北新多层轻钢住宅课题研究报告

1、-. z梁小青等：北新多层轻钢住宅课题研究总报告容提要：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构造住宅体系技术为研究对象，通过组织专家团队进展调研、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，冷成型钢构造、冷弯薄壁型钢构造，薄板钢骨构造，新日铁、多层住宅，构造、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、 课题背景北新是建立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

2、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，开场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根底上升级到多层建筑领域，以应对国市场及政策方面的变化。2006年底，北新基地正式请求建立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。作为建立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展分析研究。2、 研究围与目标轻钢构造是钢构造的一个重要分支。以钢材的

3、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；研究轻钢构造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，构造和体系的设计，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，工业大

4、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*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畴。 北新基地的原有三层以下核心技术，正是采用的0.4mm3.0mm之间的镀锌薄钢板冷成型为各种建筑构件，与构造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通常所指的轻钢构造，冷弯

5、薄壁型钢构造，准确地说，应该是冷成型钢构造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构造板材共同组装成构造构件的薄壁0.4mm3.0mm冷钢技术。研究围是多层住宅。按照民用建筑设计通则GB50352-2005中条的规定，住宅建筑46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立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展。根据北新基地的现实情况，住宅中

6、心有针对性的组织成立了由构造、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，分别从构造、防火、热工、建筑配套等各方面对日本技术进展评价，其间还重点调研考察了国外相似类型的企业以及实施的示工程，如美国的华星顿，中国的莱钢，*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。根据课题实施方案，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构造、防火、热工等假设干篇。二、 CFSF技术国外开展概况自1838年起，在俄、美、英等国先后采用压力

7、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，建立了第一套辊式冷成型机组，开场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构造技术的中心，该校的乔治.温特教授是冷成型钢构造性能研究的鼻祖。随着理论的不断开展，从1940年起，冷弯型钢开场广泛应用于建筑领域，冷弯型钢构造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、欧洲等兴旺国家和地区，以环保节能

8、、经济性良好见长的CFSF技术有逐步取代木构造房屋的趋势。1、 CFSF技术国外开展的历史与现状A、 技术层面 北美北美是冷成型钢构造技术研究的发源地，无论是理论研究还是市场应用方面始终处于领先地位。1939年康乃尔大学在乔治.温特教授领导下开场对CFSF技术的研究。研究工作得到了美国钢铁协会AISI的资助。短短几年中，温特教授获得了一系列的研究成果。1946年，基于温特教授的研究成果，AISI发行了容许应力设计ASD规冷成型钢构造构件设计规，这也是世界上最早的CFSF技术规和准则。正是这个规的出台，大大加速了薄壁冷成型钢构造在美国的应用和开展。AISI于1956、1960、1962、1968

9、、1980、1986年对该规进展了修订，以反映该技术的开展以及不断研究获得的结果。AISI还于1991年发行了第一版荷载抗力系数设计LRFD规，并在1996年将ASD和LRFD规合并成一本规。1999年，AISI又发布了1996年版的补充。2005年AISI又发布修订版。美国将AISI相关冷成型钢设计标准上升为国标，其中包括：冷成型钢构造总则，低层轻钢住宅指定性建造方法标准，冷成型钢桁架设计标准，冷成型钢过梁设计标准，冷成型钢抗侧力体系设计标准。作为美国在经济贸易方面的主要伙伴，加拿大在冷成型钢构造领域也积极向美国看齐。加拿大标准协会CSA于1967年也发布了冷成型钢构造设计规程，在CFSF低

10、层住宅方面加拿大有着比美国更为细致的技术规与手册，如加拿大薄壁钢建筑构造协会CSSBI发布的轻钢住宅构造施工细则，轻钢住宅构件选样标准表轻钢住宅构造设计指南，低层轻钢构造施工细则等。更为重要的是，加、美两国成立了北美钢构联盟NASFA最终实现了北美冷成型钢构造设计标准的统一。 欧洲20世纪70年代起，欧洲许多机构和私人公司对冷成型钢构件、连接及构造体系进展了积极研究和开发。在奥地利、捷克、法国、瑞典、英国、德国等都是最早形成冷成型钢设计规的国家。同时，欧洲钢构造协会(ECCS)，通过其TC7委员会，完成了一些用于建筑冷成型钢构造测试及设计的文件。20世纪末，欧洲标准化委员会发行了用于冷成型钢构

11、件和钢板的欧洲规3中的1-3局部Eurocode3:Part1-3。这项工作是由欧共体委员会发起，与ECCS的一个工作组协作完成。这标志着：欧洲在冷成型钢构造方面也有了统一标准。 澳洲冷成型钢构造技术在澳洲的开展主要是以澳大利亚和新西兰两国为代表。在当今冷成型钢构造技术领域澳大利亚的Hancock教授是继美国的温特教授之后又一位出色的大师级人物。在他的主持领导下，澳洲于1996年统一了冷成型钢构造技术标准：Australian/NewZealandStandardonCold-FormedSteelStructure，AS/NZS4600，1996，由于澳洲处于非地震地区，所以澳洲的冷成型钢构

