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何?？档龋憾鄬颖“遢p鋼房屋體系可行性報(bào)告(結(jié)構(gòu)部分)

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    （西安建筑科技大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)所長(zhǎng)/博導(dǎo)　教授 何保康、長(zhǎng)安大學(xué)建筑工程學(xué)院 院長(zhǎng)/教授 周天華）

    一、國(guó)內(nèi)、外薄板輕鋼房屋體系應(yīng)用狀況
    　　1. 三層以下的低層薄板輕鋼房屋住宅體系
    　　近二十余年，薄板輕鋼房屋體系（也稱為冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)CFSF體系）在歐美、澳洲、日本等國(guó)家得到較廣泛應(yīng)用，主要用作三層以下的別墅住宅、公寓及其他民用房屋。

    薄板輕鋼房屋體系源于傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)房屋，從住宅產(chǎn)業(yè)化、環(huán)保、抗震防災(zāi)、加速房屋建造周期等因素考慮，國(guó)外薄板輕鋼房屋體系用于替代傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)房屋(圖1)。由于國(guó)外人少地廣，民用住宅主要為1~2層別墅房屋。因此，三層以下的薄板輕鋼房屋體系別墅住宅公寓替代木結(jié)構(gòu)房屋在國(guó)外有著廣闊市場(chǎng)和發(fā)展前景。
    　　在美國(guó)，薄板輕鋼房屋于1993年建造了15000幢，1996年為75000幢，預(yù)計(jì)2002年房屋數(shù)量將增加5倍[1]，為加快這種房屋體系在美國(guó)的應(yīng)用，由全國(guó)住宅房屋研究中心（NAHBRC）、美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)（AISI）和美國(guó)城鎮(zhèn)住房開(kāi)發(fā)部（DHUD）等機(jī)構(gòu)，組織并編制了這類薄板輕鋼房屋體系（1~3層）設(shè)計(jì)、建造標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、圖表化，在北美稱之為“慣用法”（Prescriptive Method）[2,3,4,5,6]。為加速推廣這類產(chǎn)業(yè)化程度較高的薄板輕鋼房屋體系住宅，1998年還成立了北美鋼構(gòu)聯(lián)盟（NASFA），他們計(jì)劃將這類薄板輕鋼房屋體系爭(zhēng)取到2002年后占美國(guó)住宅建筑25%左右的份額[1]。
    　　在澳洲，薄板輕鋼房屋體系也有較快發(fā)展，由博思格鋼鐵（Blue Scope Steel）、悉尼大學(xué)研究和開(kāi)發(fā)，澳大利亞鋼鐵協(xié)會(huì)（AISC）及澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（ASC）分別于1991年、1993年先后二次頒布了這類薄板輕鋼房屋體系（1~2層）的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)AS 2623-1993[7,8,9]。此外，澳洲新西蘭海獅（Hayes）公司研制了一種專門用于軋制薄板輕鋼房屋體系構(gòu)件的萬(wàn)能軋機(jī)，配合這套軋機(jī)，海獅（Hayes）公司還研發(fā)了一套海獅CAD、CAM軟件。在澳大利亞有不少專門生產(chǎn)這類薄板輕鋼房屋體系的房屋工廠。
    　　在日本，自1996年板神大地震后，由新日鐵等幾家鋼鐵、鋼構(gòu)公司研究、開(kāi)發(fā)研制了薄板輕鋼房屋體系，日本鋼鐵協(xié)會(huì)薄板輕鋼委員會(huì)于2002年頒布了這類薄板輕鋼房屋體系（3層以下）的設(shè)計(jì)手冊(cè)[10]。目前日本每年建造薄板輕鋼房屋別墅、公寓等約一萬(wàn)余幢。
    　　薄板輕鋼房屋體系經(jīng)過(guò)十余年應(yīng)用與發(fā)展，作為3層以下低層建筑，無(wú)論從結(jié)構(gòu)的安全可靠性，還是制造、安裝各種工法已基本完善，各國(guó)設(shè)計(jì)建造的房屋體系也基本類同。為此，國(guó)際規(guī)范委員會(huì)（ICC）于2000年出版了這類薄板輕鋼房屋體系國(guó)際規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[11]。
    　　近幾年，我國(guó)在建設(shè)部大力推行鋼結(jié)構(gòu)住宅政策推動(dòng)下，不少房屋公司開(kāi)發(fā)或引進(jìn)這類1~3層薄板輕鋼房屋體系，其中上?，F(xiàn)代房地產(chǎn)實(shí)業(yè)有限公司還自主開(kāi)發(fā)了利用稻草板作保溫材料的稱之MB-1輕鋼龍骨體系低層裝配式房屋（見(jiàn)圖2）并頒布了上海市地方標(biāo)準(zhǔn)[13]；北新房屋有限公司在北京、山東等地建造了一批以新日鐵工法的薄板輕鋼房屋（見(jiàn)圖3）并制定了公司標(biāo)準(zhǔn) [14]；上海美建公司、阿姆斯特公司、上海綠筑住宅系統(tǒng)科技有限公司等建造了一批代表北美體系的薄板輕鋼房屋住宅別墅（見(jiàn)圖4），上海綠住公司也制定了公司的企業(yè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[15]。
    　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)近年已建成的這類薄板輕鋼房屋體系約有一千余幢。中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CECS）正組織人力編制這類薄板輕鋼房屋體系的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)“低層冷彎薄壁型鋼建筑技術(shù)規(guī)程”[16]。總之，我國(guó)薄板輕鋼房屋體系尚屬起步、發(fā)展階段。
    　　2006年11月26日至12月2日，由建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心組團(tuán)去日本考察薄板輕鋼房屋體系應(yīng)用狀況，此次考察所見(jiàn)，日本在三層以下薄板輕鋼房屋體系在結(jié)構(gòu)某些部件上有些改進(jìn)，如新日鐵近期開(kāi)發(fā)的一種新型套管式抗拔錨栓已用于工程實(shí)踐。此外，開(kāi)發(fā)研制的水泥木纖維板替代OSB板。日本除薄板輕鋼別墅外，還興建一批三層公寓和小戶型分戶住宅，結(jié)構(gòu)外型平整、有利抗震（如圖5、6所示）。
    　　但是，代表團(tuán)在日本未見(jiàn)有超過(guò)三層的多層薄板輕鋼房屋體系工程實(shí)例。因此，就目前日本三層以下的薄板輕鋼房屋體系，可否用于三層以上的多層薄板輕鋼房屋尚難下結(jié)論。




