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无比钢轻钢结构体系在国内的应用
0 前 言
近150年来，钢材在建筑界的应用已经遍及世界的每一个角落，钢材至今仍然是最坚固、耐久和经济的建筑材料之一。随着我国钢材产量的持续增长，以及国家对建筑钢结构的鼓励,使得钢结构已经成为国内建筑业的重要组成部分。
过去，钢结构在国内主要用于高层建筑和桥梁建筑。近年来，国内虽然也建造了一定数量的多层轻钢体系住宅，但总体上多层轻钢体系住宅仍然处于起步阶段，工业化住宅更是凤毛麟角，而低层工业化住宅在发达国家的应用十分广泛，比如日本每年竣工的工业化住宅约20×104栋左右，按每栋150m2计算，建筑面积约3000×104m2。近几年，一种新的冷弯薄壁型钢结构体系——无比钢由加拿大传入国内，已经在部分地区得到了应用，并取得了良好的经济、社会效益。无比钢结构体系在国内的发展现状
无比钢（web steel）是由加拿大英特兰公司（interlandbank international Corp）开发的专利技术（专利号：92103422.9），主要结构体系为0.8mm~2mm 厚镀锌钢板中间由V型连接件连接的格构式方管体系。该结构形式在北美诸多国家已应用几十年，是目前世界上唯一能用100%的冷弯薄壁型钢建6层建筑的技术。北美国家的应用实践表明，该结构形式表现出良好的抗震、防火、隔声性能。
无比钢在国内是一种崭新的结构形式，目前国内从事无比钢设计、安装及配套产品生产的单位和企业非常少，安徽某公司和青岛某公司均已经建成3层以下实验楼，经检测各项指标均达到了设计要求，并形成了企业标准和技术规程，安徽省也由安徽省建筑科学研究院主编了《无比钢建筑技术规程》（DBJ34/T-205-2005），并已于2005年5月1日正式施行。无比钢结构体系的优点
①构件的制作工厂预制化和机械化程度高，商品化程度高，现场施工进度快，主要为干作业，施工周期短，有利于现场文明施工。
②房屋自重轻，仅为砖混结构的1/5，钢混结构的1/6，这降低了基础的费用，提高的房屋的抗震性能。无比钢结构体系为剪力墙铰接结构，整栋建筑的传力途径是板——剪力墙——基础，荷载传递体系完整，实验证明比框架结构更能有效抵抗水平荷载，并且无比钢结构体系属于柔性结构，它可以通过变形吸收和消耗
大量的外来能量，从而能有效降低地震对建筑的破坏。我国是一个地震活跃的国家，如果能在地震多发地域采用
无比钢结构，一定能降低地震带来的灾害。
③构件的连接多用锚栓连接，易于拆迁、搬运，一旦业主在主、客观因素的影响下不得不对房屋进行搬迁时，则整个建筑可以在很短的时间内完成拆迁，且损失极小，这是砌体结构和混凝土结构所不具备的。
④真正的交钥匙工程。骨架、屋面、墙面及室内装修、热水系统、空调系统均可同步完成，无需2次装修。室内的水、电线管布置可以全部暗置在墙体中，而且布置非常灵活，修改方便，增加了房屋的使用净空，提高了空间的利用率。
⑤具有优良的保温、隔声性能。无比钢结构体系的墙架系统、楼板系统是由方、矩形钢管及壁厚2mm以下的V型连接件组成，热的传递渠道非常狭小，使得房屋的内外热交换几乎不可能，这保证了无比钢结构体系具有良好的保温性能。此外在墙架系统的中空处填充的玻璃棉，具有良好的隔声效果。据实验结果表明：外墙体系的热阻R=2.53(m2〃K/W),热传递系数K=0.278w/(m2〃K),非承重墙体空气声计隔音量Rw=50dB, 承重墙体空气声计隔音量Rw=501dB。无比钢结构体系的基本构成3.1楼盖系统
楼盖系统一般由楼板托梁、楼面结构板、支撑和加紧件组成，其中楼板托梁是楼盖系统的核心部分。通过楼板托梁，可以将整个楼板不同区域的荷载传递到基础墙、大梁、箱梁、承重墙上[5]。标准的楼板托梁通常由2根方钢管和无比钢V型件组成，V型件可分为由轻钢轧制的单件V型件和2片复合V型件，前者适用于高度在150mm~230mm的楼板托梁，后者适用于高度在300mm~350mm或更大尺寸的楼板托梁。
3.2墙架系统
无比钢的墙架系统按位置可分为外墙、内墙两大类，按是否承重可分为承重墙和非承重墙。但是，无论属于哪类墙体，一般的墙架系统都由墙支柱、墙上导轨、墙下导轨、墙体支撑、墙板和连接件组成。墙支柱是墙架系统的核心构件，也是无比钢结构的精髓所在，标准的墙支柱宽150mm，间距400mm~600mm。其矩形钢管材料应符合ASTMA500中A1008及ASTM513的要求。墙架系统的墙支柱、导轨通过槽钢、锚栓等必备的连接件与楼盖系统连接形成楼层框架。同样的方式，楼层框架与基础、屋盖系统连接，然后辅以围护、装饰材料，就形成了一栋完整的无比钢建筑。
无比钢结构体系在国内推广需要解决的问题
