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輕型鋼結構組合房屋的應用問題探討

作者：弓曉蕓    
時間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]
摘 要: 本文闡述國內(nèi)輕型鋼結構組合房屋在發(fā)展和應用中存在的問題，并提出改進建議供與同行探討。
    摘 要: 本文闡述國內(nèi)輕型鋼結構組合房屋在發(fā)展和應用中存在的問題，并提出改進建議供與同行探討。
    關鍵詞: 輕型鋼結構 臨建房屋 問題及建議

    1. 國內(nèi)輕型鋼結構組合房屋的發(fā)展及展望
    改革開放以來我國經(jīng)濟高速發(fā)展、大規(guī)模的城市化建設正在進行，這個過程還將持續(xù)20~30年。在這段期間，各個領域各種行業(yè)都處在高發(fā)展階段，在興建大量的永久性建筑、構筑物及道路橋梁交通設施等的建設過程中和今后使用過程中需要大量的臨時性建筑與其配套，另外在長期需要野外工作、露天工作的行業(yè)，在緊急需要、救災時，在旅游、節(jié)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。目前國內(nèi)臨時性建筑各行業(yè)各地區(qū)有所不同，以建筑行業(yè)和城市交通建設為例，建設工地施工現(xiàn)場用于工人宿舍、辦公室、食堂及侖庫等的臨建房屋，以前北方地區(qū)多用小角鋼帳蓬搭建的簡易棚子，而后改進為2-3層小角鋼鋼筋和水泥板組成的水泥板房；南方多用竹子搭成的棚子；而長期需要野外露天作業(yè)的多用集裝箱式活動房?，F(xiàn)在輕型鋼結構組合房屋用的越來越多，在北京建設工程施工現(xiàn)場臨建房屋中輕型鋼結構組合房屋用量逐年增多，目前約占總量的一半以上；在廣東深圳建筑施工現(xiàn)場、城市軌道交通建設工地的臨建房屋幾乎全部是輕型鋼結構組合房屋。因為輕型鋼結構組合房屋作為臨建房屋比其它類型的臨建房屋具有很多優(yōu)點，所以輕型鋼結構組合房屋在臨建應用中占的比例越來越大。
    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(yè)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(xiàn)場采用螺栓,自攻螺絲,拉鉚釘?shù)冗B接件組裝.房屋建造速度很快,根據(jù)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(yè)化程度最高的鋼結構建筑. .
    (3).設計標準定型,組合靈活多樣;構件制作工廠化生產(chǎn),加工精度高,質(zhì)量好.
    (4).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.
    (5).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.
    (6).組合房屋屬環(huán)保型建筑,施工中無建筑垃圾.
    (7).可以銷售也可以租賃的靈活經(jīng)營模式,為用戶提供多種選擇和服務.
    由于以上優(yōu)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(yè)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(huán)衛(wèi)建筑等方面也得到了廣泛的應用
    僅建筑市場對臨建的需求量就很大。隨著國家對臨建市場房屋的規(guī)范化，將大大加快拆裝式組合房屋取代其它類型臨建的進程。拆裝式活動房將在未來幾年內(nèi)將迎來其發(fā)展的黃金時期。此外，由于勞動力成本的上漲，盒子結構組合房屋的需求將逐步上升。同時，盒子結構組合房屋在旅游市場等領域的應用也將得到拓展。
    2).輕型鋼結構組合房屋的發(fā)展及應用
    上世紀八十年代各種臨建房屋開始興起，經(jīng)過二十多年臨建房屋得到了迅猛的發(fā)展，形成了以吳江、廊坊活動房為代表的水泥板房、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(fā)展公司為代表的旅游別墅房，進入活動房行業(yè)的企業(yè)已經(jīng)有大小數(shù)千家之多，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是深圳中國南山開發(fā)（集團）股份有限公司控股的股份制企業(yè)，注冊資本1.35億元，總投資7億元。