    2. 三層以上的多層薄板輕鋼房屋住宅體系
    　　多層薄板輕鋼房屋體系在各國(guó)應(yīng)用的實(shí)例不多，但從一些不完整資料或介紹中見(jiàn)到，在北美地區(qū)已將薄板輕鋼房屋體系用于三層以上的多層房屋住宅中。
    　　2001年，美藉華人鐘志明、毛昭寧組建的千禧國(guó)際科技顧問(wèn)公司、毛昭寧建筑師事務(wù)所有一份“輕鋼在中國(guó)”的介紹資料[12]，其中有一張?jiān)诿绹?guó)用薄板輕鋼房屋體系建成六層公寓照片（見(jiàn)圖7）。但末見(jiàn)有詳細(xì)的結(jié)構(gòu)體系介紹。
    　　2004年，加拿大滑鐵盧大學(xué)徐磊教授在西安講學(xué)中介紹了加拿大、美國(guó)等地建造的一些多層輕鋼建筑實(shí)例(見(jiàn)圖8~11所示)。大部分為六層以下，但其中最高一幢高達(dá)9層(圖11)。在所見(jiàn)到的多層輕鋼建筑介紹資料中，其中不少都是由美國(guó)的一家Worthington/Dietrich公司建造的。
    　　美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)雜志發(fā)表二篇報(bào)告[18,19]，介紹了北美多層薄板輕鋼房屋體系結(jié)構(gòu)組成的一些概況。文獻(xiàn)都表述了在北美將冷彎型鋼骨架體系CFSF(Cold-Formed Steel Framing)用于3~7層多層建筑，從文獻(xiàn)資料介紹，北美CFSF多層房屋結(jié)構(gòu)體系是多種多樣的，如樓面結(jié)構(gòu)有：
    　?。?） 如三層以下輕鋼樓面類同，在C型鋼梁上鋪OSB木板(圖12)，當(dāng)梁垮度較大時(shí),還用格構(gòu)式桁架梁代替C型實(shí)復(fù)式鋼梁(圖13)；
    　　（2） 采用予制空心混凝土樓板(Precast hollow-core concrete slabs)樓面(圖14)；
    　?。?） 壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土樓面(圖15)等。



