薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系

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建设科技｜ 2004・14 ｜
□　青岛迈华无比钢房屋开发有限公司 吴晓晖
轻型钢结构是国内外目前应用和发展最快的新型结构形式，由于具有施工速度快，建筑造型美观、用钢量少、造价低廉等优势，广泛用于各类工业建筑、民用建筑及公共建筑中。

目前在欧美及日本新建的低层（三层以下）及多层（六层以下）房屋８０％都采用轻钢结构。

我国近两年也引进了不少轻钢结构系统，比如Ｃ型钢、Ｈ型钢等骨架系统。

青岛迈华无比钢房屋开发有限公司引进的“薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系”（三层以下）前不久通过了建设部科技成果评估，该公司正在建设六层样板房，以便使该技术体系尽早在我国得到实施。

这里主要介绍一下薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系的优越性能。

薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系是轻钢结构建筑系列技术中的一种。

其技术主要来源于加拿大轻钢建筑体系，在北美及诸多国家已应用多年，并在多国拥有发明专利（包括在中国），是一项成熟的建筑结构体系，非常适合我国产业住宅化发展方向。

为了使该项技术在中国得到推广应用，济南久荣水处理工程有限公司与加拿大英特兰国际公司合资建立了青岛迈华无比钢房屋开发有限公司。

薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系的建筑构件主体是小桁架，这种小桁架是由镀锌冷弯高频焊接的轻型薄壁方管（矩形管）和三角形的Ｖ型连接件构成，用这种桁架可以建造梁、墙、楼板，也可以建造屋顶。

总之，用这种方管结构的小桁架可以建造房屋建筑中的所有构件，上述
这些构件几乎都在工厂中完成，然后运送到施工现场进行结构主体的安装。

之后，铺设内外墙壁板和屋顶型材，同时在墙体和楼板、屋顶桁架的空隙中充填保温、
隔声材料。

其体系的主要技术特点如下：
第一，强度牢固、抗风抗震
薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系主体小桁架是由截面形状为方、矩形管和Ｖ型、Ｉ型、Ｈ型连接件构成。

我们知
道，空心结构钢不易于扭弯，加上三角形桁架连接方式，力的传递分配均匀，因此整栋住宅的传力途径是板—
次梁—主梁—柱—基础，其传力途径与框架结构受力相同，荷载传递系统完整，不会像其它轻钢结构那样，为了支撑横向连接和安装管线，对构件的截面造成破坏，这就增强了抗扭和抗多向荷载和水平荷载的能力；并且由于桁架柔韧刚强适当，可以通过变形吸收和消耗大量的外来能量，从而减少了突发外来荷载对建筑物的破坏，提高了材料强度与重量之比，因此，整个建筑与其它轻钢相比，更能承受荷载。

第二，阻热、保温、隔声、隔振薄壁小桁架建筑物的墙体和楼板是由独立的两根管件组成的桁架构成，方管之间仅以２毫米以下Ｖ形连接件断续的相连，热的传递渠道微弱，几乎完全隔断了热桥，内外的热传递变得几乎不可能，使建筑物内外成为两个独立的互不干扰的热循环系统，中空结构的方管（矩形管）对声音的传导起着干扰和减弱
的作用。

在桁架的空隙处充填的中空玻璃纤维棉，具有极好的隔振、吸音功能，阻隔了外来噪音和杂乱震动的侵入。

实验结果表明，外墙体系的热阻Ｒ＝３．４５３（ｍ２・ｋ）／ｗ，传热系数Ｋ＝０．２７８　ｗ／（ｍ２・ｋ），墙体空气声计隔音量Ｒｗ＝４７ｄＢ，因此该结构有优良的保温，隔声性能。

第三，防火性能可靠
薄壁小桁架结构建筑物有三种措施保证消防安全。

一是结构本身，薄壁冷弯小桁架的构件和充填物都是不可燃烧的，即便是室内其它可燃物燃烧引起局部起火，薄壁冷弯小桁架因形成了网架结构，通过相邻上下左右的相互支撑和隔断，能把火险局限在局部范围内不会扩展。

