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【科普课堂】冷弯薄壁型钢建筑系列体系之保温棉蒙皮体系(俗称北美体系)介绍

【科普课堂】冷弯薄壁型钢建筑系列体系之保温棉蒙皮体系(俗称北美体系)介绍

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【摘要】:
冷弯薄壁型钢建筑体系是一种密肋型板墙体系,源于轻木结构。该体系以“肋”(间距一般为400~600mm的冷弯型钢墙柱,楼盖梁和屋盖梁)承受重力荷载并要求上下对齐直接传递重力荷载,以“板”(各类剪力墙板)抵抗由地震荷载和风荷载产生的侧向作用力。

冷弯薄壁型钢建筑体系是一种密肋型板墙体系,源于轻木结构。该体系以“肋”(间距一般为400~600 mm的冷弯型钢墙柱,楼盖梁和屋盖梁)承受重力荷载并要求上下对齐直接传递重力荷载,以“板”(各类剪力墙板)抵抗由地震荷载和风荷载产生的侧向作用力。

 

2019年7月30日CCTV10套《走进科学》栏目专题报道了科普片《轻钢建房》,片中同济大学李元齐教授及工程技术人员对轻钢房屋的特点及性能进行了详细介绍。

 

冷弯薄壁型钢建筑体系按其墙体构造形式可分为三种:

 

第一种体系源于北美,为在墙体龙骨构成的区格内填充玻璃棉,并在龙骨两侧覆盖面板的形式;

 

第二种体系为经中国改良的形式,不改变墙体龙骨的间距及规格,将玻璃棉由发泡混凝土或轻聚合物等材料替代,以喷筑或浇灌的形式填充在墙体龙骨构成的区格内形成实心墙体;

 

第三种形式为第二种形式的升级版,以工厂制造的形式将发泡混凝土或轻聚合物等材料与墙体骨架复合成预制墙板,提高了装配率,大幅压缩了现场工期。

 

下文介绍第一种体系:

 

 

冷弯型钢结构体系主体结构构造图

 

墙体常用9mm厚OSB板(定向刨花板)作为覆面结构板,楼面采用18mm厚OSB板,屋面采用12mm厚OSB板。墙体的饰面以干挂装饰板材为主,如金属雕花板、免漆水泥纤维板、披叠板等。

 

 

墙体构造示意

 

 

 

楼板构造示意

 

 

 

屋面构造示意

 

 

墙体

 

 

楼面

 

 

屋面

 

 

墙面及吊顶面玻璃棉安装

 

 

墙面及吊顶石膏板安装

 

设计参考的标准为《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》(JGJ227-2011),《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》(JGJ/T421-2018)。其受力特点为:冷弯薄壁型钢立柱以受压为主,由冷弯薄壁型钢立柱与OSB板组成的复合墙体抵抗由风荷载或地震作用引起的水平力,也可设置交叉支撑增加侧向承载力。由于立柱所受的弯矩很小,因此截面可以做的很小,常用截面为腹板89mm高,翼缘41mm宽的C型钢。上层与下层的立柱并非贯通,而是被楼面梁打断,是一种分层连接的形式。在墙面安装OSB之前,应设置临时面内支撑,增加抗侧刚度。

 

 

面内临时支撑

 

其特点有:构件工厂化生产,质量稳定。施工较为快捷,连接以自攻螺钉为主,无需焊接作业,连接可靠。施工质量不受气候及工人操作水平影响。可以在工厂将墙板骨架与OSB板拼装成模块,减少施工现场的工作量。

 

 

工厂制作好的墙板模块

 

自重轻、地震力小,可减少基础尺寸。OSB板防火性能较差,建筑的耐火等级不高。主要保温材料玻璃棉安装时需要做好个人防护。

 

墙体的空腔构造导致吊挂能力差,局部需要加设钢质或木质衬板以安装设备。墙体的空鼓感较难让人接受,楼面采用木地板时,人行舒适度较差,有较强的震颤感。

 

主要应用于景区公共建筑、厕所、警亭,以及房屋加层等。

 

 

房屋加层案例

 

 

景区游客接待中心