    CFSF多層房屋結(jié)構(gòu)體系的墻體有：
    　　(1) 類同三層以下鍺體，由C型鋼立柱和結(jié)構(gòu)墻面板組成，由于多層立柱承受外荷載增大，立柱截面改用彎折腹板及復(fù)雜卷邊的C型鋼(Sigma Stud)，如圖16所示。為提高立柱穩(wěn)定性，在立柱二側(cè)翼緣上設(shè)置柔性扁鋼水平支撐(圖17)，有時(shí)在二立柱之間設(shè)置剛性水平型鋼支撐(圖18)。為承受較大水平風(fēng)載和地震荷載，承重剪力墻體上、下二角端處設(shè)置交叉扁鋼支撐（如圖19所示），這也符合強(qiáng)震區(qū)對(duì)多高層房屋抗側(cè)的規(guī)范要求，經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，這種柔性扁鋼支撐具有相當(dāng)?shù)目箓?cè)能力。
    　　(2) 帶隔熱保溫層的混凝土組合墻板結(jié)構(gòu)(圖20)。由此類墻體支承薄板輕鋼樓面和屋面。



    CFSF多層房屋結(jié)構(gòu)體系屋面結(jié)構(gòu)，基本與三層以下薄板輕鋼房屋屋面類同，只是在屋架與墻體支承處的防風(fēng)吸力構(gòu)造連接上有加強(qiáng)。
    　　在我國(guó)國(guó)內(nèi)，美國(guó)Worthington/Dietrich公司于2006年在常熟也建造了一棟六層的薄板輕鋼房屋住宅試點(diǎn)樓（圖21），其冷彎型鋼構(gòu)架采用的是北美體系，詳細(xì)情況有待進(jìn)一步考察。
    　　北美建造的冷彎型鋼構(gòu)架CFSF多層房屋結(jié)構(gòu)體系，目前尚未查到有專門的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但有的營(yíng)造公司自行編制有專有的設(shè)計(jì)程序、結(jié)構(gòu)選用圖表及連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖等。從總體上看，北美的冷彎型鋼構(gòu)架CFSF多層房屋結(jié)構(gòu)體系，其理論和實(shí)踐均不如三層以下薄板輕鋼房屋那樣成熟、完整。
    　　二．開(kāi)發(fā)多層薄板輕鋼房屋體系特點(diǎn)及存在的問(wèn)題
    　　從上節(jié)的介紹可知，北美多層薄板輕鋼房屋有多種不同的構(gòu)造體系，在我國(guó)若要開(kāi)發(fā)這類多層住宅房屋，首先要確定采用何種結(jié)構(gòu)體系。
    　　所謂房屋的結(jié)構(gòu)體系是指房屋承受外荷載的結(jié)構(gòu)類型和其傳力途徑。一般房屋所承受的外荷載有二類，即垂直于地面的豎向荷載和平行于地面的水平荷載（如風(fēng)載、地震作用等）。房屋結(jié)構(gòu)體系根據(jù)房屋層數(shù)不同，即外載大小尤其是水平荷載大小不同，采用不同的結(jié)構(gòu)體系。如常用的有剛架結(jié)構(gòu)、框架支撐結(jié)構(gòu)、框架?剪力墻結(jié)構(gòu)及框架?筒體結(jié)構(gòu)體系等等。這些不同的結(jié)構(gòu)體系，最主要差別是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不同，房屋層數(shù)越多，其作用的水平荷載越大，房屋的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要求越高。
    　　對(duì)于多層(6層以下)薄板輕鋼房屋體系結(jié)構(gòu)形式，有以下二條途徑可供選擇：
    　　(1) 采用輕型H型鋼剛架或框架支撐結(jié)構(gòu)作為主結(jié)構(gòu)，上述三層以下薄板輕鋼房屋中采用的冷彎薄壁型鋼構(gòu)架體系僅作為填充墻體、樓面及屋面等次結(jié)構(gòu)的混合輕鋼結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系可滿足房屋承受和傳遞外荷載的要求。
    　　(2) 基本采用上述三層以下薄板輕鋼房屋中采用的冷彎薄壁型鋼構(gòu)架體系，在抗側(cè)體系上，借鑒北美CFSF多層房屋結(jié)構(gòu)體系一些有效措施，以滿足薄板輕鋼多層房屋承受和傳遞外荷載的要求。
    　　經(jīng)綜合分析比較，本報(bào)告建議采用上述第二種方案，即以冷彎薄壁型鋼構(gòu)架體系的板塊多層房屋體系（簡(jiǎn)稱：多層CFSF體系），這種體系有以下優(yōu)點(diǎn)及問(wèn)題：
    　　1、多層CFSF體系優(yōu)點(diǎn)
    　　1） 冷彎薄壁型鋼為主要承重骨架承載力高、節(jié)約鋼材。
    　　冷彎薄壁型鋼與同樣截面積的熱軋型鋼相比，其截面力學(xué)特性指標(biāo)如慣性矩、面積矩可提高50~180%，回轉(zhuǎn)半徑提高50%以上。這些力學(xué)指標(biāo)表明：用冷彎薄壁型鋼作承重骨架，用較少鋼材可取得較大的承載力。圖22所示為不同結(jié)構(gòu)用鋼量的近似比
    　　較，圖中輕鋼體系即為本報(bào)告所述多層CFSF體系，其用鋼最省為30~42kg/m2。


