輕鋼結構建筑中外結構比較
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：98的頒布和國內開發(fā)了兩套鋼結構設計軟件（3D3S、STS）以及國外設計軟件（STADD、MBS等）的引進，拉近了國內輕鋼結構建筑設計和制造水平與國外的差距，甚至在結構設計方面，理論上已沒有太大的差別（除個別設計院仍采用《鋼結構設計規(guī)范》GB17-88或仍采用傳統(tǒng)經(jīng)驗設計的鋼結構除外）。
我們可以在一些重要的相同的方面進行比較：
1）用鋼量。
這是決定鋼結構建筑經(jīng)濟性能的第一大要素。目前，國內設計的輕鋼結構，只要是采用《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：設計或用3D3S、STS及國外軟件哪怕采用《鋼結構設計規(guī)范》GB17-88設計的，用鋼量一般都比較經(jīng)濟，較之傳統(tǒng)方法設計的用鋼量至少減少50%以上。這主要是由于使用計算機設計采用了科學的優(yōu)化方式，使結構在滿足荷載的前提下，冀緣板變窄和板厚變薄，同時使用變截面梁柱的原因。
2）結構形式。
結構形式無論國內外都是兩絞或三絞門式剛架，截面均是焊接H型鋼，橫梁和立柱都大多采用變截面，結構的使用功能和視覺效果相同。
3）剛架節(jié)點。
門式剛架的各節(jié)點基本相同，都是采用經(jīng)過摩擦面處理地高強度螺栓連接。高強螺栓的分布比之手工計算結果要合理的多，同時也開始使用節(jié)點冀緣外螺栓地方式。
4）維護系統(tǒng)。
我們引進的彩板及EPS板生產(chǎn)技術，幾年來得到迅速發(fā)展，彩板和EPS板的基本連接方式如搭接、咬和、暗扣、隱藏等已與國外基本相同。
通過以上地比較，我們可以認為，國產(chǎn)輕鋼結構建筑正在與國外地鋼結構建筑宿短差距。在我想來，就目前材料（Q235同A441、Q345同A36）、設計規(guī)范（CECS102：98與MBMA接近）、設計手段（軟件）基本相同的情況下，結構的差異表現(xiàn)最大的可以概括為標準化的差距和制作工藝的差距。
國外的鋼結構企業(yè)一般都非常注重結構的標準化，因為標準化可以使設計十分便捷，降低制造成本，大幅度提高安裝的進度和精確度。我們的差距主要表現(xiàn)在以下方面：
1）設計標準化的機制。
國外企業(yè)一般是企業(yè)設計制造一體化，即企業(yè)自身具備設計能力。標準化設計一方面取決于設計工程/考//師隊伍的經(jīng)驗和穩(wěn)定，另一方面取決于企業(yè)的加工制造設備的情況。他是一個企業(yè)經(jīng)過長期積累的結果。所以在標準化設計方面國外企業(yè)要容易的多。而我們的情況卻相反，更多的情況是某個設計院進行設計。設計院是獨立的設計院，他一方面不是專業(yè)的輕鋼結構企業(yè)，另一方面他面對的是眾多的生產(chǎn)廠家，不可能專門為某個企業(yè)做設計的標準化工作，即便是已經(jīng)有不少鋼結構企業(yè)已具備了一定的設計能力，但由于時間短，從業(yè)人員的經(jīng)驗等各方面不具備條件，因此標準化工作還相對薄弱。我們在這一方面的工作，與國外企業(yè)差距最大。
2）剛架節(jié)點的標準化。
門式剛架的節(jié)點主要是地腳板、端頭板。由于沒有設計的標準化，使得同一企業(yè)生產(chǎn)結構基本相同的建筑都可能出現(xiàn)不同的地腳板和端頭板，包括地腳螺栓、高強螺栓等。從全面的觀點看，這無疑會影響制造和安裝的周期。
3）檁條和墻檁的節(jié)點標準化。
檁條和墻檁的設置，不同的建筑千差萬別，不同的企業(yè)和不同設計院其設計的結果也不同，但其基本的連接可以作到企業(yè)標準化。國外的鋼結構企業(yè)在這方面的標準化作的相當完善，不管結構多麼復雜的建筑，檁條和墻檁都作的井井有條。對于復雜的結構，我們多數(shù)情況*技術工人在現(xiàn)場憑經(jīng)驗解決。
4）墻板、屋面板和泛水收邊的標準化。
