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輕鋼結構組合房屋應用探討

1.國內輕鋼結構組合房屋的發展與展望

改革開放以來,我國經濟高速發展,大規模的城市化進程正在進行,並且這壹進程還將持續20~30年。在此期間,各行各業各領域都處於高速發展階段,在建設大量的永久性建築物、構築物和道路、橋梁及交通設施等,而在今後的使用過程中需要大量的臨時性建築及其配套,除了長期需要野外作業、露天作業的行業外,在應急需要、救災需要的情況下,在旅遊、節慶和人流高峰期都需要滿足不同要求的臨時用房。臨時住房。於是各種臨時建築應運而生,隨著時代的進步、勞動條件的改善、構建和諧社會的需要,國家對臨時建築的安全性、適用性和居住條件的改善都有很高的要求。目前,國內各行業、各地區的臨時建築都不盡相同,以建築行業和城市交通建設為例,建築工地施工現場多為工人宿舍、辦公室、食堂和侖庫等,臨時建築的用房,以前北方地區多為小角鋼搭帳篷的簡易棚,後來改進為2-3層小角鋼和水泥板組成的水泥板房;南方多為竹棚;還有需要長期野外露天作業的集裝箱式活動房。現在輕鋼結構組合房屋越來越多,輕鋼結構組合房屋在北京建築工程施工現場臨時用房逐年增加,目前約占總量的壹半以上;在深圳、廣東建築工程施工現場、城市軌道交通施工現場臨時用房幾乎都是輕鋼結構組合房屋。由於輕鋼結構組合房屋作為臨時用房比其他類型的臨時用房有許多優點,所以輕鋼結構組合房屋在臨時建築中的應用所占的比例越來越大。

1).輕型鋼結構組合房屋的特點

輕型鋼結構組合房屋壹般是指采用輕型H型鋼、冷彎薄壁型鋼、圓鋼、小角鋼和壓型鋼板、夾芯板組成的1~3層臨時建築。這種輕鋼結構組合房屋是最簡單的工業化輕鋼結構房屋。

輕鋼結構組合房屋按結構類型不同分為板式結構、框支結構、框架結構和箱單元結構。輕鋼結構組合房屋具有以下特點:

(1).自重輕:組合房屋自重約為 15~30kg/m2 。組裝簡單快捷:房屋的所有構件、板材均在工廠預制完成,運到現場采用螺栓、自攻螺釘、拉鉚釘等連接件組裝。房屋的施工速度非常快,根據房屋的不同類型,壹般 1 個工人 1 天可安裝 20~50 平方米。壹棟兩層 200m2 的組合房屋,6 個工人壹天半就能安裝完畢,並可立即投入使用,達到了鋼結構建築的工業化程度。

(3).設計標準定型,組合靈活多樣;構件工廠化生產,加工精度高,質量好。

(4).房屋可拆卸、可搬遷,運輸、組裝簡單。壹輛汽車可裝運約 500 平方米的組合房屋。

(5).輕鋼結構組合房屋重量輕,基礎簡單,工作量小,抗震性能好。

(6).模塊化房屋是壹種環保建築,施工過程中不會產生建築垃圾。

(7).可售可租,為用戶提供多種選擇和服務。

基於以上優點,輕鋼結構模塊化房屋廣泛應用於建築工程、鐵路公路建設、石油化工、水利建設、軍事工程、抗震救災等領域的臨時建築。此外,還廣泛應用於臨時辦公樓、臨時宿舍和臨時小型廠房、倉庫等;商店、報社、飯店、電話廳等商業建築;度假屋等旅遊建築;交通崗、收費站等交通設施以及環衛建築等。

僅建築市場對臨時建築的需求量就非常大。隨著國家對臨建市場用房的規範,將大大加快拆建結合用房取代其他類型臨建的進程。拆除式活動房將在未來幾年迎來其發展的黃金時期。此外,由於勞動力成本的上升,箱式結構組合房屋的需求量也將逐步上升。同時,箱型結構組合房在旅遊市場等領域的應用也將得到拓展。