①尽快制定统一的国家规范或行业标准。目前，一些地区和企业已经出台了一些地方性的标准或企业标准，这在一定程度上推动了无比钢产业的发展，但是因为地方标准的差异可能会造成无比钢技术地域性的差异，不利于无比钢产业作为一个整体健康的发展。
②加大科研投入，推出无比钢结构的设计软件。目前国内尚无专业的无比钢计算软件，由于无比钢结构的特殊性，如果用ANSYS、SAP等分析软件对无比钢结构进行整体分析，则劳动强度过大，实用性不强，这也是制约无比钢结构推广的一大障碍。
③目前，从事无比钢结构设计、施工及配套产品生产的企业数量小，技术力量比较薄弱，宣传力度小，没能使社会认识、认同无比钢结构，这也是阻碍无比钢产业发展的一大问题。所以，国家应加大在该产业的投入，打造明星企业，树立品牌效应，使开发商不仅认同这种结构体系，更认同它的生产单位，使它真正成为放心品牌。同时，企业应加大科研投入，不断革新技术，完善不足，针对不同地域、不同环境、不同用途的房屋建立
一整套适用性强的技术资料。
④无比钢建筑的墙面、楼面材料多属于高科技产品，而国内配套的专业厂家非常少，产品质量也落后发达国家同类产品，一定程度上影响了无比钢房屋的隔音、防火以及外观效果，使得无比钢结构体系的优点不能被投资者所充分认识。
施工流程图
已建成2010上海世博会行政中心C2楼 北京首创温哥华别墅工程
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一、更安全
1、抗地震、抗台风：
“贝斯无比钢” 建筑体系桁架结构截面受力特性稳定，墙体、楼层、屋顶结构受力合理，自重轻，地震反应小，具有高抗震性能，抗震性能远优于传统混凝土和砖混建筑，按八级抗震设计。因无比钢是网状结构，受力均匀，按110---150km/h风速设计，可抵御十一级台风。
2、防锈抗腐：
“贝斯无比钢” 建筑体系采用0.8-2.0mm的热镀锌钢板与“Ⅴ”型连接件铰接作骨架，外表镀锌量为275g/ m，防锈蚀性能好、强度高，通过住宅测定和暴露试验，使用寿命长，不扭曲，不变形，不腐蚀，结构稳固，设计使用年限为50年。
3、防火耐火：
“贝斯无比钢” 建筑体系经防火性能检测报告显示，该体系特殊的结构形式热传导截面小，系数低，与传统建筑体系几其他钢结构体系相比，耐火性能好。
4、保温隔热：
“贝斯无比钢” 建筑体系由于桁架本身上下杆件须通过“Ⅴ”型连接件传热，截面小，给外围护结构保温提供了有利条件，再配置一定的保温材料和设置空气层，使得保温隔热性能大大提高，房屋节能可达65%，超过国家对房屋节能的要求。
二、更快捷
“贝斯无比钢” 70%的工作量在工厂内制造完成，现场安装拼装工作量只占30%，主体结构施工仅需要工人用手持电钻即可完成施工，如果工期需要，可以提高出厂的成品化程度，提高现场施工速度。
与传统建筑相比，工期缩短1／2。以一栋4层3000平米的办公楼为例，传统建筑从基础到安装完毕至少需要8个月的时间，采用“贝斯无比钢” 建筑体系只需4个月，一栋100平方米的建筑工期仅需一个月就可以交付使用。
另外，“贝斯无比钢” 建筑体系的截面是方管加“V”型连接件形成桁架的空腹截面，使水电管线的埋设十分方便，可节约水电的装修时间。
三、更环保
1、施工无污染：
传统建筑体系施工尘土及噪声污染严重，质量不易控制，能耗高，有害气体排放
量大，“贝斯无比钢” 建筑体系仅需要工人使用手持电钻即可施工，不需要模板支架和大量施工机具，现场施工垃圾少，噪音低，适合在人口密集和环境要求高的地区施工。
2、绿色环保：
“贝斯无比钢” 建筑体系使用的所有建筑材料都经国家认可的检测机构进行环保检测，确保对人体无害，对环境无污染。
3、隔音性好：
“贝斯无比钢” 建筑体系中非承重墙体空气声计隔音量Rw=50dB，承重墙体空气声计隔音量Rw=51dB，总体隔音标准47 dB--65 dB，满足国家对房屋建筑的隔声要求，并可解决更高标准建筑的空气传声隔音要求。
四、更节能
1、节材：
“贝斯无比钢” 建筑体系用钢量少，每平米含钢量仅为30-40kg，每平米含钢量比传统建筑体系少近20kg。同时，无比钢建筑不需要大量混凝土和黄砂，符合构筑资源节约型社会要求。
2、节地：
“贝斯无比钢” 建筑体系墙体一般为150cm，与传统240cm相比，每百平米建筑可增加8-13平方米有效使用面积，同样面积的土地，可建造更大使用面积的房屋。
3、节电：
“贝斯无比钢” 建筑体系可满足各种气候条件的要求，尤其是高温地区，其节能效果是传统建筑的10倍以上，空调容量设计可以比传统建筑体系节约20%。
4、节水：
“贝斯无比钢” 建筑体系均为现场干法施工，可大大节约用水，建筑施工节水达90%以上，与传统建筑体系相比，每十万平米建筑可以节约用水 2万吨。
