一種低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種新型結(jié)構(gòu)體系，尤其是涉及一種低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅。
【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀(jì)90年代初，發(fā)達國家針對日益快速發(fā)展的經(jīng)濟給自然環(huán)境帶來的巨大影 響和壓力，提出了"綠色建筑"或"可持續(xù)建筑"的概念，強調(diào)建筑物的建造不僅要滿足人們 的生活和工作環(huán)境的需求，而且要做到經(jīng)濟合理的消耗能源和資源，對環(huán)境的影響降至最 小。在國家發(fā)布的"十一五"經(jīng)濟社會發(fā)展綱要中明確建設(shè)領(lǐng)域的任務(wù)是"大力發(fā)展節(jié)能省 地型建筑"。
[0003] 目前，我國傳統(tǒng)住宅建筑的風(fēng)格及形式多樣化，但就結(jié)構(gòu)體系來說，是以磚混結(jié)構(gòu) 與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，其共同的特點是空間利用率小，自重較大。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的住宅以其成 熟的建造技術(shù)及管理模式，為緩解我國的城鎮(zhèn)化進程起到了積極作用；但由于缺乏集約的 控制，不僅在建造過程中消耗并占用大量的土地、水及建筑材料等能源，而且在建成后的能 源消耗量也很大，這給社會及自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響?；谖覈膰榧翱沙掷m(xù) 發(fā)展的戰(zhàn)略要求，提倡并發(fā)展綠色節(jié)能住宅已勢在必行。
[0004] 鋼結(jié)構(gòu)建筑是綠色環(huán)保的建筑。輕鋼結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)的一個重要分支，它是相對于 普通鋼結(jié)構(gòu)而言的，是以輕型焊接、高頻焊接型鋼，冷彎薄壁型鋼，熱乳H型鋼，薄鋼管，薄 鋼板等構(gòu)件焊接、拼接而成的組合構(gòu)件為主要受力構(gòu)件，采用輕質(zhì)材料為圍護結(jié)構(gòu)的低層 和多層建筑。
[0005] 輕鋼結(jié)構(gòu)用于住宅有如下特點：環(huán)保節(jié)能，節(jié)約土地資源，節(jié)約水資源，工業(yè)化程 度高，施工周期短自重輕，空間利用率大，抗震性能好，建筑造型豐富，裝修方便。
[0006] 由上述特點可知，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是目前實現(xiàn)建筑節(jié)能和達到綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)的 一個最佳選擇。然而，該結(jié)構(gòu)住宅體系，在我國卻發(fā)展的比較緩慢。目前，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的 研究與開發(fā)應(yīng)用尚處于示范試點的起始階段，全國已建鋼結(jié)構(gòu)住宅在住宅建筑中的比例還 不足1 %。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述缺陷，提供一種低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅。 其整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加合理并且符合實際，能夠獲得加強結(jié)構(gòu)整體剛度、降低結(jié)構(gòu)用鋼量 等方面的使用效益和經(jīng)濟效應(yīng)。
[0008] 本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下：一種低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅，包括 支撐結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)為受力蒙皮結(jié)構(gòu)，由框架、蒙皮板和連接件組成，所述 框架采用熱乳型鋼或冷彎薄壁型鋼支撐，包括梁、柱和檁條；蒙皮板采用有機涂層薄鋼板、 鍍鋅薄鋼板或防腐薄鋼板，連接件用于蒙皮板之間相連或蒙皮板與框架之間的相連，蒙皮 板與框架的相連為兩邊連接或四邊連接；所述圍護結(jié)構(gòu)包括內(nèi)外墻、樓板以及屋頂。
[0009] 優(yōu)選的，所述圍護結(jié)構(gòu)的外墻在金屬構(gòu)件之間設(shè)置熱阻斷，并在內(nèi)外墻之間設(shè)置 密閉空氣層及通氣層，并且墻間的縫隙部位選取柔性連接，所述內(nèi)外墻均采用夾芯復(fù)合墻 板。
[0010] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述屋頂為坡形屋頂，從上到下依次包括屋面瓦、防 潮呼吸紙、冷彎薄壁型鋼屋架和玻璃纖維棉，該冷彎薄壁型鋼屋架為三角梁形式，采用Q235 鋼或Q345鋼，厚度為l-2mm;該冷彎薄壁型鋼屋架的底部鋪設(shè)有一層玻璃纖維棉，厚度為 5-lOcm;防潮呼吸紙鋪設(shè)在該冷彎薄壁型鋼屋架上，其上鋪設(shè)有屋面瓦；該防潮呼吸紙包 括防水主層，所述的防水主層上設(shè)有孔，所述的防水主層上面設(shè)有保護層，下面設(shè)有改性柏 油層。
[0011] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述蒙皮板由壓型鋼板制成；所述連接件為蒙皮板 與框架以及蒙皮板與蒙皮板之間相連的鉚釘或者自攻螺釘；所述冷彎薄壁型鋼為C型、U型 或Z型，厚度為1. ;所述冷彎薄壁型鋼通過冷乳成型、模壓成型或彎折成型，所述蒙 皮板可壓成波形、雙曲波形、肋形、V形或加勁型；所述連接件為自攻螺釘、鉚釘、螺栓或采 用配件的暗扣。