12、造设计根本不考虑地震作用，建筑产品也仅限于低层住宅。 亚洲亚洲冷成型钢构造的开展开场于20世纪80年代，最早出现相关技术规程的国家有印度、日本等国。进入90年代，日本加大了在冷成型钢构造领域的研究与开发，始终走在亚洲各国前列。1995年日本钢材俱乐部成员以新日铁为首的六大钢铁企业联合开场研发冷成型钢构造技术后称为KC技术体系，并于2002年发布薄板轻量型钢造建筑物设计手册，此后上升为国家标准。日本目前正利用自身研发优势，积极扩大在亚洲各国的影响，他们不断将冷成型钢构造新技术推广到中国、国、泰国等东南亚地区以及地区，试图在冷成型钢构造领域制定统一的亚洲标准。为此中、日、三方的钢构造协会已达成默契

13、，每年轮流在三国间召开一次集中研讨会议，力图完成标准的统一。总体看来，CFSF技术的开展是在向区域整合，全球一体化的方向开展；北美已走过了该领域技术开展的顶峰期，目前以日本、澳洲为代表的兴旺国家在该领域研发的投入较大。B、 市场层面冷成型钢构件的用途非常广泛，在许多不同行业和市场中都有运用，如汽车车体、铁路客车、各种类型的设备、货架、谷仓、公路产品、传输塔、传输杆、电缆桥架、排水设备以及桥梁构造等，其中建筑业一直是冷成型钢的最大用户。如日本，在1980年，其冷成型钢产品的70%以上是用于建筑业，而机械制造、交通运输和造船业等方面的用量还缺乏10%，欧美等兴旺国家的情况大多如此。而冷成型钢构造C

14、FSF的应用主要集中在房屋建筑围。冷成型钢是一种高效经济型材，具有质轻，构件强度高、刚度大、质量均匀、建造安装便捷，产业化程度高、防白蚁及腐蚀均好，材料可回收，等诸多优点，因此在低层房屋建筑中被广泛使用。在北美，传统木构造住宅由于日益受到材质不稳定，以及资源方面的限制，正日益被冷成型钢构造CFSF所取代：美国1993年建造了15000幢冷成型钢住宅，1996年75000幢，2002年后将占住宅市场份额的25%。在北美，这种构造还被越来越多地运用到多层建筑领域，据建立部住宅中心考察报告称北美CFSF多层住宅已实施将近300万平方米。在日本住宅市场，冷成型钢构造住宅日本成为薄板钢骨住宅份额也呈逐年

15、上升趋势，现在年建造数量都在10000栋以上，并被国家大力推广使用。在产品形态方面，这种构造不光被用在独立式住宅、别墅中，学生公寓、汽车旅馆、超市、儿童活动室、老人福利院、医务所等不同类型建筑均有广泛使用。除了整体房屋产品，以冷成型钢构件组装成的墙体、楼板、屋面、屋架、桁架、网架、平台、楼梯、门窗乃至管道、容器、围堰、钢板桩等部品也被大量使用在公共建筑之中。在日本，冷成型钢和H型钢已成为建筑业主材；加拿大用于建筑业的冷成型钢量已超过普通热轧型钢；瑞典在上世纪90年代末，金属压型板已在工业建筑中占屋面用材的90%，墙面用材的70%以上。亚洲的国、中国地区以及东南亚一些国家都在广泛使用冷成型钢构造

16、产品。从全球市场看，CFSF住宅主要以低层为主，多层仅在北美有建成工程，北美以外地区还没CFSF多层住宅工程出现。2、 CFSF技术国开展概况与西方兴旺国家相比，我国的冷成型钢构造技术的开展起步较晚，上世纪80年代初期，国以冶金建筑科技大学现建筑科技大学的何保康教授、建筑工程学院现哈工大的耀春教授为代表的一批钢构造领域的学者赴美国康乃尔大学师从乔治.温特教授，这是我国冷成型钢构造领域研究的开端。自此，北美先进的冷弯型钢构造技术被引入我国。结合我国钢构造技术的实际，1987年我国发布了第一部冷成型钢构造设计标准冷弯薄壁型钢构造技术规GBJ18-87，1998年开场全面修订，并于2002年9月27

17、日发布修订的冷弯薄壁型钢构造技术规程GB500182002，新修订的规为国家强制性标准。在新规中还增加了单层房屋设计中考虑蒙皮作用的设计原则。这是我国冷成型钢构造技术领域最权威的标准，业称为轻钢构造的母规。近几年，随着国外冷成型钢构造技术的不断引入，标准滞后严重阻碍了冷成型钢构造新技术与市场的开展。例如在国标冷弯薄壁型钢构造技术规程GB500182002中，还没有涉及钢板厚度2.0mm以下围，也就是说在中国对国外新引入的一些薄钢板0.4mm2.0mm冷成型钢构造技术还没有国家和行业标准可遵循。一些企业如北新从自身经营的考虑编写了自己的企业标准薄板钢骨建筑体系技术规程属体系类标准，2003年完成

