——《轻型钢结构住宅技术规程》jgj209介绍

'——《轻型钢结构住宅技术规程》JGJ209介绍 我国第一部关于钢结构住宅的规范——《轻型钢结构住宅技术规程》JGJ209于2010年4月17日由住房和城乡建设部颁布了（以下简称“规程”），该“规程”是在总结和分析了我国多年来钢结构住宅工程实践、并做了大量的科学试验和调查研究的基础上，提出了一种复合中国国情的、与国家现行标准保持一致的“轻型钢结构住宅”新体系：由轻型钢框架结构体系和水泥基的轻质墙体、轻质楼面、轻质屋面建筑体系所组成的轻型节能房屋建筑，适用于抗震或非抗震地区的不超过6层的钢结构住宅建筑的设计、施工及验收。该规程全面系统地规定了轻型钢结构住宅建筑的功能和性能，制定了轻型钢结构住宅的材料标准、设计施工和验收技术要求、以及使用和维护的规范管理原则。该“规程”的颁布，不仅用以规范我国轻型钢结构住宅的工程实践，而且对企业开发新型墙体材料和建筑节能新体系具有指导作用。钢结构住宅建筑具有工厂化制造、现场装配的产业化特点，该“规程”的颁布，对我国住宅产业化也起到了促进作用。1、国外钢结构住宅情况国外利用镀锌轻钢龙骨作为承重结构建造住宅已有近30年的历史，由于这种结构自重轻，抗震、保温、隔热性能好，建造速度快，在美国、加拿大、澳大利亚等国得到广泛利用。国外钢结构住宅的围护体系：在欧美主要采用OSB板和保温岩棉，日本主要采用加气混凝土板。1）北美轻钢结构住宅：  ——《轻型钢结构住宅技术规程》JGJ209介绍 我国第一部关于钢结构住宅的规范——《轻型钢结构住宅技术规程》JGJ209于2010年4月17日由住房和城乡建设部颁布了（以下简称“规程”），该“规程”是在总结和分析了我国多年来钢结构住宅工程实践、并做了大量的科学试验和调查研究的基础上，提出了一种复合中国国情的、与国家现行标准保持一致的“轻型钢结构住宅”新体系：由轻型钢框架结构体系和水泥基的轻质墙体、轻质楼面、轻质屋面建筑体系所组成的轻型节能房屋建筑，适用于抗震或非抗震地区的不超过6层的钢结构住宅建筑的设计、施工及验收。该规程全面系统地规定了轻型钢结构住宅建筑的功能和性能，制定了轻型钢结构住宅的材料标准、设计施工和验收技术要求、以及使用和维护的规范管理原则。该“规程”的颁布，不仅用以规范我国轻型钢结构住宅的工程实践，而且对企业开发新型墙体材料和建筑节能新体系具有指导作用。钢结构住宅建筑具有工厂化制造、现场装配的产业化特点，该“规程”的颁布，对我国住宅产业化也起到了促进作用。1、国外钢结构住宅情况国外利用镀锌轻钢龙骨作为承重结构建造住宅已有近30年的历史，由于这种结构自重轻，抗震、保温、隔热性能好，建造速度快，在美国、加拿大、澳大利亚等国得到广泛利用。国外钢结构住宅的围护体系：在欧美主要采用OSB板和保温岩棉，日本主要采用加气混凝土板。1）北美轻钢结构住宅：  北美轻钢结构住宅是在木结构住宅的基础上派生出来的，在北美小住宅市场上约占20%的份额。房屋骨架用镀锌轻钢龙骨制成，一般为二层左右的独户或联排式住宅（图1）。其中，美国各地已建成的住宅、旅馆、公寓约300万平方米，在俄亥俄、印地安那、伊利诺伊等非地震区，也有在加利福利亚、佛罗里达等地震区。既有镀锌轻钢龙骨的，也有部分采用热轧型钢加强的，还有混凝土结构作为地下车库的混合结构体系。北京居其美业西式房屋技术开发有限公司引进该项技术，在北京市昌平区小汤山镇建成了20多万平方米17个户型的低层独立住宅建筑，并为其制定了技术标准和施工验收规程。