2).輕鋼結構組合房屋的發展與應用

各種類型的臨時房屋從20世紀80年代開始興起,經過20多年的快速發展,以吳江、廊坊活動房為代表的水泥板房屋、以典雅公司、永東、城東為代表的輕鋼結構裝配式活動房,以三河連山為代表的活動箱式房,以中天房車為代表的房車式房屋,以寶天房車為代表的輕鋼結構裝配式房屋,以寶雞房車為代表的活動箱式房屋,以寶雞房車為代表的活動箱式房屋。房車式房屋的代表,寶鋼彩鋼開發公司旅遊別墅房屋的代表,進入活動房屋行業的企業已有上千家規模,較大的廠家有雅致、榮東、城東、恒信等。

雅居樂集成房屋股份有限公司是由深圳中國南山開發(集團)股份有限公司控股的股份制企業,註冊資本1億元人民幣。控股的股份制企業,註冊資本1.35億元,總投資7億元。公司致力於新型集成房屋的開發與運營,倡導臨時建築的設計與應用實現標準化、模塊化、通用化,實現工廠化批量生產。典雅集成房屋具有節能環保、易拆卸、可多次周轉反復使用的產品優勢,是引領臨建行業發展成為能夠提供高效、環保、經濟的工業化產品和配套服務的新型產業。公司總部位於深圳高新技術園區,在北京、上海、福州、武漢、成都等地設有區域總部,並配套有大型生產和配送基地,年生產能力達500萬平方米,銷售和服務網絡覆蓋全國數十個重點城市,已形成全國性的經營格局。公司產品已遠銷東南亞、中東、非洲、南美等地區。公司已成為中國輕鋼結構組合房屋生產規模和產量最大、銷售和租賃規模最大的廠家,2006 年銷售額達到 10 億元,建築面積超過 300 萬平方米。2007 年銷售額將達到 14 億元,建築面積約 400 萬平方米。該公司的輕鋼結構組合房屋在北京奧運場館、廣州地鐵、成都新建的臨建房屋中大量應用。

榕東活動房有限公司成立於1988年,由福州市第壹建築工程公司與日本東海租賃株式會社合資組建,引進了日本組合房屋的全套先進技術和設備,在漳州、北京、上海、西安等地設有分公司和工廠,註冊資金1億元人民幣。公司註冊資金 1 億元,是國內註冊資金較大、網點較多、技術水平較高、實力較強的活動房屋企業。其房屋廣泛應用於福建沿海、北京、上海及西北地區。

北京城東房屋制造有限公司是中國最早生產活動房屋的專業廠家。該公司研發能力強、技術先進、人均產能高,產品遠銷海外十多個國家,是國內活動房行業中具有外貿出口經營業績的企業之壹。在北京建軍五十周年閱兵訓練室、小湯山急救醫院和青藏鐵路建設中大量應用於臨時用房,其質量受到壹致好評。2006 年銷售額達 1.6 億元,2007 年銷售額將達 2.2 億元。

3).輕鋼結構組合房屋市場需求預測

近五年國內臨建房屋市場的發展表明,其市場容量、市場成熟度與當地經濟發展的整體水平成正比。據有關資料顯示,未來五年建築業對輕鋼結構組合房屋的需求量如下:(人均2平方米的建築業從業人數預測建築業對房屋建築的需求總面積)

註:

(1).根據國家 "十壹五 "規劃和2010年遠景目標,建築業的平均增長速度為7.5%;

(2).通過2006年、2007年初對全國幾個主要地區進行了較為詳細的市場調研,近兩年由於各地區對臨時建築的要求日趨嚴格和活動房價格的進壹步降低,活動房的利用率得到了進壹步的提高,初步了解各地區輕鋼活動房的利用率情況如下:以廣州深圳為代表的華南地區板房利用率為65%,以上海為代表的華東地區板房利用率為40%,以北京、天津為代表的華北地區板房利用率為40%。可見,以長三角、珠三角和京津為中心的經濟發達地區的輕鋼活動房利用率均達到了40%以上,而西部經濟欠發達地區的輕鋼活動房利用率則較低,因此綜合全國來看,現有主要地區(包括華南、華東、華北、西北、西南、華中和東北在內)的輕鋼活動房綜合利用率應在30%左右。為了更方便地對未來五年的市場進行預測,我們將2007年輕鋼活動房的利用率確定為30%,我們將未來三年全國市場輕鋼活動房的使用增長率定為5%,未來兩年定為4%,由此我們可以得出未來五年各地區對活動板房的需求量。 2.國外輕鋼結構組合房屋的研究與應用