18、，并通过在国各地备案的方式实施CFSF住宅建立工程；绿筑公司编制了企业标准低层冷弯薄壁型钢构造施工质量验收规程2005年；在行业标准方面，2004年建立部开场组织编写低层轻型钢构造装配式住宅技术要求属产品类标准并于2005年发布；中国工程建立标准化协会CECS正在组织编制冷成型钢构造房屋体系的设计标准低层冷弯薄壁型钢建筑技术规程属工程类标准在编。总体看，对于2.0mm以下薄钢板冷成型构造设计到目前为止还没有可直接依据的国家标准和行业标准。最近，据悉母规会得到补充，将扩大构件壁厚的适用围。由于近年来冷成型钢构造试验方面不断取得进展，原规主要承重构件壁厚适用围2.0mm6.0mm将可能扩展至0.4

19、mm6.0mm，这将是对母规的一个重大突破。市场方面的开展落后于技术领域。上世纪80年代中后期尽管一批学者从美国学成回国，又出台了冷弯薄壁型钢构造的国家标准，但市场并无大的开展，在寂静近十年后的90年代中期才率先在工业厂房，仓库等工业建筑中开场使用门式刚架等冷成型钢构造技术。这是一次普及全国的门式刚架厂房热，包括门式刚架、冷弯型钢檩条、支撑、压型钢板屋面和墙面等冷成型钢构件大量的被使用在这种新型构造厂房中。上世纪末本世纪初，一批国外成熟的低层冷成型钢构造住宅技术进入中国，如日本的新日铁、澳洲的博思格、美国的华星顿等企业都开场涉足中国建筑市场。截止到现在冷成型钢构造主要还是应用在三层以下建筑，据

20、不完全统计，我国近年已建成的这类薄板轻钢房屋体系约有一千余幢。总体上，我国低层冷成型钢构造住宅市场方面尚处于起步、开展阶段。多层、高层住宅更是空白。三、 对拟引进的多层CFSF住宅技术的分析针对北新拟引进的多层CFSF住宅体系技术专家组亲赴日本做了实地考察。以下将概要列出专家组对该技术的评价以及对引进该技术可能存在的问题、解决方法的说明。1、 日本CFSF技术的现状新日铁的CFSF技术在日本处于领先地位。1995年，新日铁联合另外五大钢铁企业共同开发CFSF低层住宅体系技术KC，新日铁在KC之上还拥有企业专有技术，在建筑跨度、适用围等方面都大大超出了KC围。2002年，新日铁与北新合资进入中国

21、市场后，同时启动了多层CFSF技术的研发，以应对中国市场的变化。经过近五年的研究，新日铁在设计、生产、施工等三个方面有所创新。A、 设计方面新日铁在原有低层技术的根底上重点在剪力墙板连接构造、构造用板材选用、防火构造、隔热构造等方面进展研发并取得一系列成果。 剪力墙板连接：新日铁的CFSF技术属于冷成型构造中的蒙皮构造板肋体系，强调的是冷型钢与构造用板材共同形成抵抗横向荷载的整体墙板，类似于钢筋混凝土构造中的剪力墙。新日铁技术中每层楼板都搁置安装在该层的墙板之上，墙板在竖向都被各层楼板隔开，竖向墙体在构造上无法构成连续的墙体。因此技术上就要通过贯穿楼板的抗拔锚栓将上下层墙板连成整体，同时靠抗剪

22、螺栓将墙板与楼板连接在一起。这样的技术措施在日本通过了试验检测，对于三层以下建筑是完全可靠的。进入多层住宅建筑，竖向及水平荷载作用更大，对于抵抗水平荷载的主要构件剪力墙来说，如何通过技术措施使剪力墙体的整体连续性更好，能充分抵抗风、地震等水平荷载作用是新日铁研究的重点。从考察现场的结果看，新日铁在这方面有所改良，主要具体措施是：增大原有抗拔螺栓直径由16mm增加为24mm，并在抗拔螺栓外增设钢套管以进一步增加强度，这种套管式抗拔螺栓也是新日铁的一大创新。新技术体系的抗震能力大大提高，是原有KC技术抗震能力的1.5倍。 构造用板材：构造用板材是蒙皮构造中的重要组成局部，新日铁三层以下CFSF住宅

23、技术中一般采用OSB定向刨花板或者构造用合板；在新的技术开发中，新日铁找到了一种替代板材-水泥纤维质板材。这种板材的替代，解决了原来木质板材在防火、防水、以及构造整体强度方面的缺乏。(类似技术在北美，构造用板材的选用和日本不同：北美低层住宅一般采用OSB板材，多层中采用水泥质板材或者钢板较多；日本的OSB板材一般为进口，所以用构造合板较多。) 防火：日本的防火要求在全世界都是偏高的，而且防火规的制定更为科学、细致。日本根据城市不同地段建筑物的密集程度及地域功能等的实际情况不同，防火要求相应也有所不同：如日本将城市分为四种不同防火要求地区：防火地域、准防火地域、22条地域、无指定地域等。根据不同