墻板、屋面板和泛水收邊的連接是輕鋼結構建筑十分重要的部分，這方面國外已經(jīng)形成了相當完善的體系，而我們這方面設計水平很低，同墻和條一樣，很多情況要依*技術工人的個人經(jīng)驗在現(xiàn)場進行處理。
5）配件的標準化。
輕鋼結構建筑的一大特點是其擁有相當多的建筑配件。配件的標準化是國外鋼結構企業(yè)最完善的體系，也是我們鋼結構企業(yè)普遍最薄弱的環(huán)節(jié)。比如，咬口式采光板、單玻放置的屋面通風器等設備的屋面開洞等比較復雜的配件，我們都還在用很原始的方法處理，還處在學習和摸索階段。其他如不同的板型配置的不同自攻釘、拉桿支撐用的斜墊片、鋼制落水管等，都是一樣的情況。所以，整個建筑過程和建筑效果完全不同。
制作工藝的差距主要來源于制造設備的不同。這方面的差距一般較小，但比較突出的有：
1）單面焊工藝。
《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：98規(guī)定了δ≤4mm的冀緣板和腹板可以采用單面焊。單面焊不但可以降低成本，而且可以提高生產(chǎn)效率，但至今很少有國內企業(yè)采用這一工藝，而國外的企業(yè)絕大多數(shù)都采用了這一工藝。這主要是設備的原因（當然也有認為單面焊不可*的落后的觀念的原因）。我們的焊接H鋼主要焊接設備是埋弧焊，而埋弧焊接4mm以下的鋼板性能不好，而國外企業(yè)普遍采用CO2或混合氣體保護焊。設備的不同阻礙了單面焊這一先進工藝的推廣。
2）低合金高強鋼和斜卷邊Z型檁條。
長期以來/考//，由于低合金高強鋼的冷彎沖擊壓性能不如普碳鋼，因此，在條材料選擇時很少用到，但在國外卻普遍應用低合金高強鋼做條。這一方面是因為國產(chǎn)低合金高強鋼確實冷彎沖擊性能不如普碳鋼，但更重要的還是設備的原因，因為現(xiàn)在就有美國合資企業(yè)用國產(chǎn)Q345做條，其設備為國外提供。斜卷邊Z型條可以實現(xiàn)條的搭接，這在國外已普遍存在，但國內企業(yè)的Z型條普遍是直卷邊Z型條，不能實現(xiàn)搭接，因此很大程度上限制了Z型條的應用。開發(fā)斜卷邊Z型條制造設備，可以圓滿地解決這一問題。
3）泛水收邊的制作。
泛水收邊是表現(xiàn)建筑效果的重要材料。國外鋼結構企業(yè)的泛水收邊是用專用設備制作，其制作精良，而我們鋼結構企業(yè)的泛水收邊普遍用普通的折彎機人工劃線制作，制作水平明顯不如前者。
我們可以在一些重要的相同的方面進行比較：
1）用鋼量。
這是決定鋼結構建筑經(jīng)濟性能的第一大要素。目前，國內設計的輕鋼結構，只要是采用《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：設計或用3D3S、STS及國外軟件哪怕采用《鋼結構設計規(guī)范》GB17-88設計的，用鋼量一般都比較經(jīng)濟，較之傳統(tǒng)方法設計的用鋼量至少減少50%以上。這主要是由于使用計算機設計采用了科學的優(yōu)化方式，使結構在滿足荷載的前提下，冀緣板變窄和板厚變薄，同時使用變截面梁柱的原因。
2）結構形式。
結構形式無論國內外都是兩絞或三絞門式剛架，截面均是焊接H型鋼，橫梁和立柱都大多采用變截面，結構的使用功能和視覺效果相同。
3）剛架節(jié)點。
門式剛架的各節(jié)點基本相同，都是采用經(jīng)過摩擦面處理地高強度螺栓連接。高強螺栓的分布比之手工計算結果要合理的多，同時也開始使用節(jié)點冀緣外螺栓地方式。
4）維護系統(tǒng)。
我們引進的彩板及EPS板生產(chǎn)技術，幾年來得到迅速發(fā)展，彩板和EPS板的基本連接方式如搭接、咬和、暗扣、隱藏等已與國外基本相同。
通過以上地比較，我們可以認為，國產(chǎn)輕鋼結構建筑正在與國外地鋼結構建筑宿短差距。在我想來，就目前材料（Q235同A441、Q345同A36）、設計規(guī)范（CECS102：98與MBMA接近）、設計手段（軟件）基本相同的情況下，結構的差異表現(xiàn)最大的可以概括為標準化的差距和制作工藝的差距。
國外的鋼結構企業(yè)一般都非常注重結構的標準化，因為標準化可以使設計十分便捷，降低制造成本，大幅度提高安裝的進度和精確度。我們的差距主要表現(xiàn)在以下方面：