现在，美国也用于建造四层甚至六层的公寓，如1999年建成的位于华盛顿州8层轻钢结构的假日酒店，在西雅图和加拿大不利颠哥伦比亚省的多层轻钢结构公寓，每平米用钢量在33～36kg。美国有专门的生产镀锌轻钢龙骨房屋体的企业百余家，其中较著名的是华新顿（worthington）工业公司下属的迪特瑞驰（Dietrich）公司，他们年生产镀锌轻钢构件450万吨，并开发了迪特瑞驰建筑体系（DietrichBuildingSystem），简称DBS体系。DBS技术体系可以建造多层轻钢结构住宅，墙体采用C型轻钢龙骨两面夹纸面石膏板，楼板采用C型轻钢龙骨铺20厚纤维水泥板，都用玻璃棉填充起到保温隔音的作用。2）日本的薄板钢骨住宅建筑：日本的薄板钢骨建筑是使用镀锌冷弯型钢的非焊接结合的新建筑工艺，也被称作钢结构2×4，是一种板肋结构的住宅工艺（图2）。2×4是北美的传统住宅工艺：用2×4英寸为基本尺寸的木材(lumber）制作框架，再用钉将胶合板等面材固定其上，构成墙板、楼板，进行箱形组装的工艺。而薄板钢骨建筑则是将框架材料由木材替换为钢材厚度1.0㎜左右的镀锌冷弯型轻钢龙骨的住宅，其墙体、楼板、屋架的型钢两侧安装胶合板、石膏板等各种材料，依此通过其复合截面结构的整体实现结构性能、防耐火性能、耐久性能、保温性能、隔音性能和其他各种性能。1994年11月，日本通商省产业制铁课主办的城市钢铁（Urban Steel）研究会上，薄板钢骨建筑成为主题之一，以社团法人钢材俱乐部为事务局，由6家钢铁生产商（新日铁、NKK、川崎制铁、住友金属工业、神户制铁所、日新制钢）参加着手研发。1996年1月，6家公司在钢铁俱乐部设置薄板钢骨建筑委员会，正式开展关于结构性能、防耐火性能、耐久性能、保温性能、隔音性能等多方面的共同研究和开发活动，其研发的成果就是“KC型薄板钢骨建筑”。薄板钢骨建筑是将钢铁的优势和板肋工艺的优势组合起来的结构，采用“通气层+外保温”的标准保温方法。通过进行建筑物实体等大小实验、剪力墙的抗剪耐力实验、地震模拟（振动实验），科学地证明了抗震性能、抗风性能以及抗雪载性能，并且实现了能够保证达到建筑基准法所定各基准值的1.5倍、1.2倍及1.2倍性能的设计方法。结果在2000年日本制定的《住宅品质确保促进法》性能评价制度评估中，抗震性能等结构强度、耐久性能、节能性能等所有项目上都获得了最高等级。日本的城镇，住宅密集，建筑物间隔狭窄，这样各个建筑物都需要具有防耐火性能。为此，进行主体结构主要材料薄板轻钢龙骨的火灾模拟高温失稳实验，明确了耐火特性，同时也明确了墙板、楼板、屋架的性能，并且实现了可保证60分钟准耐火性能（可耐受60分钟火热的性能）的规格配置。已通过实验证明，采用外保温方式，将基础到屋面的外侧用足够厚度的保温材料严实地包裹起来，即使是冬季的早晨也会感觉温暖，而且北侧的储物间也无需担心结露。实际已证明还可比现在减少50%（东京地区可节能约40%）的采暖制冷能耗，实现了健康舒适的生活空间。在此基础上，通过对镀锌钢板和自攻螺丝结合部的复合循环实验以及实际房屋中的腐蚀环境测定，证实了耐久性能，并且实现了可保证3代（约75年~90年）的耐久性能（性能评价制度的最高等级）规格配置。2001年11月，日本国土交通省制定了关于薄板轻钢龙骨结构的技术标准通告第1641号，由此，包括薄板钢骨建筑的薄板轻钢龙骨结构建筑物作为一般工艺被“正式地”纳入到建筑基准法体系当中，可适用范围也随之得到迅速扩大。