在美國。歐洲。日本等地輕鋼結構組合房屋應用廣泛,輕鋼結構組合房屋的專業生產廠家也很多,有的規模還很大。

1).ALGECO公司是法國乃至歐洲輕鋼結構組合房屋的銷售和租賃公司。在法國各地都有工廠和分公司,有幾十個倉庫,有100多萬平方米的房屋庫存。充足的房源和龐大的運輸車隊保證了房屋的快速建設和使用,從而取得了良好的經濟效益和社會效益。

ALGECO 的輕鋼模塊化住宅是由箱體單元組成的 1 至 3 層住宅。房間內部可以由多個箱體組成壹個靈活的大空間,也可以用輕質板材隔成小房間。模塊化房屋可以配備外部走廊、外部樓梯或內部樓梯。單體箱單元由輕質 H 型鋼、槽鋼、方鋼管底座組成;柱、縱梁、橫梁采用特殊形狀的冷彎薄壁型鋼;屋面采用彩色壓型鋼板、保溫材料和彩鋼天花板;墻板采用彩鋼夾芯板。在立柱部分的設計中,我們考慮了落水管和電線的設置。ALGECO根據客戶的要求研發了多種產品系列,如1000系列為單體經濟型組合房屋;3000系列為可疊加組合房屋;7000系列為新型箱式單元組合房屋,根據單體箱式單元的不同尺寸,分為11種類型,其中寬度有2種。寬度 2 種:2.44 米、2.93 米;高度 2 種:2.65 米、2.84 米;長度 5 種:4.40 米、6.21 米:4.40米、6.21米、7.35米、8.82米、11.87米;法國ALGECO公司的輕鋼結構組合房屋廣泛用於各種臨時辦公室、宿舍、醫院、教室、體育館和儲藏倉庫等;用於小賣部、售貨亭和售票處等。商業建築;衛生間、小賣部和售票處等;用於建造新的箱式單元組合房屋。商業建築;衛生間、保安等特殊用房;用於各種應急、救災等用房。還可根據客戶要求,進行內外裝修,建造高檔組合式住宅。

2).日本有很多輕鋼結構組合房屋的專業生產廠家,其中NAGAWA是壹家箱式單元體系輕鋼結構組合房屋生產、銷售、租賃的專業廠家,屬行業首家。日本東海租賃株式會社是箱式單元和框架支撐體系輕鋼結構組合房屋生產、銷售、租賃的專業廠家,1988 年進入中國,先後在福建、上海、北京、上海、北京、西安等地開展業務。上海、北京、西安和東莞。西安、東莞等地投資建廠和公司。

(1).日本NAGAWA公司輕鋼結構組合屋1996年銷售額201億日元,在全國設有22個工廠,47個銷售處,2300個代理商,全國常設展廳57處。NAGAWA 組合式住宅主要有三種類型:

(a).(單箱單元:有6種不同尺寸和規格的箱體單元,可組裝成各種類型的單層、雙層組合房屋;

(b).兩層組合房屋;

(b).排箱式結構集成房屋:標準箱單元尺寸:長 5.4m、5.6m、7.2m 三種;寬 2.33m;高 2.697m;標準箱單元用於房屋的端中心。門窗。帶櫥櫃。帶衛生間。房屋各部分配有內外樓梯等的標準單元。組合式房屋的屋頂。外墻內部。天花板。地板。門、窗、電器等各部分結構的統壹標準定型。8 種標準盒式單元可組成多種功能的單層。8種標準箱單元可組成各種功能的單層和兩層組合住宅。

