四、轻钢龙骨住宅的施工安装
1、基础施工
基础一般采用钢筋混凝土条型基础。由于钢结构住宅的重量只有钢筋混凝土结构住宅的1/4-1/6,基础处理比较简单。钢结构与混凝土基础的连接是采用Φ10-Φ12地角螺栓沿承重墙预埋,间距一般为1.2-1.5米。考虑到房屋抗震抗风的要求,在房屋的转角处还要预埋镀锌扁铁与钢结构连接。其抵抗水平力的作用非常象砖混结构中的构造柱。
2、钢结构构件的工厂预制
根据设计图,工程师须先提出钢龙骨加工料单。所有的龙骨均由U型和C型断面组成,只是断面与长度尺寸的不同。龙骨厂在龙骨制做完成之后,房屋的主体结构一般有以下三种形式装配。
第一种情况:所有龙骨及构件均运到施工现场安装。这种情况比较适合于较复杂的房型及规模不大的工程。其特点是方便灵活,许多设计及施工中的问题均可在施工现场解决。
第二种情况:主要大型构件如屋架、大梁、部分墙体先由组装厂预制好再运到施工现场吊装。
第三种情况:房屋的墙体(含门窗)、楼板、屋面等均在组装厂安装完毕,甚至水电系统也进行初步的安装到位。然后把这种接近成品的房屋构件运到施工现场组装。
第一、 第二种情况房屋主体结构的安装一般需要20-30天,而第三种情况只需7-10天。第三种情况已使房屋的建造达到了较高的工业化水准,具备了规模化生产的条件。在美国这种做法多用于规模较大的经济型住宅。目前我国采用的主要是第一、第二种情况。
3、钢龙骨构件的连接
龙骨与龙骨、龙骨与工程板的连接均采用高强自攻螺钉连接。前面已提到了龙骨与混凝土基础的连接方法。在局部采用轻钢龙骨结构的其他住宅结构体系中,龙骨与混凝土、龙骨与大型钢构件的连接采用强力射钉连接。目前市场上可采购到的射钉枪,可以射穿6毫米厚的钢板。实际上轻钢龙骨的这种连接方式是非常简便的。每一个连接节点在构造上都有明确的规定,使现场工程检验也非常方便。
4、现场组装的主要步骤
轻钢龙骨构件运到施工现场后,现场工程师要先根据设计图在基础上放线,之后主要施工步骤如下:墙底U型龙骨与地角螺栓连接——>龙骨墙安装(含门窗过梁)——>楼面龙骨安装——>垂直度、水平度校核——>封楼面工程板——>做二层龙骨墙体(含门窗过梁)——>三层楼面或天花龙骨安装——>屋架安装——>整体垂直度、水平度校核——>封外墙和屋面工程板。
五、轻钢龙骨结构体系在民用住宅中的应用范围
在住宅应用上可分以下几种形式:
1、纯轻钢龙骨结构
所有构件均由轻钢龙骨构成。由龙骨做的梁(梁高300毫米),最大跨度可达9米左右,由龙骨和工程板所制作的楼板跨度可达7米左右。这种体系主要适用于低层住宅。由于目前这种体系的住宅成本较高,主要在高档住宅上得到了比较广泛的应用。但随着我国钢材及工程板材价格的不断下降,我们相信在不久的将来我国农村的住宅建造也最终会放弃延用了几千年的秦砖汉瓦,转而采用这种新材料、新工艺的装配式住宅。
2、型钢与轻钢龙骨结合的结构体系
在跨度比较大、集中荷载也比较大的结构中,采用型钢(或H型钢)与轻钢龙骨结合的体系可以获得更好的技术经济效果。这里有两种情况,一种是以轻钢龙骨为主,局部采用型钢;另一种是以型钢为承重框架,轻钢龙骨作为维护墙及分隔墙。这种体系比较适合用于多层住宅。
3、钢筋混凝土结构与轻钢龙骨结合体系
从当前的市场情况来看,对于轻钢龙骨结构作为辅助结构,应用于现有的住宅结构体系之中,也许有着更多的现实意义。最常用的例子是在钢筋混凝土结构住宅上面建造钢结构坡屋顶。不少城市现在正提倡坡屋顶运动。从坡屋顶建筑的历史源头来分析,它本身就是用钢结构或木结构做成的。我们现在的设计师却硬要用沉重的钢筋混凝土去造坡屋面。这种做法不论在技术上还是经济上都是不合理的。
对于以钢筋混凝土结构为主体的住宅也同样可以把局部房间或楼层做成轻钢结构。笔者曾参加了深圳某高层钢筋混凝土结构住宅的局部钢楼层的设计及建造。在一套二房二厅、建筑面积为80平方的户型中,设计了4.5米的层高。我们把4.5米层高的厅保留,把卧室部分用钢结构加隔成两层。这一下子就使原本二房二厅变成了四房二厅,使用面积增加了近50平方米,而这部分钢结构的单位造价仅为400元/平方米左右。这样一来使发展商、用户都得到了比较满意的结果。
从以上分析我们发现,推广钢结构住宅不应是简单地去想如何用钢材去造住宅,有时还要考虑钢结构技术如何合理的应用并得到市场的认可,这才是我们推动钢结构住宅发展的正确思想。因此我们建议,采用钢筋混凝土结构作为承重体系,采用轻钢龙骨作为维护墙、内隔墙及屋顶结构体系建造住宅。由于墙体及屋顶的改进,整个建筑物的科技含量大大提高,建筑物的自重也会大大减轻。加之使用面积的增大、建造速度的快捷等,那么它的综合成本会非常接近普通的结构体系,甚至可能会做到更经济。
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