以此为契机，6家钢铁制造商结束了共同研发，从2002年开始，依据通告内容，各公司面向超越KC型的极限而更加发展，分别致力于各自技术、工艺的开发。       日本积水化学工业株式会社设在崎玉县的工厂拥有两条每48分钟即可制造出1幢住宅的生产线，运到现场后、进行装配（图3）。北京北新建材集团与日方合作开发轻钢住宅体系，外墙板采用北新集团自产的15mm厚“金邦板”作为防护、装饰面层。     3）澳大利亚的博思格轻钢住宅技术：澳大利亚的博思格从1970年开始用薄壁型钢代替木结构建造住宅，到90年代就形成了“博思格建筑系统”。博思格的薄壁钢是1到2毫米厚的高强镀铝锌钢板（屈服强度550MPa），外墙采用符合夹心墙：外侧为增强纤维水泥板或加气混泥土板（GRC或ALC）、内侧采用石膏板或埃特板、中间采用玻璃棉纤维保温，楼板采用定向刨花板(OSB板)，屋面采用彩瓦。还有钢桁架体系、封檐体系、天沟和落水管体系等。其住宅建筑技术于2005年初引入中国，有建筑系统生成软件完成构件和节点详图，可直接输送到加工设备进行自动加工，所有节点用螺钉连接，没有焊接。2005年9月在北京第五届国际建筑钢结构展览会上，博思格展示了其轻钢住宅建筑技术，并在上海建造了一幢连体别墅建筑，据说其所有的产品和材料都是在中国生产的。博思格钢铁公司在澳大利亚坎布拉港拥有年产510万吨的钢铁生产基地，在新西兰有62.5万吨钢铁生产基地，在美国和亚太地区都有钢铁产品生产或加工厂。4）欧洲的节能住宅建筑：德国从2002年开始实行新的建筑节能规范（EnEV2002），其核心是从控制单项建筑维护结构（如外墙、外窗、屋顶）的最低保温隔热指标，转化为对建筑物真正的能量消耗量的控制。具体管理是：建筑能耗定量化，即新建住宅必须出具能耗证书。就像汽车百公里油耗是多少一样，这套房子每年的能耗是多少要定量化。建筑能耗计算书须提供给主管部门，并作为售房、出租过程的必要文件。这一规定对德国的住宅开发以及建筑材料市场产生了很大影响。瑞典在面向可持续发展的住宅建筑技术开发过程中，并不追求特别先进的技术和产品，而是把重点放在对成熟、实用的住宅技术与产品的集成。例如在节能方面尽量应用可再生能源，包括风能、太阳能、地热和生物能（垃圾处理余热），而且也只是对这些当地已经广泛应用的风能、太阳能、地热和生物能等成熟的技术加以集成。2、 我国的钢结构住宅现状我国钢结构住宅起步较晚，上世纪还处于限制建筑用钢年代，到了本世纪初，钢产量的增加，为了拉动内需，鼓励建筑用钢，制定了国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要，提出了钢结构住宅的概念。原建设部科研立项支持研发钢结构住宅技术，并颁发了《钢结构住宅建筑产业化导则》，用以指导各地的钢结构住宅研发。从此以后，陆续出现了以国产H型钢结构体系的多层和高层钢结构住宅（图4），还有用国产H型钢建造低层的钢结构住宅，现浇钢筋混凝土楼板，用砌块填充墙体（图6）或墙板（图7）作为围护体系，采用现行的钢结构技术规范。也有引进国外C型钢龙骨结构体系的低层钢结构住宅（图8），采用OSB板、石膏板、水泥板作为围护体系（图9）。          图4　H型钢多、高层钢结构住宅               图5　H型钢低层钢结构住宅                                                                 图6砌块填充墙体图7墙板外挂围护体系