浅析轻钢结构住宅及设计

[关键词]轻钢结构 住宅 优势 新型模式 发展 问题 对策 

　　引言 

　　建筑钢结构是一门新兴产业，建设周期短，具有良好的抗震性能。近年来，轻钢结构住宅材料的市场发展迅速，并为广大建设施工单位及客户所广泛认同。钢结构的住宅所占的比例越老越大且且应用技术更加成熟、完善。 

　　一、轻钢结构住宅在我国的发展情况 

　　轻钢结构住宅材料的大规模研究开发、设计、制造、施工是近些年在国内发展起来的。目前，在很多中大型城市开展了低层、多层和高层钢结构住宅试点工程 。 近年来，随着城市建设的迅猛发展，轻钢结构住宅也发展迅速。随着土地资源，木材资源等的减少，发展轻钢结构住宅已经成为中国经济建设发展到一定程度的必然趋势。 

　　二、钢结构住宅体系的优势 

　　⑴ 自重轻， 抗震性能好， 安全性高。轻钢钢材具有延性，能比较好的消纳地震带来的能量，所以抗震性能好，对于地震多发的地区不失为一个更好的选择。结构安全度高。自重轻则方便运输，并降低运输的总体成本和现场重型机械车辆的使用，从而大大减少工期时间和施工的成本。 

　　⑵造型简洁美观， 内部空间利用率高。在空间使用率上，钢结构的断面小。钢结构建筑更显灵活丰富，户内空间更大。外形轻巧美观， 墙体与屋面色彩多， 屋顶造型现代。轻钢结构房屋住宅利用钢材强度高的特点，可采用大开间布置设计，建筑平面能够分隔开来，以满足不同用户的需求。传统房屋只能根据承重墙而建造布局。 

　　⑶钢结构配件制作工厂化和机械化程度高，商品化程度高，更易实现工厂化、批量化生产，大大提升劳动生产率。 

　　⑷ 施工快捷、工期短， 不受季节限制。 真正做到既快又经济， 因此最大限度地为业主节约了投资。钢结构房屋由于自重轻，基础费用降低，总体用料大大减少，直接成本大幅降低，建设工期大大缩短，可大量节省施工周期从而间接费又可减少。仅仅就造价看，钢结构住宅似乎是高了些，但是综合了建筑的全部生命周期、钢结构住宅的节能、环保等效益，再加上钢结构建筑的材料基本可以永远循环利用的话，钢结构住宅的造价其实并不高。⑸ 具有绿色、环保的特点， 有利于可持续发展，不产生建筑垃圾。轻钢结构住宅的与钢筋混凝土住宅相比较，轻钢结构的钢材以后可以循环使用，而混凝土不能循环使用，在建筑拆毁以后只能成为建筑垃圾，对环境造成污染，而且混凝土要40年时间才能全部干燥，其造成的室内湿气、潮湿，对人体健康不利。而轻钢结构则完全不存在这类问题问题。 

　　⑹ 防腐耐久， 舒适性好，不锈蚀， 不腐蚀， 不生霉菌， 防潮性能好，在保温隔热隔声等方面远远好于比传统结构的住宅， 这样建设的住宅往往舒适性更佳。轻钢结构房屋住宅在使用过程当中不管是加固，接高，隔断等调整比较容易，拆迁也方便，可多次回收利用，环保性好，灵活方便，钢结构结构寿命使用长。钢材报废后可实现100%废品再回收利用，传统房屋不但拆除麻烦还造成大量垃圾无处搁置。 

　　三、存在的问题 

　　近年来，从政府部门，像住宅产业化促进中心，以及国内企业、民间建筑事务所等都在努力推广轻钢结构住宅的设计、制造和安装。 由于这类房屋具有的很多优势而在建筑市场上具有相当的竞争力，发展迅速。但由于我国此前并无相应的轻型钢结构规范，设计、制造、安装没有较为统一的标准，缺乏有针对性的钢结构住宅规范， 部分部品尚需进口，实用性人才不多见， 管理模式不太适应，钢材不耐火， 轻钢结构住宅要进抗火设计及防火措施保护。尽管轻钢结构住宅的性能和舒适度较高， 但由于缺乏更加广泛的应用和基本的认知， 相对于传统住宅的竞争优势尚有较大差距。其关键在与大批量的建造工程的开展，使之实现产业化， 集成化， 大规模工业化生产，以降低总体造价，为大多数建设单位和客户所逐步接受。 