24、地域的防火要求再分别考虑设计不同耐火等级的建筑物。建筑根本法规定所有的建筑构造按照耐火性能由高到低依次分成四大防火类别：耐火构造、准耐火构造、防火构造、准防火构造，其中准耐火构造又分为45分钟准耐火构造和1小时准耐火构造。详细规定可另参见防火组报告。日本的KC技术和新日铁原专有低层CFSF住宅技术在防火性能方面都只能到达45分钟准耐火性能和1小时准耐火性能的要求，所以根据日本标准KC和新日铁技术在防火地域均不能做到三层住宅包括独立式住宅和集合住宅，甚至在12层住宅都受到建筑面积规模方面的限制，如在防火地域独立式住宅面积不能超过100平方米。为了进一步扩展CFSF住宅市场领域，新日铁在近几年里开

25、发出耐火构造建筑，这使得CFSF住宅突破了三层防火要求，也就是说：按照日本标准，可以用新日铁开发的CFSF住宅技术建立所有3000平方米以下三层住宅含独立式和集合式住宅。新日铁在防火方面开发出1小时耐火建筑主要从以下三方面着手：1) 采用耐火性能较高的板材，如不燃水泥基构造用板材见上文说明、耐火石膏板等作为根本材料。以延长墙体耐火时间，增强耐火完整性，比原有构造还降低了本钱。构造示意如图1由至外依次为防火石膏板双层，墙体柱，水泥质构造板，保温材，空气间层，外墙板。2) 隔墙采用采用断热桥的方式，不但解决了隔声问题，而且有利于隔墙受火时延缓背火面温度由于龙骨的导热而升温过快。3) 墙系统中板接缝

26、处增加止火带，以阻止板与板接缝处可能的窜火、漏火情况的发生，提高了耐火性能。 隔热新日铁原CFSF住宅体系技术中以整体外保温方式见长，彻底解决了钢构造建筑的冷热桥问题以及构造部结露等难题，节能效果良好。在寒冷地区住宅的节能效果及其突出，但CFSF住宅体系属于轻质体系，轻质体系的一大特点就是建筑外围护构造热惰性指标较低，热稳定性较差，因此在炎热地区，隔热成为一大课题。新日铁近年来在建筑的隔热方面有所改良，其途径是从解决热辐射入手，重点是通过在复合外墙中增设反射层，提高墙体对辐射热的反射作用，大大降低了辐射热对建筑室的热环境的影响，经测试比拟比未采取反射措施的建筑在夏季的用电量降低30%，节能效果

27、明显。热稳定性也有所提高。B、生产方面生产方面的创新在于将构造设计与板块生产自动化连为了一体。新日铁新开发出一种称之为NSCAD的软件，该软件大提高了设计速度并能实现设计数据与生产设备的完全接口，在设计阶段就能配备齐板块组装所需要的所有连接件。数据输入生产设备的CAM系统，就能实现自动化生产板块和屋架，极大的提高了生产效率，减少了出错率，确保板块的品质。C、施工方面由于开发出NSCAD软件，使得住宅工厂化生产的程度更高。原来的技术是在工厂生产好构造墙板，楼板，以及屋架，其他像保温工程等都是需要到现场人工完成。新技术由于设计的完备，完全实现了保温在工厂里一次性制作完成，这就使现场施工的速度大大加

28、快，在一些规模较大的建筑施工中，这种优势就更能表达出来。2、 将日本多层CFSF技术引入中国可能存在的主要问题及应对策略依据课题组各分组的报告结论，以下表格1将归纳总结从日本引入多层CFSF技术可能存在的主要问题以及应对策略，并在表后分别简要说明。其中主要从技术与市场两大方面可能面临的主要困难展开，技术障碍包括技术层面和经济层面的；市场障碍则主要在目标市场的选择与定位上。本节涉及的是存在的主要障碍与核心问题，其他需要完善和改良但并不直接构成障碍的方面将在第3节中说明。表1：日本多层CFSF技术进入中国面临的主要问题及应对策略附后A、 主要技术障碍技术层面、经济层面日本CFSF技术进入中国的多层

29、住宅市场，在技术层面可能面临的核心障碍在于构造和防火两方面。这两方面问题都是决定建筑平安性的主要容，日本技术能否进入中国就需要首先在这两个方面做出答复，否则根本谈不上其他问题。答复这个问题主要从日本技术是否能满足中国现行技术标准规要求这个角度出发。中日两国技术标准的差异也就成为课题研究的重要组成局部详见各分组报告。 构造技术层面如上文第二章介绍，CFSF技术用于三层以下建筑在兴旺国家都是非常成熟的技术，在我国也开场了实践并进入到市场。但是多层目前仅在北美有具体实施的工程，日本由于规的限制主要是防火方面，目前只能建立到三层据最新的消息：日本的规可能要调整，将允许CFSF住宅建到四层，所以，此次专

30、家组日本考观察到的CFSF住宅均没有三层以上的工程。根据构造组的报告：多层薄板轻钢房屋CFSF体系最主要的问题是墙体构造。而墙体中最为关键的是如何解决受力与传递荷载的问题，其中分为垂直荷载和水平荷载。专家组认为：考察的CFSF房屋体系墙体对承受和传递垂直荷载而言，由3层改作56层是可行的，但底部三层墙体立柱应适当加大截面尺寸；对承受和传递3层以下的住宅或公寓等房屋的水平荷载而言是可行的。但对3层改作56层后是否可行，显然是缺乏的。因此，由低层改为多层薄板轻钢CFSF房屋体系，墙体抗侧力构造必须作适当的改良和增强。由此看出，日本的CFSF住宅技术用于中国的多层市场构造方面的关键是：墙体抗侧力构造

