摘要：本文以南沙濱?；▓@輕鋼結(jié)構(gòu)別墅為例，介紹了輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建造技術(shù)。并通過(guò)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)住宅的對(duì)比研究，總結(jié)了輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)越性能，以及尚需改進(jìn)之處，為業(yè)界提供參考建議。

關(guān)鍵詞：輕型鋼結(jié)構(gòu)； 住宅建設(shè)； 技術(shù)

1 引言

近年來(lái)，為了滿足人民群眾日益增長(zhǎng)的住房需求，推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅品質(zhì)，國(guó)家相繼出臺(tái)了許多引導(dǎo)性政策，鼓勵(lì)住宅技術(shù)創(chuàng)新，大力推廣先進(jìn)、成熟的新材料、新技術(shù)、新工藝，以住宅建設(shè)的整體技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

為了適應(yīng)這種發(fā)展潮流，滿足市場(chǎng)對(duì)高性能、高品質(zhì)住宅的需求，某市城市建設(shè)開發(fā)集團(tuán)在開發(fā)某濱?；▓@二期別墅項(xiàng)目時(shí)，堅(jiān)持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、技術(shù)、建設(shè)工藝全面與國(guó)際接軌，確定了北美輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)品開發(fā)思路。本項(xiàng)目最顯著的特點(diǎn)，就是采用了輕型鋼結(jié)構(gòu)的住宅體系，這在廣東甚至華南地區(qū)的民用住宅建設(shè)中，是一種全新嘗試，其優(yōu)越性能也是顯而易見的。

輕型鋼結(jié)構(gòu)低層住宅的建造技術(shù)，是在木結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，已形成了物理性能優(yōu)異、空間和形體靈活、易于建造、形式多樣的成熟建造體系。在世界上被譽(yù)為人居環(huán)境最好的北美大陸，有95％以上的低層民用建筑，包括住宅、商場(chǎng)、學(xué)校、辦公樓等均使用木結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)建造。近年來(lái)，隨著木材價(jià)格的節(jié)節(jié)攀升，北美輕鋼結(jié)構(gòu)體系的市場(chǎng)正以超過(guò)30％的速度快速增長(zhǎng)，逐步為市場(chǎng)所廣泛接受。同時(shí)在我們的近鄰日本(在日本稱為KC體系)和韓國(guó)，以及澳大利亞也被大量采用。

2 輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)

下面通過(guò)某濱?；▓@二期輕鋼別墅項(xiàng)目，簡(jiǎn)單介紹該結(jié)構(gòu)體系住宅的基本技術(shù)。

2．1結(jié)構(gòu)構(gòu)件

輕鋼構(gòu)件通常由鍍鋅或鍍鋁鋅合金的薄鋼板冷彎滾壓成型，其截面形狀通常為C型和槽型。鋼板的厚度可根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求而變化，其構(gòu)件長(zhǎng)度可視所需而決定。輕鋼構(gòu)件制作精確，在其制作過(guò)程中通常在構(gòu)件上有規(guī)律地穿孔，以利于水電線路和管道及橫向加強(qiáng)構(gòu)件的通過(guò)。雖然，一塊薄鋼板本身的承載力并不高，但通過(guò)冷彎成不同形狀(如C型)后，其抗彎抗壓的能力成倍提高。因此，輕鋼構(gòu)件的承載力主要是取決于其截面形狀，而不是板材的厚度。這就構(gòu)成其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。

作為承重結(jié)構(gòu)的輕鋼構(gòu)件是需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格工程設(shè)計(jì)及測(cè)試驗(yàn)證的。其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能和承載能力通常是由其制作廠商所確定，并按其承載力以表格的形式給出。結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求從承載力表中選取相應(yīng)的輕鋼構(gòu)件。此外，設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮所需連接件(如自鉆一自攻螺絲)的強(qiáng)度。生產(chǎn)連接件的廠商通常會(huì)對(duì)其產(chǎn)品提供所需的設(shè)計(jì)指標(biāo)。輕鋼構(gòu)件的截面性質(zhì)必須按照相應(yīng)的國(guó)家規(guī)范所確定。