(c).根據客戶要求設計加工的高檔組合式住宅:組合式住宅的結構仍是壹個箱體單元,只是內外裝修。櫥櫃。衛生間等高檔產品,可提供單層。我們可以提供單層和兩層的模塊化住宅。NAGAWA 的組合式房屋廣泛應用於建築工地的臨時辦公室、寫字樓、簡易倉庫、儲藏室;大型活動的各種簡易倉庫;臺風、地震等救災臨時用房。高檔模塊化房屋廣泛用於度假屋、辦公室、商店等。高檔模塊化房屋廣泛用於度假屋、辦公室、商店等。

日本NAGAWA組合房屋具有以下優點:現場安裝快捷,簡單的三十分鐘,復雜的壹天內即可完成安裝;組合房屋可拆卸可搬遷,搬運不受雨雪天氣影響,快捷經濟。組合房屋外觀造型豐富新穎,可滿足不同客戶的要求;輕鋼結構組合房屋具有良好的抗震、抗風性能。抗風性能好、強度高、經久耐用。日本 NAGAWA 公司的模塊化房屋憑借其 30 多年的業績,質量通過 ISO9001 標準認證,模塊化房屋在日本同行業中處於第壹位,該公司是壹家上市公司。因此得到了客戶的青睞。

(2).日本株式會社預制裝配式輕鋼結構模塊化住宅可制作成 1 ~ 3 層的房屋。結構類型為箱型結構或框架支撐結構。

(a).箱式單元結構體系:箱式單元的立柱采用方鋼管,橫梁采用輕型 H 型鋼、槽鋼、冷彎型鋼等。屋頂和墻體由鋼管制成。屋頂和墻壁由夾芯板制成。我們可以根據客戶的需要設計各種尺寸的標準箱單元。例如,長度為 5.7 米,寬度為 2.33 米,高度為 2.698 米。此外,根據距離、運輸條件和運費等因素,箱式單元可制成整體式和折疊式兩種,壹種是箱式單元的外殼全部在工廠內完成,整體運到工地卸車後放置即可使用;壹種是箱式單元結構的折疊式,即箱式單元的頂部和兩端均可進行折疊處理,底部、側板和門窗等所有附件均可進行折疊處理。側板和門窗等附件均為預制件,由於可以重疊堆放,壹輛卡車可以運輸 3~4 個箱體單元,大大節省了運費。現場組裝的工作量也很小。

根據用戶的不同要求,箱式單元結構可組成單層單、橫、豎排組合房屋;兩層橫、豎排組合房屋,並配置各種內外樓梯。

(b).框架支撐結構體系:組合房屋標準定型,長寬(跨度)方向均以 K 為模數,1K=1820mm;高度方向以 P 為模數,1P=895mm(墻板寬度)。除兩端外,長度和寬度方向的尺寸均為模數 K=1820mm 的倍數。寬度:1.5K=2805mm、2K=3715mm、2.5K=4625mm、3K=5535mm、4K=7355mm、5K=9175mm。單層組合式房屋的檐高:2640mm(2.5P)、3085mm(3P)、3535mm(3.5P)、3980mm(4P),兩層組合房屋檐高:5325mm(5.5P)、5770mm(6P)、6665mm(7P)、7560mm(8P),三層組合房屋檐高:8455mm(9P)、9355mm(10P)。我們還可以根據客戶要求提供非標準規格的組合房屋。

組合房屋的立柱采用2C或3C冷彎薄壁型鋼;組合房屋可采用雙坡屋面或單坡平屋面;雙坡屋面的三角屋架采用冷彎薄壁型鋼;單坡平屋面可采用2C冷彎薄壁型鋼工字鋼或輕型焊接H型鋼;樓面桁架梁也采用C冷彎薄壁型鋼加工。屋面墻體可根據需要和成本選擇幾種施工做法。屋面可采用兩層彩色壓型鋼板中間夾玻璃棉,也有采用夾芯板的,墻體采用夾芯板。門窗采用鋁合金門窗。 3.應用中存在的問題及改進建議

