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【科普課堂】冷彎薄壁型鋼建筑系列體系之保溫棉蒙皮體系(俗稱北美體系)介紹


冷彎薄壁型鋼建筑體系是一種密肋型板墻體系,源于輕木結構。該體系以“肋”(間距一般為400~600 mm的冷彎型鋼墻柱,樓蓋梁和屋蓋梁)承受重力荷載并要求上下對齊直接傳遞重力荷載,以“板”(各類剪力墻板)抵抗由地震荷載和風荷載產(chǎn)生的側向作用力。

 

2019年7月30日CCTV10套《走進科學》欄目專題報道了科普片《輕鋼建房》,片中同濟大學李元齊教授及工程技術人員對輕鋼房屋的特點及性能進行了詳細介紹。

 

冷彎薄壁型鋼建筑體系按其墻體構造形式可分為三種:

 

第一種體系源于北美,為在墻體龍骨構成的區(qū)格內填充玻璃棉,并在龍骨兩側覆蓋面板的形式;

 

第二種體系為經(jīng)中國改良的形式,不改變墻體龍骨的間距及規(guī)格,將玻璃棉由發(fā)泡混凝土或輕聚合物等材料替代,以噴筑或澆灌的形式填充在墻體龍骨構成的區(qū)格內形成實心墻體;

 

第三種形式為第二種形式的升級版,以工廠制造的形式將發(fā)泡混凝土或輕聚合物等材料與墻體骨架復合成預制墻板,提高了裝配率,大幅壓縮了現(xiàn)場工期。

 

下文介紹第一種體系:

 

 

冷彎型鋼結構體系主體結構構造圖

 

墻體常用9mm厚OSB板(定向刨花板)作為覆面結構板,樓面采用18mm厚OSB板,屋面采用12mm厚OSB板。墻體的飾面以干掛裝飾板材為主,如金屬雕花板、免漆水泥纖維板、披疊板等。

 

 

墻體構造示意

 

 

 

樓板構造示意

 

 

 

屋面構造示意

 

 

墻體

 

 

樓面

 

 

屋面

 

 

墻面及吊頂面玻璃棉安裝

 

 

墻面及吊頂石膏板安裝

 

設計參考的標準為《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術規(guī)程》(JGJ227-2011),《冷彎薄壁型鋼多層住宅技術標準》(JGJ/T421-2018)。其受力特點為:冷彎薄壁型鋼立柱以受壓為主,由冷彎薄壁型鋼立柱與OSB板組成的復合墻體抵抗由風荷載或地震作用引起的水平力,也可設置交叉支撐增加側向承載力。由于立柱所受的彎矩很小,因此截面可以做的很小,常用截面為腹板89mm高,翼緣41mm寬的C型鋼。上層與下層的立柱并非貫通,而是被樓面梁打斷,是一種分層連接的形式。在墻面安裝OSB之前,應設置臨時面內支撐,增加抗側剛度。

 

 

面內臨時支撐

 

其特點有:構件工廠化生產(chǎn),質量穩(wěn)定。施工較為快捷,連接以自攻螺釘為主,無需焊接作業(yè),連接可靠。施工質量不受氣候及工人操作水平影響??梢栽诠S將墻板骨架與OSB板拼裝成模塊,減少施工現(xiàn)場的工作量。

 

 

工廠制作好的墻板模塊

 

自重輕、地震力小,可減少基礎尺寸。OSB板防火性能較差,建筑的耐火等級不高。主要保溫材料玻璃棉安裝時需要做好個人防護。

 

墻體的空腔構造導致吊掛能力差,局部需要加設鋼質或木質襯板以安裝設備。墻體的空鼓感較難讓人接受,樓面采用木地板時,人行舒適度較差,有較強的震顫感。

 

主要應用于景區(qū)公共建筑、廁所、警亭,以及房屋加層等。

 

 

房屋加層案例

 

 

景區(qū)游客接待中心

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