    2）.構(gòu)件強(qiáng)度高、自重輕，截面尺寸小，有利抗震和增加房屋使用面積。
    　　冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)重量是熱軋普鋼結(jié)構(gòu)的1/3-1/5，是混凝土結(jié)構(gòu)的1/6-1/10；輕鋼墻體重量?jī)H是磚混墻體的1/9-1/10左右。構(gòu)件自重輕便于整體運(yùn)輸、安裝。構(gòu)件截面尺寸小、墻體薄，有利提高房屋使用率，與一般混凝土房屋相比，增加房屋使用面積5~10%
    　　3）.構(gòu)件采用鍍鋅或鍍鋁鋅薄鋼板，防銹性能好，減少結(jié)構(gòu)維修護(hù)理費(fèi)用。
    　　根據(jù)建筑物建造地點(diǎn)、環(huán)境不同，型鋼鍍鋅量要求也不同，鋅層厚度決定房屋構(gòu)件使用壽命。目前，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本分三擋。
    　　(1) 構(gòu)件地處潮濕環(huán)境且裸露狀態(tài)時(shí)，鍍鋅量要求275克/m2 (相當(dāng)鍍鋅厚度為20微米)；
    　　(2) 承重及外墻構(gòu)件，鍍鋅量要求180克/m2 (相當(dāng)鍍鋅厚度為13微米)；
    　　(3) 非承重構(gòu)件, 鍍鋅量要求120克/m2 (相當(dāng)鍍鋅厚度為8微米)。
    　　根據(jù)英國(guó)鋼鐵公司對(duì)不同地區(qū)、環(huán)境的15棟輕鋼住宅跟蹤取樣的測(cè)試結(jié)果：輕鋼鍍鋅構(gòu)件銹蝕率為三年平均不到0.1微米，也就是說(shuō)，8微米厚鍍鋅冷彎薄壁型鋼構(gòu)件，正常使用條件下，使用壽命可達(dá)240年。而一般住宅的設(shè)計(jì)壽命僅50年。
    　　美國(guó)國(guó)家住宅研究中心（NAHBRC）對(duì)4棟地處環(huán)境較差寒冷或炎熱近海地域輕鋼住宅跟蹤取樣測(cè)試結(jié)果表明：目前采用的輕鋼鍍鋅構(gòu)件住宅，使用壽命可達(dá)100年以上。因此，采用鍍鋅或鍍鋁鋅冷彎薄壁型鋼構(gòu)件作成的薄板輕鋼房屋結(jié)構(gòu)體系，就防腐而言，其耐久性遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)使用年限，可以認(rèn)為其耐久性是可靠的。
    　　次外、薄壁型鋼構(gòu)為不燃材料，也無(wú)木結(jié)構(gòu)存在的蟲蛀問(wèn)題。
    　　4）.工廠制造、工地拼裝，施工速度快，基本可以實(shí)現(xiàn)住宅房屋產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)。
    　　由于構(gòu)件輕，房屋的墻體、樓面(包括面板，乃至門窗，外裝飾面材、保溫材料等)基本上均可在工廠制造完成，板塊運(yùn)送至工地，沒(méi)有焊接等工序，采用自攻螺釘或螺栓連接拼裝，基本上可以實(shí)現(xiàn)住宅房屋產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)（見(jiàn)圖23）。房屋建造施工速度之快，是其它任何結(jié)構(gòu)體系相可比擬的。