該公司致力于新型集成房屋的開發(fā)與經(jīng)營，倡導臨時建筑的設計和應用實現(xiàn)標準化、模塊化、通用化，并實現(xiàn)工廠化大規(guī)模生產(chǎn)。雅致集成房屋具有節(jié)能環(huán)保、易于拆裝可多次周轉重復使用的產(chǎn)品優(yōu)勢，是引領臨建行業(yè)發(fā)展成為可提供高效、環(huán)保、經(jīng)濟的工業(yè)化產(chǎn)品與配套服務的新型產(chǎn)業(yè)。該公司總部位于深圳市高新技術園區(qū)，在北京、上海、福州、武漢、成都等地設有區(qū)域總部，并配套大型生產(chǎn)及配送基地，年生產(chǎn)能力達500萬平方米，銷售及服務網(wǎng)絡覆蓋全國幾十個重點城市，已形成全國性經(jīng)營格局。該公司產(chǎn)品已出口到東南亞、中東、非洲、南美洲等地區(qū)。該公司己成為我國輕型鋼結構組合房屋生產(chǎn)規(guī)摸和產(chǎn)量、銷售和租賃最大的廠家，2006年銷售額達10億元，建筑面積300多萬平方米。2007年銷售額將達14億元，建筑面積約400萬平方米。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。
    榕東活動房股份有限公司是1988年由福州第一建筑工程公司與日本東海租賃株式會社合資成立，該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，公司注冊資本1億元，是目前國內(nèi)注冊資本較大、網(wǎng)點較多、技術水平高、實力較強的活動房屋公司。2006年產(chǎn)值1.5億元。其房屋在福建沿海、北京、上海及西北地區(qū)得到大量應用。
    北京誠棟房屋制造有限公司是國內(nèi)最早生產(chǎn)活動房屋的專業(yè)廠家。該公司研究開發(fā)能力強、技術水平先進、人均生產(chǎn)效率高，其產(chǎn)品銷往海外十多個國家，是國內(nèi)活動房屋行業(yè)外貿(mào)出口經(jīng)營業(yè)績最好的企業(yè)之一。在北京建國五十周年閱兵訓練用房、小湯山應急醫(yī)院及青藏鐵路建設的臨建房屋中得到大量應用，其質(zhì)量得到一致好評。2006年銷售額達1.6億元，2007年銷售額將達到2.2億元。
    3)．輕型鋼結構組合房屋市場需求預測
    國內(nèi)臨建房屋市場過去5年的發(fā)展情況表明，其市場容量、市場成熟度與當?shù)氐恼w經(jīng)濟發(fā)展水平成正比。據(jù)有關資料介紹未來五年輕型鋼結構組合房屋在建筑行業(yè)臨建中的需求量如下：(以建筑業(yè)從業(yè)人數(shù)人均2平方米的面積來預測建筑業(yè)對臨建房屋的需求面積總量)
    未來五年的活動房屋市場容量預測如下：

    注:
    (1).根據(jù)國家“十一五”和2010遠景規(guī)劃，建筑業(yè)平均增長率為7.5%；
    (2).通過2006年，2007年初對全國幾大區(qū)域進行了比較詳細的市場調(diào)研，近兩年由于各地區(qū)對臨時建筑要求更趨嚴格及活動房價格進一步降低，活動房使用率有了進一步提高，初步了解到各區(qū)域的輕鋼活動房屋使用率如下：以廣州深圳為代表的華南區(qū)域板房使用率65%，以上海為代表的華東區(qū)域板房使用率40%，以京、津為代表的華北區(qū)域板房使用率40%。可以看出，長江三角洲、珠江三角洲和京津地區(qū)為中心的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)輕鋼活動房屋使用率都達到了40%以上，但在西部經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)輕鋼活動房屋使用率則較低，因此綜合全國來看， 現(xiàn)有各大區(qū)域（包括華南、華東、華北、西北、西南、華中和東北在內(nèi)）的輕鋼活動房屋綜合使用率應該在30%左右。為更方便進行未來五年的市場預測，我們將2007年輕鋼活動房屋使用率確定在30%，我們將全國市場未來前三年的輕鋼活動房屋使用增長率確定為5%，后兩年定為4％，為此我們可以得出未來五年活動板的需求面積。

    2.國外輕型鋼結構組合房屋的研究及應用
    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(yè)生產(chǎn)廠家也很多,有的規(guī)模還很大.
    1).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.有遍布法國各地的工廠及分公司,有幾十個倉庫及超過100萬平方米的房屋庫存量.充足的房屋庫存和大型的運輸車隊保證了房屋的快速建成和使用,因而得到了很好的經(jīng)濟效益和社會效益.