31、能否承受和传递由于层数增加而增大的水平荷载。构造组报告总结指出构造方面存在的问题是：1单根C型钢墙体立柱尺寸不能满足56层竖向荷载下的强度和稳定性要求；2抗侧力构造体系不能满足56层水平荷载下墙体抗剪和抗倾覆要求。墙体设置的抗拔锚栓及抗剪螺栓尺寸、数量及构造等均有待改良。解决方案：问题1不难解决：只需加大在房屋底部几层的墙体立柱截面，如立柱可由二根或多根C型截面组合而成或采用新的压型截面以增加强度。问题2的解决是关键：首先，需改良并增强墙体抗剪、抗倾覆承载能力，如底层抗拔锚栓可改为双锚栓构造或连接锚栓的悬壁连接件直接落地等措施，以减轻立柱局部受力过大而被拉断或压屈破坏现象。在二层以上层间立柱设

32、置的抗拔锚栓亦可采用新日铁研制的带套管的抗拔锚栓，必要时也可采用双锚栓构造等。其次，在剪力墙体中可设置水平及穿插支撑等措施，以增强墙体抗侧能力。总之，将低层CFSF房屋体系用于多层房屋体系时，加强墙体抗水平荷载的构造，是有措施可循的；研发多层CFSF构造体系，从构造平安可靠角度论证是有可能的，也是可行的。具体建议是：1在充分调研的根底上做试设计(可以选择等不同抗震设防烈度地区)，并进一步作经济分析。2重点对多层CFSF体系墙体抗侧能力作必要的试验研究。3建立试点工程并总结推广。除上述问题以外，由于截止到目前，国标冷弯薄壁型钢构造技术规程GB500182002还未修订，多层CFSF构造设计还无法

33、完全依据此标准，在编标准均为三层以下建筑围，因此无标准可依可能也是一段时期企业向市场推广产品的主要障碍。这个问题的解决可以依托建立部住宅中心，结合示工程与试验研究，尽快组织实施标准的编制。 防火技术层面新日铁新开发的CFSF住宅防火性能可以到达日本标准的1小时耐火建筑，这种耐火性能意味着：承重外墙、承重墙、楼板的耐火时间均为1小时60分钟带荷载燃烧，撤火后180分钟观察；屋面的耐火时间为30分钟30分钟加热，撤火后90分钟观察。由于日本试验方法严于我国试验方法，因此日本1小时耐火极限的构件，其耐火性能要高于我国的构件。日本的这种1小时耐火建筑能否满足我国多层住宅的防火规的要求呢.我国住宅的防火

34、要求主要遵循两本国标建筑设计防火规GB50016-2006和住宅建筑规GB50368-2005。住宅建筑规GB50368-2005是建立部于2005年组织编写的我国第一部全文强制性标准，也是第一部以住宅功能和性能要求为根底的标准2006年3月实施。而建筑设计防火规GB50016-20062006年12月实施是对原建筑设计防火规GBJ16-87的一次全面修订。两本规对住宅防火要求的规定有所不同，为了协调统一，建筑设计防火规GB50016-2006特别在第条的注5中规定：住宅建筑构件的耐火极限和燃烧性能可按照现行国家标准住宅建筑规GB50368的规定执行。根据防火组的报告：在下表2中可以看出防火问

35、题的关键所在：日本现有CFSF住宅的耐火性能在楼板和屋顶承重构造两项上都能满足我国现行防火规的要求，但承重外墙、承重隔墙、疏散楼梯三项的耐火性能却不能满足我国规要求。在国标准的执行问题上，由于GB50368和GB50016均为国标，我们以针对住宅防火要求相对较宽的GB50368为依据可建至9层住宅，本课题防火方面的重点就是如何提高承重墙以及疏散楼梯的耐火性能，具体指标是将日本承重墙1小时耐火提高为1.5小时耐火；将疏散楼梯0.5小时耐火提高为0.75小时。防火组的报告指出：提高承重墙体的耐火性能主要通过增加石膏板的厚度或敷设层数，改变填充材料等方式来实现。同时，建议CFSF体系住宅外墙及屋面至

36、少应为难燃烧体。表2中日多层住宅防火规要求的比照附后除了构件的耐火时间外，防火方面另一个值得注意的方面是：防火分区的问题，因为这将直接影响到CFSF多层住宅的户型设计，实际上也就直接关系到CFSF多层住宅产品的形式和规格。尽管GB50368在防火分区上未作具体规定该规的9.2.2条文解释为考虑到住宅分隔特点及其火灾特点，本规强调住宅建筑户与户之间、单元与单元之间的防火分隔要求，不再对防火分区做出规定。这实际上给标准执行带来了一定的难度。因为根据GB50016-2006特别在第5.1.1条的注5中只是明确了住宅建筑构件的耐火极限和燃烧性能可按照现行国家标准住宅建筑规GB50368的规定执行。是否

