多层轻钢结构住宅课题研究总报告

 内容提要：本报告以国家住宅产业化基地之一的北新建材拟引进国外多层轻钢结构住宅体系技术为研究对象，通过组织专家团队进行调研、考察、分析、研讨，从技术、经济、市场等不同层面探讨了拟引进技术的可行性，并给出具体的供参考建议。

 

 

 

    关键词：住宅产业化，冷成型钢结构、冷弯薄壁型钢结构，薄板钢骨结构，新日铁、多层住宅，结构、防火、热工、建筑配套、CFSF

 

 

 

    所在行业：制造/建材/建筑/房地产

 

 

 

    一、课题研究说明

 

 

 

     1、课题背景

 

    北新是建设部最早建立的国家住宅产业化基地之一，基地的建立是立足于从新日本制铁株式会社(下简称新日铁)引进并自主国产化的薄板钢骨建筑(三层以下)体系核心技术以及十大住宅部品系列的配套。近年来受国家宏观调控影响，三层以下别墅、独立式住宅以及低密度联排住宅市场极大萎缩，北新面临着寻求并开拓新市场的严峻局面。2006年北新高层在与其合资方新日铁接洽后，开始关注新日铁在多层薄板钢骨方面的技术，同时力图在原有三层以下产品的基础上升级到多层建筑领域，以应对国内市场及政策方面的变化。2006年底，北新基地正式请求建设部住宅产业化促进中心对是否引进多层住宅技术给与指导和支持。作为建设部国家住宅产业化基地的归口管理单位，住宅中心迅速组建了涉及各专业的专家团队，着重从技术、经济等方面对北新拟引进的技术进行分析研究。

 

    2、研究范围与目标

 

    轻钢结构是钢结构的一个重要分支。以钢材的轻重来区分，有轻钢与重钢两类。轻钢是对所有轻质钢材的通称，是一个更为市场化的名称；研究轻钢结构住宅从住宅产业化链条的角度看，北美的定义更值得借鉴：北美从型钢制作工艺上的差异定义不同类型型钢，总体上分为“冷钢”和“热钢”，即冷成型和热成型两大类。这种定义方式之所以对产业化重要是因为：成型工艺的不同决定了产业链条上的各关键阶段方式的不同。如，型钢的生产，组装，结构和体系的设计，安装和施工等几乎所有这条产业链上的环节都因为型钢的制作工艺有冷与热之分而表现出完全不同的状态。在专业领域北美称“冷钢”为：CFS(COLD-FORMEDSTEEL)。在我国学术界称之为“冷弯薄壁型钢”，(国家标准也是以“冷弯薄壁型钢”命名)，南京工业大学董军博士将CFS直译为“冷成型钢”，尽管在学术领域这些名称还存在争议，但是概念却是更清晰了。似乎“冷成型钢”更利于我们对这一产业的理解，即在常温下将钢片、钢带、钢板、或扁钢条冷成型形成各种钢构件，这种冷成型工艺包括辊式冷成型机组生产、压力机模压成型或者弯板机弯曲成型，甚至冷拔成型。由于产量、规格、品种少，我国甚至将某些热弯型钢(如采用高频电流局部加热成型和用红外线预热成型的型钢)也归入到冷弯型钢范畴。

 

    北新基地的原有三层以下核心技术，正是采用的0.4mm~3.0mm之间的镀锌薄钢板冷成型为各种建筑构件，与结构板材共同组装成为建筑主体的技术。正因为如此，本课题研究的主要对象还是有别于国内通常所指的“轻钢结构”，“冷弯薄壁型钢结构”，准确地说，应该是“冷成型钢结构”(COLD-FORMEDSTEELFRAMING以下简称CFSF)中的板式体系，是通过辊式冷成型机组生产型钢，采用自攻螺栓、拉铆等(无焊接)冷连接方式与结构板材共同组装成结构构件的薄壁(0.4mm~3.0mm)冷钢技术。研究范围是多层住宅。(按照《民用建筑设计通则GB50352-2005》中3.1.2条的规定，住宅建筑4~6层为多层住宅)

 

     研究的主要目标是：1、分析评价拟引进的日本多层技术的水平；2、该技术进入中国有何障碍；3、如何应对的建议。

 

    3、研究方式与进展

 

     课题研究主要依靠建设部住宅产业化中心的专家平台，采取调研与研讨相结合并最终形成专业报告的方式进行。

 

     根据北新基地的现实情况，住宅中心有针对性的组织成立了由结构、防火、热工、建筑、设备等各专业方面权威专家组成的专家组，考察了日本新日铁的多层冷钢技术，并按专业形成各专业小组，分别从结构、防火、热工、建筑配套等各方面对日本技术进行评价，其间还重点调研考察了国内外相似类型的企业以及实施的示范项目，如美国的华星顿，中国的莱钢，万科等。在住宅中心的组织下，课题组还定期派专人检查各专业小组的进展情况，及时沟通联络，做到信息共享，提高工作效率。根据课题实施计划，集中召开了三次专家研讨会议，截至2007年2月13日，先后收到已完成的各分组报告有结构、防火、热工等若干篇。

 

 

 

    二、CFSF技术国内外发展概况

 

 

 

    自1838年起，在俄、美、英等国先后采用压力机或冷拔机生产单件冷弯型钢；1910年，美国首创辊式冷成型工艺，建设了第一套辊式冷成型机组，开始了批量生产冷弯型钢，其后，英、德、法、捷等国相继建成了专业化生产的冷成型机组，冷弯型钢的生产和应用进入到一个新的阶段。冷弯型钢技术的研究自1939年起在美国康奈尔大学和其他大学陆续展开，康乃尔大学成为世界冷弯型钢结构技术的中心，该校的乔治.温特教授是冷成型钢结构性能研究的鼻祖。随着理论的不断发展，从1940年起，冷弯型钢开始广泛应用于建筑领域，冷弯型钢结构CFSF就是其中的最主要应用。直到今天CFSF技术已经被广泛的应用在低层以及多层建筑中，尤其是在北美、日本、澳洲、欧洲等发达国家和地区，以环保节能、经济性良好见长的CFSF技术有逐步取代木结构房屋的趋势。

 

    1、CFSF技术国外发展的历史与现状

 

     A、技术层面

 

    ·北美