    法國ALGECO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(nèi)部可以由幾個盒子組成使用靈活的大空間,也可以用輕質(zhì)板材隔斷成小房間.組合房屋可以設有外廊、外樓梯或室內(nèi)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.在柱子斷面設計中考慮了設置水落管和電線.ALGECO公司根據(jù)客戶的要求研究開發(fā)了多種產(chǎn)品系列,例如1000系列是單棟經(jīng)濟型組合房屋;3000系列是可以疊放的組合房屋;7000系列是新型盒子單元組合房屋,按照單個盒子單元外形尺寸不同分為11種類型,其中寬度有2種:2.44m,2.93m;高度有2種:2.65m,2.84m;長度有5種:4.40m,6.21m,7.35m,8.82m,11.87m;法國ALGECO公司的輕型鋼結構組合房屋廣泛用于各種臨時辦公、住宿、醫(yī)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(yè)建筑;洗手間、保安等特殊用房;用于各種緊急狀態(tài)、救災等用房.也可以按照客戶要求進行內(nèi)外裝修建成高檔的組合房屋。
    2).日本有很多輕型鋼結構組合房屋的專業(yè)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(chǎn),銷售,租賃的專業(yè)廠家,屬業(yè)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(chǎn),銷售,租賃的專業(yè)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.
    （1）.日本NAGAWA公司輕型鋼結構組合房屋1996銷售額達201億日元,在全國設有22個工廠,47個營業(yè)所,2300個代理店,全國常設展示場57處.日本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(guī)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;標準盒子單元有用于房屋端部的.中部的.有門有窗部位的.設有櫥房的.設有衛(wèi)生間的.設有內(nèi)外樓梯部位等組成房屋各部的標準單元.組合房屋的屋面.外墻內(nèi)壁.吊頂.地面.門窗及電器等各部分構造統(tǒng)一標準定型.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(nèi)外裝修.櫥房.衛(wèi)生間等采用高檔產(chǎn)品,可提供單層.兩層的組合房屋.日本NAGAWA公司的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;用于開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NAGAWA公司組合房屋具有以下優(yōu)點:現(xiàn)場安裝快捷,簡單的三十分鐘,復雜的一天之內(nèi)可以安裝完畢;組合房屋可拆除可搬遷,而且搬運不受雨雪天氣影響,又快又經(jīng)濟.組合房屋豐富新穎的外觀造型可滿足不同客戶的要求;輕型鋼結構組合房屋抗震.抗風性能好,強度高耐久性好.日本NAGAWA公司的組合房屋以其三十多年的業(yè)績,質(zhì)量得到ISO9001標準的認證,組合房屋屬日本業(yè)界第一,公司又是上市公司.所以得到客戶的青睞.
    （2）.日本東海工業(yè)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.
    (a).盒子單元結構體系:盒子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.屋面,墻面采用夾芯板.根據(jù)客戶需要設計多種尺寸的標準盒子單元.例如長度5.7m寬度2.33m高度2.698m. 另外,根據(jù)距離遠近,運輸條件和運費等因素,盒子單元可以做成整體式和折疊式兩種,一種是盒子單元房屋全部在工廠做好,整體運到現(xiàn)場卸車放好即可使用;一種是折疊式盒子單元結構,即盒子單元的頂部和兩端加工成可折疊的,底部,側面板及門窗等配件全部預制好,由于可以重疊堆放一輛卡車可以運3~4個盒子單元,大大節(jié)省了運費.現(xiàn)場組裝工作量也不大.
    根據(jù)客戶不同要求盒子單元結構可以組成單層單棟、橫向縱向聯(lián)排組合房屋;兩層橫向縱向聯(lián)排組合房屋,并配置各種內(nèi)外樓梯.