(1).規範市場,加強質量管理,確保房屋使用安全

如上所述臨建需求量大且逐年遞增,是壹個相當大的市場。但目前國內臨建市場比較混亂,房屋良莠不齊,安全質量事故時有發生。有的臨建在使用中突然倒塌,有的被大風吹倒,有的被火燒傷,有的在安裝或拆除中倒塌等等,造成人員傷亡和財產損失,因此,確保房屋臨建的安全使用迫在眉睫。

國內外的實踐經驗證明,輕鋼結構組合房屋是壹項新技術和新產品,具有很大的發展|考察前途,但由於在我國應用時間不長,在設計標準和加工質量管理方面存在缺陷,所以在使用中出現了壹些問題,主要問題有:屋面、柱、梁和屋架的滲漏問題,鋼構件的加工安裝質量差等鋼構件的銹蝕問題,防火問題等。防火問題等等。這些問題與輕鋼結構組合房屋設計加工不規範有很大關系。

(2).盡快解決設計依據和產品標準問題

輕鋼結構組合房屋屬於臨時建築,根據國家標準《建築結構可靠性設計統壹標準》GB50068-2001,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性、適用性、耐久性等功能要求,為保證結構具有規定的可靠性,除結構設計應滿足安全性、適用性、耐久性等功能要求外。為了保證建築結構的可靠性,除了進行必要的設計計算外,還應對材料性能、施工質量、使用維護等進行相應的控制。控制的具體要求應符合相關設計和施工標準的特殊規定。目前,我國尚無針對臨建輕鋼結構組合房屋的專項標準、規範和參考圖集。如果嚴格按照現有的規程和規範進行審定,其設計和施工大多是不合格的,尤其是三層房屋。目前,這類房屋在設計上存在隨意性或缺失,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時用房技術規程(輕鋼結構部分)"DBJ01-98-2005、中國標準化協會《可拆裝活動房屋》CAS154-2007,這兩個標準尚待完善,國內大部分組合房屋還處於臨時建築不被重視、無人管理的狀態,因此使用中坍塌、火災 所以使用中坍塌、火災、風災時有發生,有的還很嚴重造成人員傷亡和財產損失。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鋼結構組合房屋產品標準和標準圖集是十分必要的。

(3).關於輕鋼結構組合房屋防火的探討

輕鋼結構組合房屋的防火還應符合國家標準《建築設計防火規範》GBJ16-87(2001年版)的有關規定。輕鋼結構組合房屋屬於臨時建築,可按照本規範第5.1.1條的規定,耐火等級為四級,最大允許層數為2層,防火分區允|考大|長為60米,每層允許建築面積為600平方米。備註要求學校、食堂、菜市場、托兒所、幼兒園、醫院等不宜超過壹層。另外,按照規範第2.0.1節表2.0.1的規定,對於耐火等級為四級的建築其構件的燃燒性能和耐火極限為:多層柱為不燃燒體,耐火極限為0.5小時,單層柱可為燃燒體;梁為不燃燒體,0.5小時;樓板為不燃燒體,0.25小時;屋面承重構件、疏散樓梯和吊頂均為不燃燒體;墻體:非承重外墻、疏散走道兩側隔墻和房間隔墻為不燃燒體,0.25小時。根據規定,目前輕鋼結構的組合房屋在層數上3層是不符合防火要求的;個別如學校、食堂,有壹層以上的;2層3層組合房屋的鋼柱和鋼梁無吊頂耐火極限小於0.5小時的要求;其他均可滿足要求。為此,可以對 2 層組合房屋的鋼柱進行防火處理,如塗刷防火塗料或覆蓋防火板等。另外,應嚴格遵守規範規定的防火間距允許長度為60米和每層允許建築面積為600平方米的要求,對於疏散樓梯的數量間距不能隨意減少為省線。

(4).積極開展輕鋼結構組合房屋的研究與開發

在學習國外先進技術的基礎上,結合我國具體國情,研究開發適合不同地區、不同行業的系列產品,提高輕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。此外,符合節能減排、文明施工政策的可租可售的靈活經營方式也值得推廣。

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