    為說(shuō)明這類房屋施工速度之快，在此僅舉一例。2006年11月26日至12月2日由建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心組團(tuán)去日本考察薄板輕鋼房屋體系應(yīng)用狀況，代表團(tuán)于11月28日上午到知葉縣東海市參觀正在興建二幢別墅工地(每幢約200平米)，當(dāng)天約10余位工人剛從基礎(chǔ)上開(kāi)始做一層地面和墻面(見(jiàn)圖24照片)，第二天29日上午再到工地時(shí)，二層別墅結(jié)構(gòu)已經(jīng)封頂(見(jiàn)圖25照片)。


    5）.鋼材回收率為100%，施工干作業(yè)，符合國(guó)家持續(xù)發(fā)展和環(huán)保、節(jié)能要求。
    　　用回收廢鋼煉鋼，耗能僅為礦石冶煉的40%；鋼結(jié)構(gòu)房屋基本為干作業(yè)，節(jié)約大量施工用水，改善混凝土結(jié)構(gòu)施工環(huán)境臟亂、燥音大的局面；次外，墻體構(gòu)造有空腔，室內(nèi)外空氣在墻體內(nèi)可流動(dòng)，建筑的熱工性能、房屋居住舒適度好，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保、節(jié)能的要求。

    　2、多層CFSF體系問(wèn)題
    　　這類房屋體系的屋面、樓面結(jié)構(gòu)，由低層改為用于多層使用功能并不發(fā)生改變，因此，這二部分結(jié)構(gòu)在多層房屋結(jié)構(gòu)體系中，基本上仍可沿用低層薄板輕鋼房屋體系的構(gòu)造和作法。
    　　多層薄板輕鋼房屋CFSF體系最主要的問(wèn)題是墻體結(jié)構(gòu)。由圖26可見(jiàn)，屋面、樓面均支承在墻體結(jié)構(gòu)上，它們所承受的各外荷載均要傳遞給墻體結(jié)構(gòu)。因此，墻體結(jié)構(gòu)除承受墻體本身的荷載外，還要承受屋面、樓面?zhèn)鱽?lái)的豎向荷載和平行于墻面的水平荷載。并由上至下，逐層傳遞，最終由底層墻體傳至混凝土基礎(chǔ)。因此，隨著房屋層數(shù)增加，墻體尤其是下部幾層墻體受力將隨之增加。以下簡(jiǎn)要分析一下，墻體的受力和傳遞過(guò)程一。
    　　垂直荷載：主要由冷彎薄壁型鋼屋架、樓面型鋼梁傳給墻體型鋼立柱(Stud)承受并傳至 基礎(chǔ)。由于屋架、樓面梁和墻體型鋼立柱基本在同一軸線平面內(nèi)，故墻對(duì)垂直荷載的承受和傳遞是明確的(見(jiàn)圖27)。且這些構(gòu)件間距僅400~600mm，

    各構(gòu)件所受外荷載不大，由此可見(jiàn)：薄板輕鋼房屋體系墻體對(duì)承受和傳遞垂直荷載而言，由3層改作5~6層是可行的。但底部三層墻體立柱應(yīng)適當(dāng)加大截面尺寸。
    　　水平荷載：薄板輕鋼房屋體系承受水平荷載包括：風(fēng)載和地震作用荷載等。水平荷載主要由平行于荷載方向的墻體承受并傳至基礎(chǔ)。承受水平荷載的墻體稱之為剪力墻體(Shear Wall)。當(dāng)一個(gè)水平力作用在墻體頂端時(shí)，則在墻體底部將產(chǎn)
    　　生一對(duì)力矩和剪力，水平力作用產(chǎn)生的力矩將使墻體發(fā)生傳動(dòng)(如圖27所示)。為防止和承受力矩對(duì)墻體傳動(dòng)作用，因此，在墻體底部二端設(shè)置抗拔錨栓(Hold Down 如圖29所示), 水平力作用產(chǎn)生的墻體底部剪力將使墻體發(fā)生水平移動(dòng)，為此，在墻體底部設(shè)置了抗剪螺栓(如圖30所示)。