2．2住宅體系

如圖2所示，住宅結(jié)構(gòu)通常由樓面，墻體及房頂?shù)润w系組成。輕鋼住宅的結(jié)構(gòu)形式通常采用線內(nèi)支承的板肋體系，輕鋼構(gòu)件可應(yīng)用于不同的房屋構(gòu)件。

作為樓面托梁的輕鋼龍骨其截面高度通常為150至300mm之間，其鋼板厚度大約在0.84至2.56mm之間。樓面托梁常見支撐形式是簡(jiǎn)支或連續(xù)梁。多跨連續(xù)梁既可采用單一構(gòu)件的形式，也可采取多構(gòu)件搭接的形式。一般說(shuō)來(lái)多構(gòu)件搭接的形式較單一構(gòu)件具有更大的靈活性，同時(shí)在運(yùn)輸上也很方便。樓面托梁龍骨的腹板通常給予等間距的沖孔，以方便管線的穿越。

用于墻體的輕鋼龍骨可分為承重和非承重兩種。承重的C型龍骨其截面高度一般在93至200mm之間，鋼板厚度通常界于0.80至1.91mm之間。非承重龍骨的截面高度在41至150ram之間，其鋼板厚度為0.45至0.84mm。剪力墻是采用鋼板與結(jié)構(gòu)墻體龍骨結(jié)合產(chǎn)生的蒙皮效應(yīng)原理設(shè)計(jì)的。

不同截面形式及厚度的輕鋼構(gòu)件，可為各式各樣的房頂形式及體系提供廣泛的用途。屋架既可由輕鋼橡梁直接構(gòu)成，也可用輕鋼桁架構(gòu)成。輕鋼桁架既可現(xiàn)場(chǎng)制作，也適合于工廠大規(guī)模集成生產(chǎn)?？缍容^大的情況下，采用輕鋼桁架尤為經(jīng)濟(jì)。

2．3輕鋼防銹

由于在自然環(huán)境下未經(jīng)防銹處理的鋼材會(huì)銹蝕，從而影響其使用壽命。輕鋼結(jié)構(gòu)體系采用鍍鋅龍骨從而有效地克服了這一缺陷。除鍍鋅之外，也可以鍍鋁鋅合金以達(dá)到防銹的目的。由鋅或鋁鋅合金組成的金屬表面鍍層即可防止潮濕空氣的滲透，使其鋼結(jié)構(gòu)表面與空氣隔絕，又因其本身的銹蝕率大大低于普通鋼材的銹蝕率，從而達(dá)到防銹的作用。與常用表層涂料防銹不同，在表面有損傷或刻痕使其鋼材裸露的情況下，由鋅或鋁鋅合金組成的金屬表面鍍層可以通過(guò)自身氧化來(lái)達(dá)到保護(hù)鋼材不受銹蝕的目的。因此，采用這種金屬鍍層保護(hù)的鋼材在其施工及使用過(guò)程中都不會(huì)銹蝕。由此可見，鍍鋅量是關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)壽命的一個(gè)重要指標(biāo)。輕鋼結(jié)構(gòu)的鍍鋅量可根據(jù)其不同的使用環(huán)境決定其所需的鍍鋅量。

2．4某濱海花園二期輕鋼結(jié)構(gòu)別墅的基本構(gòu)造

本工程根據(jù)當(dāng)?shù)爻睗?、多雨的特點(diǎn)，采用的基本構(gòu)造如下，按照這些構(gòu)造要求施工，對(duì)建筑的防潮、防水、防火、保溫節(jié)能、外墻裂縫等方面的問(wèn)題都能得到合理的解決。

3 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)越性能

3．1技術(shù)成熟可靠

輕鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)成熟，建筑結(jié)構(gòu)使用的鍍鋅鋼板抗腐蝕性能優(yōu)異經(jīng)久耐用，其在正常使用情況下的使用年限可超過(guò)50年。

