輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展及應(yīng)用

張 旭 霞

(山西省機電設(shè)計研究院，山西 太原 030009)

輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展前景較為可觀，尤其是在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)而言，輕鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢更為突出，材料自重低，結(jié)構(gòu)簡單，很容易滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，無論是設(shè)計、生產(chǎn)還是銷售均是通過計算機控制，可以有效提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。更為關(guān)鍵的是，輕鋼結(jié)構(gòu)價格便宜，是一種環(huán)保性的綠色產(chǎn)品，在社會主義基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中值得廣泛應(yīng)用。加強對其研究，可以為后續(xù)工作開展奠定基礎(chǔ)。

1 輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用

我國的輕鋼結(jié)構(gòu)在過去的幾十年來獲得了迅猛的發(fā)展，以其獨特的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在建筑工程中，大量工廠倉庫和農(nóng)貿(mào)市場涌現(xiàn)，輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用取得了較為可觀的成效，大量國外廠家開始在國內(nèi)開設(shè)代理工廠，大大促進了輕鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的市場競爭[1]。

1.1 國外輕鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)

1993年上海寶鋼集團寶成鋼構(gòu)引進了美國華高普頓輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系和生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力大大提升。上海寶鋼集團擁有PLASMA水下等離子鋼板切割機，焊接設(shè)備自動化水平較高；VP專利技術(shù)鋼構(gòu)件浸漆工藝，Z型和C型冷彎薄壁型鋼自動打孔后成型設(shè)備等等。同時，引進了配套的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，配備專門的屋面通風(fēng)氣樓系統(tǒng)。配套的硬件設(shè)施在國內(nèi)名列一流，可以有效提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

1.2 引進輕鋼結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件和加工設(shè)備

H型鋼。生產(chǎn)工藝包括焊接和軋制工藝。我國的鞍山和馬鋼從國外引進了軋制H型鋼生產(chǎn)線，部分用于輕鋼結(jié)構(gòu)門型鋼架用才，預(yù)計生產(chǎn)能力大概在140萬t/年。

C冷彎薄壁型鋼。20世紀(jì)80年代，南京軋鋼廠將德國C型鋼生產(chǎn)線引入國內(nèi)，促使生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量大大提升。

壓型鋼板。在20世紀(jì)80年代，鞍鋼和寶鋼先后引進了彩色涂層鋼板生產(chǎn)線，預(yù)計生產(chǎn)量30萬t左右。還從韓國、日本等國家引進彩色鋼板，可以基本上滿足生產(chǎn)需求，近些年來主要是以夾芯板成型設(shè)備引進數(shù)量較多[2]。

輔助材料和配件連接件。在生產(chǎn)現(xiàn)場使用隔熱保溫材料和帶鋁箔纖維布材料。上海平板玻璃廠從日本和德國引進了先進的生產(chǎn)設(shè)備和工藝；南京復(fù)合建材廠從日本和美國引進屋面墻面的采光瓦，逐漸進入到我國市場，促使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到顯著提升。

總的說來，當(dāng)前我國輕鋼結(jié)構(gòu)市場發(fā)展前景廣闊，具備了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑需要的設(shè)備和材料，大大促進了我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，為國民經(jīng)濟持續(xù)增長做出了巨大的貢獻。

1.3 輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

自我國改革開放以來，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，先后從美國、德國和日本等國家購進了先進的工藝設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實際情況研發(fā)出了新的輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備和技術(shù)。在長期發(fā)展中，國內(nèi)的輕鋼結(jié)構(gòu)市場規(guī)模不斷擴大，出現(xiàn)了大量的輕鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)廠家。為了可以更好的適應(yīng)新時期輕鋼結(jié)構(gòu)市場發(fā)展需求，推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型優(yōu)化，我國已經(jīng)頒布了《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》《壓型金屬板設(shè)計施工規(guī)程》《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》等二十余本設(shè)計規(guī)范、施工驗收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)程的不斷完善，為輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展提供配套的技術(shù)支持[3]。

1.4 輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

我國經(jīng)濟高速增長，城市現(xiàn)代化建設(shè)進程不斷加快，各個行業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景，在道路橋梁交通設(shè)施、永久性建筑和構(gòu)筑物方面需要大量臨時性建筑。加之野外露天作業(yè)和抗震救災(zāi)，都需要臨時房屋。基于此，為了滿足這一需求，為大量的臨時性建筑產(chǎn)生營造了良好的環(huán)境，尤其是在時代進步和發(fā)展下，勞動條件得到了不同程度上的改善，而輕鋼結(jié)構(gòu)憑借自身自重輕、成本低、施工周期短、綜合經(jīng)濟效益好、抗震性能好、易于拆卸搬遷和環(huán)保優(yōu)勢，得到了廣泛應(yīng)用，促使臨時性建筑安全和居住條件得到了有效的改善。輕鋼結(jié)構(gòu)在房屋建筑中應(yīng)用愈加頻繁，主要包括冷彎薄壁型鋼、小角鋼、輕型H型鋼和夾芯板，用于臨時性建筑搭建。輕鋼結(jié)構(gòu)組合的房屋建筑是最簡單的輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，工業(yè)化水平較高。

