日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

日本钢铁联盟与日本钢结构协会会刊《STEEL CONSTRUCTION TODAY & TOMORROW》的相关情况,包括其出版周期、面向对象、内容等,还阐述了其翻译版本的变化。同时详细介绍了积水住宅株式会社、大和房屋工业株式会社、旭化成HOMES株式会社等企业不同的住宅构建工艺,最后提及了钢架组合式预制住宅的未来发展方向。

《STEEL CONSTRUCTION TODAY & TOMORROW》是由日本钢铁联盟与日本钢结构协会联合发行的会刊。这是一本每年出版3期的英文版刊物,其发行范围覆盖全球各相关企业与部门。该刊物的宗旨在于介绍建筑、土木工程领域中钢结构的相关规格、规范,同时展示先进的项目实例、最新的施工技术以及各类材料等内容。

为了方便中国读者理解刊物内容,在2010 - 2016年期间,杂志社同步提供文章对应的中文版翻译,并与英文版一同发行。不过,从2016年起,随同英文版同步发行的翻译改为了泰文、马来文等。这一转变暗示着日本钢结构行业的亚太区海外业务全面转向了东南亚市场。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

接下来,我们来了解几种不同的住宅构建工艺。

构架式 - 板框式

积水住宅株式会社采用的是板框结构方式的构建工艺。该工艺于1960年开发成功,它采用C形轻量型钢作为结构主体。在当时普遍采用木造住宅的时代,这种以“钢材、铝材、以及塑料”为主要材料的构建工艺无疑是一种创新性的住宅建造工艺。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

图1 板框构建工艺的概述

1962年,该公司开发出了将新型产品上下重叠的2层住宅;1964年,又开发出了考虑到设计性的部分2层结构住宅。其采用新开发的独特钢构架构建工艺,能够根据2层的位置及房间配置自由度等客户的要求,并且符合法令规定进行有效设计。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

照片4 板框工艺部件的生产线

这种构建工艺将具备抗震性的钢制支架以X形状设置的承重墙分别设在1层和2层,从而兼顾了设计自由度和结构强度。

2003年,积水住宅株式会社开发了免震住宅,作为最高水准的抗震对策受到广泛关注。此后,该公司还着手推进性价比优异的震动控制技术的开发。2007年,采用了独特的地震动能量吸收系统。该系统将部分作为抗震结构的承重墙换成安装了特殊减震器的构架系统,是一种可吸收摇动的系统。通过这项新技术,板框式构建工艺成为具有抗震、震动控制、以及免震全部阵容的系统。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

照片6 地震动能量吸收系统

构架式 - 墙板并用式

大和房屋工业株式会社的钢架结构组合式预制住宅采用的是墙板并用式构建工艺。该工艺在工厂对钢构架安装外部装潢材料、隔热材料、以及内部装潢基材,制造完成墙板,然后在施工现场进行组装,这样可以减少现场施工量并缩短工期。这一基本原则的理念从最初开始一直延续至今。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

图3 墙板并用式的墙板组装图

为了将由外部装潢材料及内部装潢基材封闭的墙板相互连接,需要在墙板之间采用槽形连接部件(柱)。为了与钢筋混凝土基础连接以及与上侧的主梁连接,也需要事前在墙板侧预埋螺母等采取措施及使用连接材料。连接部件的宽度与板框的厚度相同,将墙板厚度的中心作为基准线,即使对于有外角和内角的平面,也可采用无需组件调整配件的墙板实现。

墙板并用式系统的组件尺寸最初为940mm,这是与传统的京间式(关西地区)草垫长边尺寸6尺3寸的一半、即约945mm近似的尺寸。这是从尽可能有效利用当时外墙材料的一般性制造尺寸一倍的1820mm(另外加上连接部件处的间隙60mm 成为1880mm,其1/2为940mm)的考虑出发而确定的。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

图5 墙板并用式的墙板平面图(改进型)

后来,与外墙建材尺寸的有效利用相比,为了提高楼板、天花板等内部装潢建材的尺寸效率,按照目前的住宅建材的平均尺寸,统一成为江户式(关东地区)组件的3尺(约910mm),将曾位于结构中心的基准线设在外围结构的内侧,以减少用于楼板、隔墙、以及天花板等的配件,形成了如图5所示的平面和平面细节。

墙板并用式构建工艺从当初的2层建筑、房间数量较多的配置逐渐发展为设置更大空间及大尺寸开口部分的设计,并部分采用结构部件进行加固(横梁、高强度承重墙等)。虽然在向3层建筑推进时,该系统存在难以满足各种需求的困难,但是在应对城市部分等狭小用地方面,墙板式住宅也具有一定优势。