輕鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的混凝土和磚混住宅。輕鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)自重輕，單位面積重量?jī)H相當(dāng)于同等面積磚混結(jié)構(gòu)重量的1/4。同時(shí)也帶來(lái)了其基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)便，適用于大多數(shù)地質(zhì)情況。尤其適用于象沿海淤泥層厚，含水率高，固結(jié)壓縮量大的軟弱地質(zhì)情況。 合理的建筑設(shè)計(jì)使得輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具有良好的防火性能。全部由防火石膏板包裹的內(nèi)墻和天花使其防火性能達(dá)到最嚴(yán)格的防火要求，防火安全性能優(yōu)異。

3．2建造過(guò)程簡(jiǎn)單快捷，利于市場(chǎng)開發(fā)

由于輕鋼結(jié)構(gòu)住宅大量采用工廠化加工，現(xiàn)場(chǎng)裝配式安裝，工地幾乎完全是干作業(yè)，所以大大壓縮了建設(shè)周期。在完成基礎(chǔ)施工以后，通常一個(gè)多月就可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)封頂，并在兩三個(gè)月內(nèi)完成外裝及設(shè)備安裝。

2．3結(jié)構(gòu)體系靈活，產(chǎn)品舒適實(shí)用

在以往的別墅產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，最令設(shè)計(jì)師感到困擾的就是由于受到結(jié)構(gòu)形式的限制，結(jié)構(gòu)工程師要求的上下貫通的承重墻柱在很大程度上限制了建筑平面的布局。對(duì)于別墅設(shè)計(jì)而言，首層的大空間要求及靈活的空間層次，往往受到上層房間布置的限制。由于結(jié)構(gòu)對(duì)齊的要求，導(dǎo)致大量面積變成了無(wú)效的垃圾面積，建筑的體形也成了一個(gè)個(gè)火柴盒。

在輕鋼結(jié)構(gòu)別墅的設(shè)計(jì)中，這些問(wèn)題都迎刃而解：輕鋼結(jié)構(gòu)形式提供了極大的空間靈活性，上下層的平面不再需要對(duì)應(yīng)，建筑物的體形變化和屋頂變化都較傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式方便，可滿足任何形式的建筑風(fēng)格，真正放開了設(shè)計(jì)師的手腳。由于不再受到結(jié)構(gòu)對(duì)上下層墻體對(duì)齊的要求，在設(shè)計(jì)中空間利用率被大大提高，同時(shí)建筑、機(jī)電、室內(nèi)裝飾一體化設(shè)計(jì)，水、電、空調(diào)配管、配線全部埋入墻體或梁板，方便快捷，并盡可能的利用了空間。

對(duì)于消費(fèi)者而言，得到的是更高性價(jià)比的產(chǎn)品。由于輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)自重輕，墻體保溫性能優(yōu)異，所以不再需要肥梁、胖柱、厚墻來(lái)保證結(jié)構(gòu)安全和熱功系數(shù)，墻體的減薄帶來(lái)了比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式多出8％－1 5％的使用面積。而結(jié)構(gòu)的靈活性也帶來(lái)更舒適的空間布局和更有效的面積利用。

3．4環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

隨著人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益關(guān)注，建筑業(yè)在給國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)帶來(lái)巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，給環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響也日益引起人們的重視。同時(shí)，消費(fèi)者也越來(lái)越關(guān)心自己所居住房屋的環(huán)保性能，是否會(huì)對(duì)居住者產(chǎn)生不良影響。而在這方面，正是輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)所在。

輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)建造的住宅，其舒適性遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)房屋，同時(shí)其建造過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物絕大部分都可以回收再生。由于結(jié)構(gòu)用鋼料均為工廠加工，工地現(xiàn)場(chǎng)組裝基本上是千作業(yè)，對(duì)環(huán)境的破壞和噪聲粉塵污染都可以降低到最小，是真正的綠色環(huán)保房屋。