2 輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的應(yīng)對措施

我國市場經(jīng)濟持續(xù)增長，國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)開始大量的引進先進技術(shù)和設(shè)備，促使我國輕鋼結(jié)構(gòu)市場規(guī)模不斷擴大。但是，由于輕鋼結(jié)構(gòu)科研和施工管理水平落后，發(fā)展過程中仍然存在一定的缺陷和不足，制約我國輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展。當(dāng)前我國輕鋼結(jié)構(gòu)與國外還存在較大差距，市場還有待進一步規(guī)范，就其中存在的問題提出應(yīng)對措施[4]。

2.1 優(yōu)化設(shè)計研究工作

鋼鐵企業(yè)在引進先進設(shè)備工藝的同時，還要注重技術(shù)的設(shè)計研究工作。但是由于鋼結(jié)構(gòu)以往應(yīng)用經(jīng)驗不足，所以在輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面不熟悉，專業(yè)人才匱乏，未能定期組織培訓(xùn)和考核，所以我國的輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計始終處于無序狀態(tài)。國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)建立交易關(guān)系期間，由于中間商業(yè)行為頻繁，所以技術(shù)人員缺乏有效的交流，加之審查不嚴(yán)謹(jǐn)出現(xiàn)了一系列的缺陷和不足。諸如，湛江某材料廠房由于一側(cè)缺少柱間支撐，受到臺風(fēng)破壞全部倒塌。

建筑構(gòu)造和配件選擇方面根據(jù)廠家作法，在壓型鋼板形式選擇方面，需要充分結(jié)合工程實際情況進行選擇，考慮夾芯板是否與現(xiàn)場實際情況相契合，壓型板是否適用鍍鋁鋅鋼板為基層，當(dāng)前的彩色鋼板土層有幾種，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境來選擇。諸如此類問題，需要予以綜合考量，直接關(guān)乎到生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量[5]。相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)干部應(yīng)該根據(jù)企業(yè)實際情況制定完善的制度和體系，投入大量的資金支持軟件開發(fā)，定期組織專業(yè)培訓(xùn)和考核，加強技術(shù)交流，促使輕鋼結(jié)構(gòu)科研工作有序開展。

2.2 加強輕鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝管理

輕鋼結(jié)構(gòu)加工制作中，盡管輕鋼結(jié)構(gòu)廠家規(guī)模和數(shù)量不斷擴大，但是不同廠家之間的工藝技術(shù)水平和管理水平方面存在明顯的差異。故此，應(yīng)該進一步加強質(zhì)量管理，對資質(zhì)審核不合格的廠家予以嚴(yán)厲懲處，禁止繼續(xù)生產(chǎn)開工。對于加工單面焊H型鋼廠家，需要加強生產(chǎn)工藝和設(shè)備的嚴(yán)格審查，具備高水平的焊縫質(zhì)量檢測技術(shù)和手段；具備生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合格熱軋H型鋼的廠家，設(shè)計院應(yīng)該優(yōu)先選擇，為科研工作提供支持。

輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝中，由于現(xiàn)場并無焊接作業(yè)，所以安裝較為便捷，效率較高。但是由于輕鋼結(jié)構(gòu)自身構(gòu)件斷面大、側(cè)向剛度較差，所以在實際安裝中需要予以嚴(yán)格控制，避免輕鋼結(jié)構(gòu)損壞變形。更為關(guān)鍵的是，為了保證輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝質(zhì)量，需要制定完善的項目經(jīng)理管理制度，落實責(zé)任制，相關(guān)工作人員應(yīng)定期組織培訓(xùn)和考核，人員考核合格后方可上崗，切實提升工作效率。

2.3 規(guī)范輕鋼結(jié)構(gòu)市場

近些年來，我國的鋼材產(chǎn)量不斷增加，輕鋼結(jié)構(gòu)成本有所下降。但是，受到國外廠家的沖擊，國內(nèi)廠家工程少，廠家多，面臨著嚴(yán)峻的市場競爭。為了促進我國鋼鐵企業(yè)生存和發(fā)展，應(yīng)該推動市場規(guī)范化發(fā)展，避免惡意競爭現(xiàn)象出現(xiàn)，在預(yù)算定額方面補充輕鋼結(jié)構(gòu)部分，加強整治力度，促使后續(xù)的工作有序可循，規(guī)范市場。

3 結(jié)語

本文通過分析我國輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程和應(yīng)用現(xiàn)狀，可以有效挖掘其中存在的問題，有助于改善以往輕鋼結(jié)構(gòu)市場的無序化問題，推動輕鋼結(jié)構(gòu)配套工藝和技術(shù)的科研工作，對于我國輕鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級優(yōu)化具有重要促進作用。

[1] 馬航海,袁衛(wèi)寧,李 坤,等.節(jié)約型社會輕鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的思考[J].低溫建筑技術(shù),2007(5):88-90.

[2] 於昌榮,沙 玲,徐漢濤,等.展望我國輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展[J].低溫建筑技術(shù),2004(3):33-34.

[3] 李 奔.淺析輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路與發(fā)展應(yīng)用[J].科學(xué)與財富,2016(5):650.

[4] 何 炳,朱國城,毛日榮.輕鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].住宅與房地產(chǎn),2017(3):120.

[5] 嵇 蕾.淺談冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2017(22):4236.