    (b).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(shù)，1K=1820mm；高度方向以P為模數(shù)，1P=895mm（墻板的寬度）。長度和寬度方向的尺寸除了兩端部外，其它均為模數(shù)K=1820mm的倍數(shù)。寬度為：1.5K=2805mm，2K=3715mm，2.5K=4625mm，3K=5535mm，4K=7355mm，5K=9175mm。單層組合房屋檐口高度：2640mm（2.5P），3085mm（3P），3535mm（3.5P），3980mm（4P），兩層組合房屋檐口高度：5325mm（5.5P），5770mm（6P），6665mm（7P），7560mm（8P），三層組合房屋檐口高度：8455mm（9P），9355mm（10P）。也可以按照客戶的要求提供非標準規(guī)格的組合房屋。
    組合房屋的立柱采用2C或3C冷彎薄壁型鋼組合斷面;組合房屋可以是雙坡屋頂或單坡平頂,雙坡屋頂?shù)娜切挝菁懿捎美鋸澅”谛弯撝谱?單坡平頂可采用2C冷彎薄壁型鋼工字型組合斷面或輕型焊接H型鋼;樓面桁架梁也采用C型冷彎薄壁型鋼加工.屋面墻面根據(jù)需要和造價可選用幾種構造做法。屋面可采用兩層彩色壓型鋼板中間設玻璃棉,也有采用夾芯板的,墻面采用夾芯板.門窗采用鋁合金門窗.

    3.應用中的問題及改進建議
    （1）.規(guī)范市場、加強質(zhì)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(nèi)臨建市場比較混亂，房屋良莠不一，安全質(zhì)量事故時有發(fā)生。有的臨建在使用中突然倒塌，有的被風吹倒了，有的發(fā)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(chǎn)損失，所以保證臨建房屋的安全使用迫在眉睫。
    國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗證明輕型鋼結構組合房屋是一項很有發(fā)展前途的新技術新產(chǎn)品，但是由于在我國應用時間不長，在設計標準和加工質(zhì)量上管理欠缺，所以在使用也出現(xiàn)一些問題，主要問題有：屋面漏水、柱子、梁和屋架等鋼構件加工安裝質(zhì)量不高鋼構件銹蝕問題，防火問題等。這些問題和輕型鋼結構組合房屋的設計和加工不規(guī)范有很大關系。
    (2).盡快解決設計依據(jù)和產(chǎn)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(tǒng)一標準》GB50068-2001的規(guī)定，組合房屋設計使用年限為5年，結構在規(guī)定的設計使用年限內(nèi)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(guī)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(zhì)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(guī)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(guī)定和參考圖集。如果嚴格按現(xiàn)有規(guī)程規(guī)范審定，其設計和構造大部分均不合格，尤其是3層房屋。目前這種房屋處于設計隨意或缺失，市場混亂產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。只有北京市建委編制了《建設工程施工現(xiàn)場臨建房屋技術規(guī)程（輕型鋼結構部分）》DBJ01-98-2005，中國標準化協(xié)會《拆裝式活動房屋》CAS154-2007，這兩本標準還有待完善，國內(nèi)大部分地區(qū)的組合房屋還處于臨時建筑不被重視無人管理狀態(tài)，所以使用中倒坍、火災、風災損毀的情況時有發(fā)生，有的還非常嚴重造成人員傷亡財產(chǎn)損失。所以為了滿足國內(nèi)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(chǎn)品標準和標準圖集十分必要。
    （3）.對輕型鋼結構組合房屋防火問題的探討
    輕型鋼結構組合房屋的防火也應遵守國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16-87（2001年版）的有關規(guī)定。輕型鋼結構組合房屋屬于臨時性建筑，可以按照規(guī)范第5.1.1條規(guī)定，耐火等級為四級，最多允許層數(shù)2層，防火分區(qū)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(yī)院等不應超過一層。另外，按照規(guī)范第2.0.1條表2.0.1的規(guī)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(guī)定目前輕型鋼結構組合房屋在層數(shù)上3層是不符合防火要求的；個別作為學校、食堂有超過一層的；2層3層組合房屋鋼柱和無吊頂?shù)匿摿耗突饦O限達不到0.5小時要求;其它可以滿足要求。為此可否對2層組合房屋的鋼柱作防火處理，例如涂防火涂料或用防火板包覆。另外應嚴格遵守規(guī)規(guī)范規(guī)定的防火區(qū)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(guī)定，對于疏散樓梯的間距數(shù)量也不能為省線隨意減少。
    （4）.積極開展輕型鋼結構組合房屋的研究開發(fā)
    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(fā)適合于不同地區(qū)、不同行業(yè)的系列產(chǎn)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(zhì)量。另外，可租可售的靈活經(jīng)營符合節(jié)能減排文明施工的方針也值得推廣。


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