构架式 - 框架式 - 系统框架结构

旭化成HOMES株式会社的构建工艺采用了系统框架结构。该工艺将H形钢梁用端板方式与方形钢管柱直接以面接触连接,使用特殊的高强度螺栓实现刚性连接。由于其便于批量制造的部件结构和简单的架构,这种构建工艺实现了常规工艺非常困难的框架结构的组合式预制化。

1985年,该公司获得了将柱梁连接部位及底座等作为原始工艺的38条认定,作为组合式预制工艺实现了框架结构。关于底座,采用通过特殊垫圈注入砂浆的固定底座式露出型固定底座工艺,以及柱与柱的连接也为干式螺栓连接(目前为柱连接器),是无需现场焊接的钢构架结构。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

照片7 系统框架3层住宅

此外,该公司还扩大了本构建工艺的部件尺寸,开发采用柱250方钢管的系统框架结构。作为3 - 5层的住宅商品,除了专用公寓之外,还可用于公寓并用及商店并用等复合用途的公共住宅。

目前,采用150方钢管立柱的系统框架结构的主体系统,将多样化住宅作为商品群向3、4层建筑市场推进,提供中层城市型住宅以满足广阔市场的需求。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

照片11~13 单元住宅、安装、工厂生产线

初期的单元式住宅以800mm(目前为900mm)为基准尺寸,是将宽2,400mm×长5,600mm(外形尺寸为5,000mm)×高2,700mm 的单元在平面及立面上整齐式配置的简单系统。1、2层等载荷条件的不同通过改变柱、梁的材料断面及壁厚予以满足。这种结构的主要特征是设计了在山墙侧凸出的、称为山墙外壁的部分,用于顺利完成单元之间的相互连接,并且可作为收纳空间等利用。

图7 单元住宅结构图

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

随着时代的发展,单元的种类及组合方法不断进化,以满足配置、价格、以及设计的要求。其中典型工艺有以下3项:①亚单元:采用标准单元宽度尺寸大约一半的单元,大幅度提高了楼板面积的对应以及用地的对应等配置自由度。②屋顶工艺:用于形成三角屋顶的工艺。将屋顶的构成部件分为屋顶单元及墙板,可用1天安装(完成防雨水处理)完成各种屋顶形状。③高梁工艺:2层的底梁部分在现场加固,取消由1层的4个单元构成的中央立柱部分,可实现作为住宅困难的最大33个草垫、无立柱以及无墙壁的大型空间。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

图9 外墙多功能材料生产工序

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

采用承受垂直载荷以及地震及风压水平力两方面的框架构成的单元,便于对建筑物进行承载力要素协调良好的配置设计,同时由于不依赖于承重墙,因此提高了设置直到天花板的大开口自由度。

开发这种胶囊单元构建工艺的目的是实现“高度工业化”和“高速施工”。采用胶囊单元,不仅外墙及外部结构、而且隔墙及内部门窗及装修等作业也可以事先在工厂完成,大幅度提高了工厂生产化比例。由此可保证稳定的质量,并且减轻了现场施工的负担,实现缩短工期。

日本钢结构会刊及多种住宅构建工艺全解析 日本钢结构会刊变迁,住宅构建工艺新趋势

照片17 单元的安装

钢架组合式预制住宅的未来

目前,为了实现低碳化社会,各钢结构组合式预制住宅厂商致力于进一步提高节能性能,推广普及创能和蓄能技术,并积极推进相关技术的开发。

此外,面向现有建筑物有效利用型社会,对于有效利用及再生以往提供的大量钢材料组合式预制住宅的技术开发、以及增建及改建制度运用的讨论等也在积极推进。

本文围绕日本钢结构相关会刊展开,介绍了其发展变化暗示的行业市场转向。同时详细阐述了积水住宅株式会社、大和房屋工业株式会社、旭化成HOMES株式会社等企业不同的住宅构建工艺,包括板框式、墙板并用式、系统框架结构等。最后指出钢架组合式预制住宅未来在节能、创能蓄能以及现有建筑有效利用等方面的发展方向。

原创文章,作者:Daniel Adela,如若转载,请注明出处:https://www.gouwuzhinan.com/archives/42131.html

(0)
Daniel AdelaDaniel Adela
上一篇 2025年3月23日
下一篇 2025年3月23日

相关推荐

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注