　　三、结构体系选型 

　　通常的轻钢结构体系主要有： 

　　（1）冷弯薄壁型钢体系 

　　采用0.4至3.3厚的热镀锌钢板，混轧成截面为C型和U型薄壁钢骨，通过“工厂化”规模生产，组合成墙板，楼板，屋架等构件，在现场进行快速组装。该体 系是一种装配式墙体承重体系，具有自重轻、跨度大、抗风抗震性好，保温隔热，隔声等各项建筑物理性指标优良等特点，现场施工无需焊接，涂装，方便快捷。 

　　（2）框架体系 

　　这种体系在多层钢结构住宅中应用最为广泛。主要由H型或箱形柱和工字型梁组成。空间布局可以很灵活，但其侧向刚度一般情况下不是很高。 用钢量也较多，其节点形式也较为复杂。因此设计、施工时须慎重采用和处理 

　　（3）框架-支撑体系 

　　框架-支撑体系主要由焊接工字型梁柱组成。这种体系为多重抗侧体系，而且梁柱节点，柱脚节点可设计成铰接、半刚接等形式，其施工构造较为简单。单斜杆简单明快，但须设置倾斜支撑，以保证结构在两个方向具有同样抗侧力能力。X型支撑具有很好的侧向刚度，但交叉点处构造复杂。偏心支撑具有非常好的抗震耗能效果，是专为抗震设计提供的支撑形式。 

　　（4）框架-剪力墙体系 

　　用钢筋混凝土剪力墙代替钢支撑（一部分或者是全部代替），就形成了框架剪力墙体系。在低多层住宅中，则可以应用传统的剪力墙体系。一般将楼梯或电梯间设计成钢筋混凝土墙。这样即有效的加强了建筑物的侧向刚度，又解决了楼梯间的防火问题。 

　　在轻钢民用住宅体系选择当中，其实可以完全不拘泥于一种体系。可根据建筑实际需求，灵活处理，综合采用以上不同的结构体系。 

　　四、 轻钢结构体系构成与选材 

　　（1）承重体系：镀锌轻钢龙骨。轻钢龙骨截面形状一般选用C型槽钢及C型立龙骨。作为承重龙骨的镀锌钢板厚度一般采用1.0-1.2mm。 

　　（2）轻钢结构住宅中采用的板材 

　　结构性板材广泛采用防水防腐处理过的刨花板，也可采用防水夹板作为结构性板材。厨卫墙面可采用防水石膏板等防水、防火板材。 

　　（3）保温隔热、隔音材料 

　　保温隔热材料以玻纤棉为主，保温隔热材料的热阻值一般在R13-R30之间。墙体的隔音采用玻纤棉可以取得较好的隔音效果。 

　　轻钢住宅是采用内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉，阻止空气传播。 

　　结束语 

　　我国轻钢结构住宅尚处于刚刚开始发展的阶段， 仍有很多问题需要在实际使用当中改进和完善， 但轻钢结构的工业化、集成化生产已经成为中国住宅建筑发展的必由之路， 轻钢结构住宅，可以实现构配件生产产品化、现场组装机械化、便于实现对全部结构的信息化管理，可以减少建筑垃圾，减少建筑施工对环境的不良影响，提高建筑质量，材料回收利用率高，符合建设生态文明社会的需要，将会在未来市场中得到越来越多的使用，必将成为住宅结构体系重要组成部分，形成显著的社会经济效益。 随着一些优惠政策出台，自重轻、灵活分隔的钢结构体系将逐步改变传统的住宅钢筋混凝土结构体系的主流局面。随着建筑业的飞速发展和人民生活的提高，轻钢住宅将成为现实。 

　　参考文献 

　　[1] 信丽华 《轻钢结构住宅体系的发展与应用》，《中国建筑金属结构》，2008 第10期 

　　[2] 马航海 袁卫宁 李坤 纳丽萍《节约型社会轻钢结构住宅发展的思考》，《低温建筑技术》 ，2007 第5期 

　　[3] 谢华伟《轻钢结构住宅的应用及其影响因素分析》，《山西建筑》，2008 第17期.