輕鋼結構建筑中外結構比較
發布時間：2010-01-14 共1頁
門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS102：98的頒布和國內開發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《鋼結構設計規范》GB17-88或仍采用傳統經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程》CECS102：設計或用3D3S、STS及國外軟件哪怕采用《鋼結構設計規范》GB17-88設計的，用鋼量一般都比較經濟，較之傳統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）剛架節點。
門式剛架的各節點基本相同，都是采用經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，同時也開始使用節點冀緣外螺栓地方式。
4）維護系統。
我們引進的彩板及EPS板生產技術，幾年來得到迅速發展，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在以下方面：
1）設計標準化的機制。
國外企業一般是企業設計制造一體化，即企業自身具備設計能力。標準化設計一方面取決于設計工程/考//師隊伍的經驗和穩定，另一方面取決于企業的加工制造設備的情況。他是一個企業經過長期積累的結果。所以在標準化設計方面國外企業要容易的多。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，他一方面不是專業的輕鋼結構企業，另一方面他面對的是眾多的生產廠家，不可能專門為某個企業做設計的標準化工作，即便是已經有不少鋼結構企業已具備了一定的設計能力，但由于時間短，從業人員的經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，與國外企業差距最大。
2）剛架節點的標準化。
門式剛架的節點主要是地腳板、端頭板。由于沒有設計的標準化，使得同一企業生產結構基本相同的建筑都可能出現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標準化。國外的鋼結構企業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，我們多數情況*技術工人在現場憑經驗解決。
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*技術工人的個人經驗在現場進行處理。
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最完善的體系，也是我們鋼結構企業普遍最薄弱的環節。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程》CECS102：98規定了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，而且可以提高生產效率，但至今很少有國內企業采用這一工藝，而國外的企業絕大多數都采用了這一工藝。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，因為現在就有美國合資企業用國產Q345做條，其設備為國外提供。斜卷邊Z型條可以實現條的搭接，這在國外已普遍存在，但國內企業的Z型條普遍是直卷邊Z型條，不能實現搭接，因此很大程度上限制了Z型條的應用。開發斜卷邊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。
泛水收邊是表現建筑效果的重要材料。國外鋼結構企業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程》CECS102：設計或用3D3S、STS及國外軟件哪怕采用《鋼結構設計規范》GB17-88設計的，用鋼量一般都比較經濟，較之傳統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）剛架節點。
門式剛架的各節點基本相同，都是采用經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，同時也開始使用節點冀緣外螺栓地方式。
4）維護系統。
我們引進的彩板及EPS板生產技術，幾年來得到迅速發展，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在以下方面：
1）設計標準化的機制。
國外企業一般是企業設計制造一體化，即企業自身具備設計能力。標準化設計一方面取決于設計工程/考//師隊伍的經驗和穩定，另一方面取決于企業的加工制造設備的情況。他是一個企業經過長期積累的結果。所以在標準化設計方面國外企業要容易的多。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，他一方面不是專業的輕鋼結構企業，另一方面他面對的是眾多的生產廠家，不可能專門為某個企業做設計的標準化工作，即便是已經有不少鋼結構企業已具備了一定的設計能力，但由于時間短，從業人員的經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，與國外企業差距最大。
2）剛架節點的標準化。
門式剛架的節點主要是地腳板、端頭板。由于沒有設計的標準化，使得同一企業生產結構基本相同的建筑都可能出現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標準化。國外的鋼結構企業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，我們多數情況*技術工人在現場憑經驗解決。
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*技術工人的個人經驗在現場進行處理。
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最完善的體系，也是我們鋼結構企業普遍最薄弱的環節。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程》CECS102：98規定了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，而且可以提高生產效率，但至今很少有國內企業采用這一工藝，而國外的企業絕大多數都采用了這一工藝。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，因為現在就有美國合資企業用國產Q345做條，其設備為國外提供。斜卷邊Z型條可以實現條的搭接，這在國外已普遍存在，但國內企業的Z型條普遍是直卷邊Z型條，不能實現搭接，因此很大程度上限制了Z型條的應用。開發斜卷邊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。
泛水收邊是表現建筑效果的重要材料。國外鋼結構企業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。