1）設計標準化的機制。
國外企業(yè)一般是企業(yè)設計制造一體化，即企業(yè)自身具備設計能力。標準化設計一方面取決于設計工程/考//師隊伍的經(jīng)驗和穩(wěn)定，另一方面取決于企業(yè)的加工制造設備的情況。他是一個企業(yè)經(jīng)過長期積累的結果。所以在標準化設計方面國外企業(yè)要容易的多。而我們的情況卻相反，更多的情況是某個設計院進行設計。設計院是獨立的設計院，他一方面不是專業(yè)的輕鋼結構企業(yè)，另一方面他面對的是眾多的生產(chǎn)廠家，不可能專門為某個企業(yè)做設計的標準化工作，即便是已經(jīng)有不少鋼結構企業(yè)已具備了一定的設計能力，但由于時間短，從業(yè)人員的經(jīng)驗等各方面不具備條件，因此標準化工作還相對薄弱。我們在這一方面的工作，與國外企業(yè)差距最大。
2）剛架節(jié)點的標準化。
門式剛架的節(jié)點主要是地腳板、端頭板。由于沒有設計的標準化，使得同一企業(yè)生產(chǎn)結構基本相同的建筑都可能出現(xiàn)不同的地腳板和端頭板，包括地腳螺栓、高強螺栓等。從全面的觀點看，這無疑會影響制造和安裝的周期。
3）檁條和墻檁的節(jié)點標準化。
檁條和墻檁的設置，不同的建筑千差萬別，不同的企業(yè)和不同設計院其設計的結果也不同，但其基本的連接可以作到企業(yè)標準化。國外的鋼結構企業(yè)在這方面的標準化作的相當完善，不管結構多麼復雜的建筑，檁條和墻檁都作的井井有條。對于復雜的結構，我們多數(shù)情況*技術工人在現(xiàn)場憑經(jīng)驗解決。
4）墻板、屋面板和泛水收邊的標準化。
墻板、屋面板和泛水收邊的連接是輕鋼結構建筑十分重要的部分，這方面國外已經(jīng)形成了相當完善的體系，而我們這方面設計水平很低，同墻和條一樣，很多情況要依*技術工人的個人經(jīng)驗在現(xiàn)場進行處理。
5）配件的標準化。
輕鋼結構建筑的一大特點是其擁有相當多的建筑配件。配件的標準化是國外鋼結構企業(yè)最完善的體系，也是我們鋼結構企業(yè)普遍最薄弱的環(huán)節(jié)。比如，咬口式采光板、單玻放置的屋面通風器等設備的屋面開洞等比較復雜的配件，我們都還在用很原始的方法處理，還處在學習和摸索階段。其他如不同的板型配置的不同自攻釘、拉桿支撐用的斜墊片、鋼制落水管等，都是一樣的情況。所以，整個建筑過程和建筑效果完全不同。
制作工藝的差距主要來源于制造設備的不同。這方面的差距一般較小，但比較突出的有：
1）單面焊工藝。
《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：98規(guī)定了δ≤4mm的冀緣板和腹板可以采用單面焊。單面焊不但可以降低成本，而且可以提高生產(chǎn)效率，但至今很少有國內企業(yè)采用這一工藝，而國外的企業(yè)絕大多數(shù)都采用了這一工藝。這主要是設備的原因（當然也有認為單面焊不可*的落后的觀念的原因）。我們的焊接H鋼主要焊接設備是埋弧焊，而埋弧焊接4mm以下的鋼板性能不好，而國外企業(yè)普遍采用CO2或混合氣體保護焊。設備的不同阻礙了單面焊這一先進工藝的推廣。
2）低合金高強鋼和斜卷邊Z型檁條。
長期以來/考//，由于低合金高強鋼的冷彎沖擊壓性能不如普碳鋼，因此，在條材料選擇時很少用到，但在國外卻普遍應用低合金高強鋼做條。這一方面是因為國產(chǎn)低合金高強鋼確實冷彎沖擊性能不如普碳鋼，但更重要的還是設備的原因，因為現(xiàn)在就有美國合資企業(yè)用國產(chǎn)Q345做條，其設備為國外提供。斜卷邊Z型條可以實現(xiàn)條的搭接，這在國外已普遍存在，但國內企業(yè)的Z型條普遍是直卷邊Z型條，不能實現(xiàn)搭接，因此很大程度上限制了Z型條的應用。開發(fā)斜卷邊Z型條制造設備，可以圓滿地解決這一問題。
3）泛水收邊的制作。
泛水收邊是表現(xiàn)建筑效果的重要材料。國外鋼結構企業(yè)的泛水收邊是用專用設備制作，其制作精良，而我們鋼結構企業(yè)的泛水收邊普遍用普通的折彎機人工劃線制作，制作水平明顯不如前者。