二是桁架本身，桁架的三角形连接使热的传递变为曲线途径，散热面墙大，从而可阻止火灾发生时的热量扩散；同时，即便是火焰太凶，将薄壁冷弯小桁架的一侧烧软，而桁架另一侧方管的刚性依然未变，仍然支撑着房屋，可阻挡火焰。

薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系
结构体系成熟
住宅科技
Ｈｏｕｓｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
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｜ 2004・14 ｜ CST
Ｃ型轻钢结构是我国目前引进的冷弯薄壁钢结构体系中的一种，具有轻型钢结构的共同优点，但和薄壁小桁架结构相比仍有不少缺点。

比如，Ｃ型钢作为墙体和楼层板的梁或柱而使用时，作为支撑的Ｃ型钢即为传热、传音、传振的桥梁，纵使是在Ｃ型钢间的空间中充填了保温、隔音、吸振的物品，也不能达到理想的效果；另一方面，为了将Ｃ型柱梁横向连接起来，和所有的管道、线路隐
三是装饰层材料的选择，尽量选择防火性能较高的材料，如高性能的防火石膏板等。

第四，建造快捷，造价节省薄壁冷弯小桁架的所有构件都在工厂中完成，现场施工周期短。

据统计，六层住宅楼，从做基础开始到成品房仅需３个月左右。

建筑造价节省的渠道有三：一是薄壁小桁架结构的建筑物本身比混凝土框架结构用钢量少，基本上不用现场浇注水泥，与普钢结构相比，小桁架结构仅用钢材３０－４０ｋｇ／ｍ２，节约钢材５０％左右。

二是该结构建筑物自重轻，基础较简单，基础施工投入少，施工、竣工快，房产开发投入资金回笼也快。

三是由于小桁架结构的墙体较薄，与砖混、框架结构建筑物相比，同样的建筑面积下，其使用面积可增加５％－８％，房屋开发商可得到较高销售收入，购买者也可以得到更大的实惠。

第五，文明施工、利于环保薄壁小桁架结构的施工基本方法是干法作业，所有构件由工厂加工完毕后直接运抵现场，现场施工中无废弃物的产生；同时，由于是装
蔽在墙体中，必须在Ｃ型钢截面上开若干个长孔，这些长孔破坏了Ｃ型钢截面的完整性，因此，在强度抗扭、抗剪等方面是有损失的，构件荷载值受到限制，仅能建造三层以下的建筑。

而薄壁小桁架结构则不然，单榀薄壁冷弯小桁架压力强度检验显示，１０ＫＮ下最大位移１．４６８ｍｍ，３米墙体桁架最大承受荷载理论计算值６９．４０２ＫＮ，蒙皮后，２９５ＫＮ下最大位移１．７４５ｍｍ，表明薄壁冷弯小墙体桁架可以承受六层住宅的荷载。

另外，该体系在六层楼应用中，采用的楼板梁交错排列的方法即并联式荷载传递系统。

它的特点是：荷载从屋盖施工加到墙体立柱上，然后直
接传递到地基上，各楼层的荷载从楼盖分别施加到墙体立柱上、然后再分别直接传递到地基上，墙体的每个立柱只承受一层的荷载，不发生荷载叠加现象。

薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系在我国尚属空白，运用该结构可建造六层以下住宅，是我国目前唯一可建造多层住宅的轻钢结构体系，适合我国国情，应当在我国大力推广应用。

配式作业，无噪音产生，对周围环境的破坏降到了最低，因此实现了文明施工。

另外，本结构的建筑物构件可重复使用，一旦需要房屋改造，拆卸下来即可再用，回收率可达９０％，完全达到了国际发达国家制定的绿色生态建筑评估体系。

如美国绿色建筑理事会颁布的《绿色建筑评估体系》第二版，和我国《国家康居示范工程建设技术要点》、《商业住宅性能评定方法和指标体系》的有关规定，可以说，薄壁冷弯小桁架住宅
属于绿色生态住宅。