37、可以理解为：此外的相关容如防火分区等还是要执行GB50016。如果这样，GB50016第5.1.7条的规定三五层民用建筑防火分区最大允许建筑面积为1200m2。如果建到六层，防火分区的要求如何执行标准就有问题了。如果建五层住宅，防火分区1200m2，就会要求各单元面积不能超过1200m2,这需要产品筹划和设计充分考虑，同时对单元分隔墙体可能要求到达防火墙的耐火性能，防火墙的耐火时间是3小时等等这些都会直接影响到产品的构造与本钱，是值得企业充分考虑认证的。 本钱经济指标经济层面按照课题组的分工，本钱经济指标主要由北新相关人员组成的本钱小组完成。北新本钱小组按照多层以六层住宅为例的防火要求做出墙体

38、的试设计构造做法，在此根底上作初步核算，建筑单方造价约为2000元/m2左右。目前的试算属于静态分析，没有考虑产业化程度、规模效应、以及对资金周转的动态影响因素等等。从咨询公司的市场调研报告看：由于目前我国市场还没有多层CFSF住宅，因此没有相关的可比性数据供参考，但多层的重钢构造、热钢构造体系住宅是存在的，如莱钢建立公司的热轧H型钢构造住宅，赛博思金属构造公司的钢框架住宅体系等其造价都在11001500元/m2之间。钢构造以外住宅市场如砖混一般造价为8001000元/m2；钢筋混凝土构造住宅为10001200元/m2。以上数据均为、等一线城市数据，二线城市相对造价更低。因此，在经济层面可能面

39、临的最大问题是CFSF多层住宅的本钱如何更具有竞争力，如果直接与其他传统构造体系的多层住宅产品直接竞争，在本钱上目前还不具备优势。本钱问题从*种角度看仍然是技术层面的问题。解决途径是：一方面优化CFSF住宅构造，对建筑整体配套进展国产化研究，从技术层面上挖掘潜力，在这方面作为建材行业的国家住宅产业化基地北新是有优势的。另一方面，动态的研究本钱问题。随着中国劳动力市场越来越紧缺，等沿海兴旺地区今年甚至出现民工荒。近年来我国经济高速开展，三农问题的解决，农业税的取消等等都将使得劳动力本钱不断上升将成为必然趋势。对于产业化程度高的CFSF住宅来说，本钱的竞争力反而呈现增强的趋势，加上该技术大大缩短建

40、立工期，这又将大大降低工程的整体运行本钱。因此动态的测算工程建立的总体本钱而这又反过来关系到企业的运营模式，跳出传统建立模式的框框，是本钱分析的关键。B、 一般技术问题除了以上技术层面的主要障碍外课题组还对日本CFSF住宅技术的热工、建筑配套等非进入障碍性问题作了考察，并给出相关建议。 热工热工组的报告指出：日本的CFSF住宅外保温方式有良好的保温节能效果，能满足现行标准规要求。但CFSF住宅属于轻形构造体系，其热惰性指标D值较小，一般小于2.5，绝大多数甚至小于1.5。能否满足热工规规定的夏季隔热要求，以及围护构造构造部能否防止冬季冷凝受潮简称防潮是热工方面问题的关键。经过计算，日本现有CF

41、SF住宅外墙外侧带通风间层的构造形式，能够满足夏季隔热要求，但侧须至少采用双层石膏板且总厚度必须到达27.5毫米，以保证围护构造的外表的衰减倍数不致过低。如果采用封闭间层，无论有无铝箔，都不能满足夏季隔热要求。由于外保温方式保证了墙体型钢空间中的温度始终高于露点，不会产生冬季结露。给出的建议是：1从简化构造，降低造价出发，其围护构造仍可适当改良。但改良仍应以外保温层外侧带通风间层这种构造形式为根底来进展。例如可考虑采用具有一定支承和抗弯能力的夹芯保温板材作为外保温层，层板钢骨框架适当简化；2外保温层外侧带通风间层的构造形式已能满足夏季隔热要求，保温层外侧可不做铝箔，因铝箔层阻碍水蒸汽散发，而且

42、其长期效果也令人疑心。3尽管日本的CFSF住宅热工性能良好，但是轻质建筑热惰性低的客观现实不容无视。我国分为五大热工分区，各区域气候条件差异较大，相应的CFSF住宅一定存在最适宜地区。这也需要与目标市场定位结合起来考虑。 隔声隔声问题一直是钢构造建筑的弱项，尤其是CFSF住宅这种轻质钢构造建筑。其中固体传声是隔声问题的主要方面。如何解决楼板、墙板的隔声问题成为CFSF住宅应面对的重要课题。新日铁CFSF住宅隔声技术的原理是：阻断固体传声通道。具体的是将楼板构造层与吊顶层完全分开设置，防止构造层接收到的固体传声直接传送到吊顶层，而影响到楼板下的室声环境。这有别于一般钢构造住宅中楼板吊顶直接安装于