    這里要強(qiáng)調(diào)的是：這類薄板輕鋼房屋體系的墻體上、下是不連續(xù)的，各層樓板將墻體分成各層自身的墻體段；為了傳遞屋面、各層樓面?zhèn)鱽?lái)的水平荷載，并由墻體一層層傳至基礎(chǔ)，在各層不連續(xù)墻體之間設(shè)置了專門的附加連接件如抗拔錨栓(Hold Down )、抗剪螺栓等等，通過(guò)這些連接件使上、下不連續(xù)的墻體連接成整體，并如同傳統(tǒng)剪力墻的作用一樣，承受并傳遞作用于房屋的水平風(fēng)荷載和地震作用，起到整體建筑抗側(cè)力體系的作用。這是這類房屋結(jié)構(gòu)體系由低層改為多層后，安全可靠與否的關(guān)鍵部位。
    　　目前，薄板輕鋼房屋體系采用的墻體構(gòu)造，對(duì)承受和傳遞3層以下的住宅或公寓等房屋的水平荷載而言是可行的。但對(duì)3層改作5~6層后是否可行，顯然是不足的。因此，由低層改為多層薄板輕鋼房屋體系，墻體抗側(cè)力構(gòu)造必須作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和增強(qiáng)，以承受和傳遞由于層數(shù)增加而增大水平荷載。
    　　三、多層薄板輕鋼房屋結(jié)構(gòu)體系存在問(wèn)題處理設(shè)想、建議
    　　綜上所述，就目前三層以下的墻體構(gòu)造、尺寸等不能滿足5~6層薄板輕鋼房屋體系主要存在以下問(wèn)題：
    　　(1) 單根C型鋼墻體立柱尺寸不能滿足5~6層豎向荷載下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求；
    　　(2) 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系不能滿足5~6層水平荷載下墻體抗剪和抗傾覆要求。墻體設(shè)置的抗拔錨栓及抗剪螺栓尺寸、數(shù)量及構(gòu)造等均有待改進(jìn)。
    　　上述問(wèn)題1是不難解決的，只需加大在房屋底部幾層的墻體立柱截面，例立柱可用二根或多根C型截面組成（見(jiàn)圖31）或設(shè)計(jì)一種新型立柱截面，如北美多層輕鋼房屋建議采用Sigma型截面立柱等（見(jiàn)圖16）。

    上述問(wèn)題2是取決于能否用于多層薄板輕鋼房屋體系關(guān)鍵問(wèn)題。首先，需改進(jìn)并增強(qiáng)墻體抗剪、抗傾覆承載能力，如底層抗拔錨栓可改為雙錨栓構(gòu)造或連接錨栓的懸壁連接件直接落地等措施(圖32所示)，以減輕立柱局部受力過(guò)大而被拉斷或壓屈破壞現(xiàn)象。在二層以上層間立柱設(shè)置的抗拔錨栓亦可采用新日鐵研制的帶套管的抗拔錨栓，必要時(shí)也可采用雙錨栓構(gòu)造等。