[0012] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，在所述屋頂?shù)牡蹴斏掀戒伇夭牧匣螂S坡形屋頂斜 鋪保溫材料，并且確保屋頂保溫材料與墻體保溫材料的連續(xù)性，并可采用坡形屋頂架空隔 熱。
[0013] 本實用新型的有益效果：
[0014] 1.本實用新型的結(jié)構(gòu)體系克服了現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的重大不足，具有低碳環(huán)保、現(xiàn) 場用工少、施工速度快、綜合成本低的特點，其工業(yè)化生產(chǎn)程度較高，符合我國建筑工業(yè)化 和住宅產(chǎn)業(yè)化的要求，可使居住者感覺更為安全和舒適；
[0015] 2.該結(jié)構(gòu)明顯改善其熱工性能，該低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅其體形系數(shù)比較大，在對外 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的同時要與建筑設(shè)計結(jié)合，可以采用住宅聯(lián)排設(shè)計，這樣可以降低其體 形系數(shù)利于節(jié)能；
[0016] 3.本實用新型的住宅增加了結(jié)構(gòu)的整體剛度，將力更均勻的分配到結(jié)構(gòu)中。
[0017] 附圖簡要說明
[0018] 圖1是建筑結(jié)構(gòu)的模型總計算簡圖；
[0019] 圖2是建筑結(jié)構(gòu)的Y向位移圖。
【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步描述。
[0021] 河北省邢臺市的別墅住宅，建筑物總高度10. 650m，室內(nèi)外高差0.45m，二類建 筑，輕型鋼結(jié)構(gòu)，耐火等級二級，建筑面積為333. 61m2,本工程屋面防水等級為二級。建筑場 地類別為II類，地基承載力為120kN/m2?；撅L(fēng)壓為0. 35kN/m2。基本雪壓為0. 38kN/m2。 7度設(shè)防烈度，建筑物抗震等級為II級，設(shè)計基本地震加速度為0. 10g。
[0022] 具體結(jié)構(gòu)包括支撐結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)為受力蒙皮結(jié)構(gòu)，由框架、蒙皮 板和連接件組成，所述框架采用熱乳型鋼或冷彎薄壁型鋼支撐，包括梁、柱和檁條；蒙皮板 采用有機涂層薄鋼板、鍍鋅薄鋼板或防腐薄鋼板，連接件用于蒙皮板之間相連或蒙皮板與 框架之間的相連，蒙皮板與框架的相連為兩邊連接或四邊連接；所述圍護結(jié)構(gòu)包括內(nèi)外墻、 樓板以及屋頂。
[0023] 所述圍護結(jié)構(gòu)的外墻在金屬構(gòu)件之間設(shè)置熱阻斷，并在內(nèi)外墻之間設(shè)置密閉空氣 層及通氣層，并且墻間的縫隙部位選取柔性連接，所述內(nèi)外墻均采用夾芯復(fù)合墻板。
[0024] 所述屋頂為坡形屋頂，從上到下依次包括屋面瓦、防潮呼吸紙、冷彎薄壁型鋼屋架 和玻璃纖維棉，該冷彎薄壁型鋼屋架為三角梁形式，采用Q235鋼或Q345鋼，厚度為l-2mm; 該冷彎薄壁型鋼屋架的底部鋪設(shè)有一層玻璃纖維棉，厚度為5-lOcm;防潮呼吸紙鋪設(shè)在該 冷彎薄壁型鋼屋架上，其上鋪設(shè)有屋面瓦；該防潮呼吸紙包括防水主層，所述的防水主層上 設(shè)有孔，所述的防水主層上面設(shè)有保護層，下面設(shè)有改性柏油層。
[0025] 所述蒙皮板由壓型鋼板制成；所述連接件為蒙皮板與框架以及蒙皮板與蒙皮板之 間相連的鉚釘或者自攻螺釘；所述冷彎薄壁型鋼為C型、U型或Z型，厚度為1. ;所 述冷彎薄壁型鋼通過冷乳成型、模壓成型或彎折成型，所述蒙皮板可壓成波形、雙曲波形、 肋形、V形或加勁型；所述連接件為自攻螺釘、鉚釘、螺栓或采用配件的暗扣。
[0026] 在所述屋頂?shù)牡蹴斏掀戒伇夭牧匣螂S坡形屋頂斜鋪保溫材料，并且確保屋頂保 溫材料與墻體保溫材料的連續(xù)性，并可采用坡形屋頂架空隔熱。
[0027]荷載統(tǒng)計
[0028] 根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012)》規(guī)定，選取樓面活荷載值為2.OkN/m2。 分析中考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種極限狀態(tài)，因雪荷載小于其他活荷 載，故不予考慮。
[0029] 表1恒荷載設(shè)計值
[0030]
[0031] 表2活荷載設(shè)計值
[0032]
[0033] 經(jīng)計算對比，當(dāng)恒荷載分項系數(shù)為1. 2,活荷載分項系數(shù)為1. 4時為最不利組合， 故采用此種組合方式。
[0034] 當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時，風(fēng)荷載設(shè)計值見表3 (已換算為線荷載）。風(fēng)振系數(shù)取為 1. 〇,風(fēng)荷載體形系數(shù)迎風(fēng)面為+〇. 8,背風(fēng)面為-0. 5,垂直風(fēng)面為-0. 7,因建筑物總體大致 對稱，故可只采用一種風(fēng)荷載的加荷方式。
[0035] 表3風(fēng)荷載設(shè)計值
[0036]
[0037] 初步模型梁柱、檁條設(shè)計以及總計算簡圖如圖1所示，梁柱間距均采用600mm。在 建筑物的拐角及門窗洞口附近都設(shè)置有斜向支撐以增加整體剛度。建筑物全部梁柱節(jié)點剛 接，柱腳也采用剛接的形式。
[0038] 框架結(jié)構(gòu)豎向位移分析
[0039] 模型加載后結(jié)構(gòu)位移如圖2所示。
[0040]表4荷載作用下Y向位移最大的10個節(jié)點
[0041]
[0042] 豎向位移最大的前10個節(jié)點見表4。從圖2可以看出，結(jié)構(gòu)Y向最大位移 為-0. 82933