43、楼板构造层之上的做法；同时，又在复合楼板中填充吸声材料如玻璃棉等材料，使得楼板的隔声性能大大优于一般钢构造建筑。据日本测试数据说明：新日铁的CFSF住宅的分户墙构造,在特定的条件下可确保满足日本工业规格Rr-50等级(即相当于钢筋混凝土厚度18cm以上墙体)的隔声(空气传播音)并已取得国土交通大臣认定；住宅楼板的隔声(对冲击音)性能,可确保到达相当于厚度为11cm以上混凝土墙的隔声效果。现已测试评估完毕,正在申请国土交通大臣认定。这些指标，都能满足GB50368-2005中7.1.2条和7.1.3条关于住宅隔声方面的要求。因此隔声方面的建议是：采用新日铁现有隔声楼板、墙板技术。材料可以完全国产

44、化，本钱并不增加太多，室声环境会远优于一般钢构造住宅。 建筑配套日本住宅产业化程度非常高，各种建筑部品配套设施完善，因此建筑构造体系很容易与部品体系相结合，构成性能良好的住宅产品。而我国住宅产业化环境还不够完善，还没有建立起完整的部品体系。因此，如何用国产化的部品集成填充新型构造体系，成为建筑配套组的主要课题。配套组具体提出室八大配套系统和五大支撑技术以解决CFSF住宅建筑配套国产化的问题。另详见配套组报告。C、市场障碍市场层面CFSF技术进入中国市场在市场层面可能面临的主要问题在于：目标市场确实定。前文已经概要的说明了世界各国尤其是兴旺国家CFSF技术的开展与应用情况，同时也指出CFSF多层

45、住宅进入中国可能面临的技术层面与经济层面的主要障碍。我们发现目标市场的定位不同，可能会得到完全不同的结果。比方：如果CFSF技术直接运用于中国的多层住宅市场，将直接面对着砖混、钢筋混凝土、普通钢构造、热轧轻型钢构造等多种产品的竞争，按照目前静态的本钱分析，还存在较大的弱势CFSF住宅比传统构造造价高约30%-50%。兴旺国家由于人工本钱其高，CFSF住宅工厂化程度高，本钱反而具有优势，中国则正好相反，劳动力本钱低廉尽管劳动力本钱呈现上升趋势，但毕竟需要时间，CFSF住宅的本钱优势缺失了，对于中国住宅房地产开发商这个价格敏感度极高的客户，市场的障碍是可想而知的了。另外，由于宏观调控，土地资源正日

46、益稀缺等因素，多层住宅正在逐渐从一线城市消失，仅在城乡结合地区或者二线城市出现，且趋势是在逐渐减少。二线城市的经济水平低于一线城市，因此对造价、本钱的要求会更高，这也有可能对CFSF多层住宅形成冲击。解决途径：重新审视CFSF技术，细分市场，结合企业自身特点找到生存和开展的最正确目标市场。我们可以看到：同样是运用CFSF技术，国外兴旺国家的成熟企业经营的模式各有特色，专注的也是适合各自开展的细分市场。如：美国的华星顿，他们的产品涉及住宅、公寓、旅馆、办公楼等不同的细分市场；日本新日铁的CFSF技术也不只是运用于住宅，还广泛的使用到学生公寓、老年人福利院、儿童活动室、医疗所甚至工业建筑的屋面系统

47、、墙体系统等等。澳洲博思格除了住宅市场、公共建筑市场甚至还向上延伸到建筑屋面体系、复合墙体体系等这些企业的典型模式将在第四章中简要说明和介绍。北新的目标市场如何定位，确实可能是能否成功的关键。3、 结论综上所述，日本CFSF住宅技术引入到中国存在的最主要的技术障碍在于构造和防火以及本钱造价三方面其中，构造的核心问题是解决抗侧力体系的墙体构造以及现行标准的制定出台；防火的核心是解决承重墙体耐火极限的提高；本钱问题是如何将日本技术国产化降低本钱而市场方面的障碍主要在于目标市场的定位。这些障碍在经过深入地研究，充分的国产化后都是能得到解决的。四、 国外典型相关企业的运营模式调研成果国外从事钢构造住宅

48、产业化的成功企业不少，且各有不同的运营模式，他们经营有何异同.对北新引入新技术有何启示.课题组为此还调研了局部企业，以下简要介绍代表企业的情况，供北新参考。1、 华星顿(WORTHINGTON)华星顿公司(WORTHINGTON)是美国一家大型的钢构造加工制造公司，纳斯达克100工业指数股之一。公司成立于1955年，主要产品为：钢材加工、钢构造、压力容器、金属连接件配合建筑钢构造四大类。钢材加工涉及到的行业有汽车、金属器具、航空、建筑等十多个领域。在美国，钢铁产业竞争非常有序，上游的钢铁企业主要以生产钢材为主，绝对不会涉足钢材加工等中游产品，钢铁的使用者又不可能使用直接由钢铁公司生产出来的原钢