    其次，可借鑒北美多層輕鋼房屋采用的在剪力墻體中設(shè)置水平及交義支撐等措施(圖17~19所示)，以增強(qiáng)墻體抗側(cè)能力，這種作法也相當(dāng)于在多層薄板輕鋼房屋體系中作了二道抗側(cè)力“防線”，這也符合抗震規(guī)范對(duì)強(qiáng)震區(qū)多、高層房屋抗側(cè)要求的
    　　以上對(duì)多層薄板輕鋼房屋體系加強(qiáng)抗側(cè)結(jié)構(gòu)建議作法，很不成熟，尚待深入研討，僅作參考。目的是想要說(shuō)明：將低層薄板輕鋼房屋體系用于多層房屋體系時(shí)，加強(qiáng)墻體抗水平荷載的構(gòu)造，還是有措施可循的。因此，研發(fā)多層薄板輕鋼房屋CFSF結(jié)構(gòu)體系，從結(jié)構(gòu)安全可靠角度論證是有可能的，也是可行的。
    　　為研發(fā)多層薄板輕鋼房屋結(jié)構(gòu)CFSF體系，在具體作法上有如下建議：
    　?。?）在國(guó)內(nèi)、外對(duì)薄板輕鋼房屋結(jié)構(gòu)體系充分調(diào)研論證基礎(chǔ)上，建議由一家設(shè)計(jì)單位（如請(qǐng)北新房屋）作一幢6層住宅房屋薄板輕鋼房屋CFSF體系的試設(shè)計(jì)，抗震設(shè)防裂度可取為上海（7度）及北京（8度）二地,。通過(guò)設(shè)計(jì)，作初步經(jīng)濟(jì)分析比較；
    　　（2）重點(diǎn)對(duì)多層薄板輕鋼房屋CFSF體系墻體抗側(cè)能力作必要的試驗(yàn)研究。如墻體1:1模型抗剪承載能力試驗(yàn)(見(jiàn)圖33所示)；若有可能，作一個(gè)單元1:1模型的多層薄板輕鋼房屋體系住宅抗震模擬試驗(yàn)(見(jiàn)圖34所示)；
    　　（3）興建試點(diǎn)工程并總結(jié)推廣。

    四、結(jié) 語(yǔ)
    　　綜上所述，對(duì)在我國(guó)研發(fā)多層薄板輕鋼房屋CFSF體系，從房屋結(jié)構(gòu)受力角度，總結(jié)如下：
    　　1. 薄板輕鋼房屋體系經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)、外二十余年應(yīng)用與發(fā)展，作為3層以下低層建筑，無(wú)論從結(jié)構(gòu)的安全可靠性，還是制造、安裝的各種工法、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等已基本完善并是可行的。
    　　2. 在國(guó)外，多層薄板輕鋼房屋體系，近幾年在北美己經(jīng)用于工程實(shí)踐，其結(jié)構(gòu)體系多種多樣，主要用于住宅、公寓、辦公樓及旅館等商用房屋，但目前尚未見(jiàn)到專用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或指南；因此，這類房屋體系在國(guó)外尚屬起步、開(kāi)發(fā)階段。
    　　3. 在我國(guó)研發(fā)多層薄板輕鋼房屋體系，宜采用類同在我國(guó)已用于低層別墅住宅的薄板輕鋼房屋體系，即以冷彎型鋼骨架CFSF (Cold-Formed Steel Framing)的多層薄板輕鋼房屋體系，因?yàn)檫@類房屋體系具有工廠制造、工地拼裝，施工速度快，可實(shí)現(xiàn)住宅房屋產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)。
    　　4. 實(shí)現(xiàn)以冷彎型鋼為承重骨架CFSF的多層薄板輕鋼房屋體系，其關(guān)鍵在于要提高承重抗剪墻體的抗側(cè)能力?？山梃b北美多層輕鋼房屋結(jié)構(gòu)增強(qiáng)抗側(cè)能力的一些有效的措施和構(gòu)造，如改進(jìn)墻體立柱截面型式、尺寸和增設(shè)墻體水平和交叉扁鋼支撐等都是可行的?？傮w而言，研發(fā)多層薄板輕鋼房屋CFSF體系是可能的。
    　　5. 研發(fā)多層薄板輕鋼房屋體系必須遵循技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的原則。因此，在對(duì)國(guó)內(nèi)外信息資料、工程實(shí)踐作充分調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)體系作出合理選擇，并進(jìn)行試設(shè)計(jì)，開(kāi)展必要的1:1結(jié)構(gòu)模型的試驗(yàn)研究，以確保選用結(jié)構(gòu)體系的安全、可靠并經(jīng)濟(jì)合理。
    　　以上報(bào)告，僅從房屋的結(jié)構(gòu)角度，對(duì)實(shí)現(xiàn)多層薄板輕鋼房屋CFSF體系的可行性提出一些初步論證，片面之處，在所難免，僅供參考。
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    （何?？滴靼步ㄖ萍即髮W(xué)鋼結(jié)構(gòu)所長(zhǎng)/博導(dǎo)　教授、 周天華 長(zhǎng)安大學(xué)建筑工程學(xué)院 院長(zhǎng)/教授）
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