕型鋼結構組合房屋的標準化、定型化和工廠化水平，保證房屋質量。另外，可租可售的靈活經營符合節能減排文明施工的方針也值得推廣。
c 進行活動房屋防火性能研究，例如夾芯板內側不用彩鋼板改為防火性能好的板材，內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。對改進部分進行必要的防火性能試驗。
4、對輕型鋼結構組合房屋防火問題的探討：最近一段時間不斷發生二三層活動房屋宿舍火災事故，造成人員傷亡財產損失，為此有的地區消防部門提出彩鋼板活動房不適合用于宿舍，更有甚者說區內凡發現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范設計施工、規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標準的情況下，輕型鋼結構組合房屋的防火仍應遵守國家標準《建筑設計防火規范》GBJ16-87（2001年版）的有關規定。
輕型鋼結構組合房屋屬于臨時性建筑，可以按照規范第5.1.1條規定，耐火等級為四級，最多允許層數2層，防火分區間最大允許長度60米，每層最大允許建筑面積600平方米。備注要求對于學校、食堂、菜市場、托兒所、幼兒園、醫院等不應超過一層。
另外，按照規范第2.0.1條表2.0.1的規定，對于耐火等級為四級的建筑物其構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、疏散走道兩側的隔墻及房間隔墻為難燃燒體，0.25小時。
按此規定目前輕型鋼結構組合房屋在層數上3層是不符合防火要求的；作為學校、食堂超過一層的也不符合規定；2層3層組合房屋鋼柱和無吊頂的鋼梁耐火極限達不到0.5小時要求；不少活動房屋的防火區間和每層建筑面積都超過規范規定的防火區間最大允許長度60米和每層最大允許建筑面積600平方米的規定，而且對于疏散樓梯的間距數量也為省錢隨意減少。
另外在保溫材料的性能質量、電線設置安全及使用規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展。總之，當今社會活動房現象越來越多了，集裝箱改裝房也越來越多了。
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