49、，因此钢铁加工制造企业就应运而生。华星顿的创始人JohnH.McConnell就是靠抵押自己的汽车借来的600美元起家购置了第一卷钢带从而创立了华星顿。可以说，哪个领域需要钢材，华星顿就会关注哪个领域。在近40年的开展中，华星顿在钢材加工、压力容器等领域成为北美最大的生产商。华星顿涉足钢构造建筑领域是1996年开场的，由于对钢构造建筑市场非常看好，华星顿又具备加工各类钢材的能力，于是1996年华星顿收购了美国Dietrich公司，Dietrich是美国的一家优秀的钢构造公司，尽管规模不大，但在钢构造设计、建筑钢构造技术专利、施工、建筑钢构造市场方面都有很大的优势，尤其是这些方面正是华星顿所不具

50、备的。自此，华星顿成为北美最大的钢构造建筑商，占据美国钢构造建筑市场40%份额，运营上以总承包的方式承接工程，其中设计、构件的加工制作自行掌握，安装施工采取外包。华星顿也因此不断扩，现已开展成为拥有8000名员工，普及全球10个国家的63家工厂的大型企业。2005年，华星顿钢构造筹划进军中国市场，目前已在常熟建立完成一栋6层住宅样板楼可以参看北新朋飞出差考察报告。2、 新日铁(NSC)新日铁NSC始建于1901年，是日本最大的钢铁企业，也是世界级钢铁巨头之一。公司业务涉及：钢铁冶炼、制造、环境与水务、化学、能源、建筑、新材料、城市开发等诸多领域。薄板钢构造技术的开发实际上是为公司的钢材产品效劳

51、的。新日铁在CFSF技术产业链上重点抓住的是技术的研发、型钢的制造、连接件的制造；其他业务如建筑单体的设计、板块的制作、建筑安装、房屋的销售都分别由社会上的设计所、板块制作工厂、公务店完成，新日铁在CFSF业务上的盈利主要来自于技术的专利使用费、技术转让、技术指导与支持、型钢制作、连接件的制作等环节。3、 博思格BLUESCOPE博思格钢铁是2002年从BHP-Billiton公司别离出来的。而BHP是澳洲最大、历史最悠久的钢铁公司。博思格钢铁将自己定义为：全球性钢铁/建筑解决方案供给商。从传统的钢铁生产企业转为专注于建筑领域，博思格在诞生两年后于2004年收购了美国的巴特勒公司，巴特勒也是一

52、家有上百年历史的建筑钢构造公司。博思格钢铁大举进军中国市场，投资5亿澳元，在建立了大型的镀锌、彩涂钢板生产线为博思格建筑系统供给原材料。博思格建筑涉及的围较广，包括工业建筑、公共建筑、住宅等，从单层厂房到高层建筑都有涉及。公司在中国设立了住宅研发中心，能独立设计并提供个性化的解决方案。紧紧围绕公司根底产品如镀锌钢板、彩涂钢板、金属构件、落水系统等来开发新部品，创造出新的细分市场。比方，博思格的住宅屋面系统，复合墙体系统等部品的开发，都能广泛地运用到各类建筑之中，大大扩展了市场领域。同时，注重研发和效劳，为不同客户量身订制方案。公司自行完成销售开场尝试销售代理、设计、研发、构件的加工制作，施工外

53、包。4、 莱钢(LAIGANGCONSTRUCTION)莱钢集团始建于1970年，年产钢超过1000万吨，居国同行业第六位。主产品有热轧带钢、螺纹钢、特殊钢、热轧H型钢系列。莱钢建立是莱钢集团的控股子公司，围绕公司的主打产品热轧H型钢，莱钢建立主要向其下游延伸从事：钢构造建筑、房地产等业务。多年来莱钢建立一直独立开发钢构造绿色节能住宅建筑体系，并取得了一系列成果：包括构造体系、墙板体系、建筑节能体系等。莱钢是我国在热钢构造住宅领域实施工程最多的企业，共建立约100万平方米。尽管与CFSF体系不同，但是从我们调研中也看到莱钢在住宅产业化进程中的不易，这与北新面临的问题有着相似性。据莱钢方面介绍：

54、莱钢的钢构造体系本钱要高出传统构造20%-30%，为了推广自行开发的产品，公司进入房地产开发领域，在自己开发的楼盘上采用自己的钢构造住宅产品，将企业利润在局部配，总体上是微利经营。莱钢认为钢构造住宅面临的最大难题是：老百姓的认可程度和本钱两方面。因此公司不断加大研发投入，开发出一批配合钢构造使用的墙板产品，并通过不断优化设计等措施进一步降低本钱。公司在运营上实施工程总承包，自行设计研发拥有一个甲级，一个乙级，钢构造加工制作来自集团，拥有固定的30多家外包施工队伍，对安装施工实施工程管理。5、 *(VANKE)*是我国最大的房地产企业，也是新近被建立部批准的国家住宅产业化基地之一。在调研中我们了解到：*从1999年就开场提出走住宅产业化的道路，2003年标准化工程启动，2004年成立工厂化研究中心立志开展工业化住宅。作为房地产行业的领头羊，*对于住宅质量问题是有着切肤之痛的，因此认为不走住宅产业化道路，企业已经无法继续开展壮大了。*每年在住宅研发方面的投入都在数千万元以上，这在房地产企业中是不多见的。和前面介绍的企业不同，*是处在产业链条的下端，其特点在于距离终端客户近，市场的把握