李亞楠 王茹

摘 要：鋼結構作為天然的裝配式建筑，目前已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)廠房、公共建筑中，但鋼結構在住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍不夠充分。隨著我國建筑產(chǎn)業(yè)化目標的提出，輕型鋼結構住宅作為一種年輕而富有生命力的住宅結構形式正在嶄露頭角。本文主要介紹了輕型鋼結構住宅的優(yōu)勢以及在我國推廣發(fā)展的瓶頸。

關鍵詞：輕型鋼結構；優(yōu)勢；瓶頸

1 概述

建筑業(yè)在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的同時也產(chǎn)生了新的需求變化，節(jié)能減排、保護環(huán)境、節(jié)約資源成了建筑業(yè)的新的內(nèi)在需求，由此我國提出推動新型建筑工業(yè)化發(fā)展這一要求。

依建筑物主體結構組成材料不同建筑物可以分為：木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構 、混合結構 （鋼筋混凝土+型鋼）。本文所述輕鋼結構住宅主要是一種以小截面的熱軋 H型鋼、 高頻焊接H型鋼、普通焊接H型鋼或異形截面型鋼、冷軋或熱軋成型的鋼管等構件構成的純框架或框架一支撐結構體系并大量采用輕質(zhì)圍護隔離材料的單層或多層建筑結構。

我國早已經(jīng)開始推廣輕鋼結構了，1999年國家經(jīng)貿(mào)委批準將“輕鋼結構住宅建筑通用體系的開發(fā)和應用”作為我國建筑業(yè)用鋼的突破點，并且正式列入國家重點技術創(chuàng)新項目。

上世紀九十年代中期在新疆庫爾勒就建造了一個輕鋼結構的多層住宅小區(qū)。大規(guī)模研究開發(fā)、設計制造、施工安裝鋼結構住宅是近幾年才發(fā)展起來的。目前在北京、天津、山東萊蕪、安徽馬鞍山、上海、廣州等地開展低層、多層和高層鋼結構住宅試點工程。北新建材聯(lián)合日本新日鐵成立了北新房屋公司，在連云港大量推廣輕型鋼結構住宅。住宅產(chǎn)業(yè)化促進中心、國內(nèi)的企業(yè)，以及民間建筑事務所，都在積極推廣輕鋼住宅。

2 輕型鋼結構住宅優(yōu)勢

2.1 結構性能好，輕質(zhì)高強，抗震性能佳

鋼材強度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度與屈服強度的比值相對較低，因而在同樣受力條件下鋼結構的構件截面小，自重輕，便于運輸和安裝，適于跨度大，高度高，承載重的結構。

鋼結構具有良好的延展性，當結構在動力沖擊荷載作用下破壞時吸收較多的能量，可降低脆性破壞的危險程度。參照相關規(guī)范對于各類結構型式的限高規(guī)定。例如對于8度抗震設防烈度，混凝土框架結構的最大適用高度為45米，混凝土剪力墻結構最大適用高度為100米，鋼框架最大適用高度為90米，帶支撐鋼框架最大適用高度為200米，鋼筒體為260米，配筋砌塊砌體為30米，普通無筋磚砌體為18米。由此可以粗略的認為同等抗震設防烈度下抗震性能排序如下：鋼筒體>帶支撐鋼框架>混凝土剪力墻≈鋼框架>混凝土框架>配筋砌塊砌體>普通無筋磚砌體。

2.2 鋼材可回收，比砌體、混凝土更節(jié)能環(huán)保

鋼材屬于可循環(huán)使用的材料，據(jù)統(tǒng)計美國每年產(chǎn)鋼量的68%來源于回收的舊鋼材。輕鋼結構住宅中使用的大部分材料為鋼材，均可以回收再利用，因此輕型鋼結構住宅可以有效的節(jié)省材料。

鋼結構建筑施工現(xiàn)場中除了基礎施工時用到水之外基本沒有濕作業(yè)，相較于混凝土、砌體建筑不會產(chǎn)生粉塵、污水等污染，并且能夠起到節(jié)約用水的作用。

2.3 工廠加工，質(zhì)量有保證

輕型鋼結構構件均為工廠規(guī)模化機械加工，能夠做到精度保證、質(zhì)量保證。

2.4 自重輕，基礎造價低

鋼材的抗拉、抗壓、抗剪性能較好，鋼結構構件的截面相對較小、自重輕。一般情況下高層鋼筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0噸/平方米，高層鋼結構建筑物的自重在1噸/平方米以下，大大降低了結構自重，從而降低了基礎造價。

2.5 施工工期短

輕型鋼結構體系可以為施工提供較大的空間及施工作業(yè)面，柱子的吊裝、鋼框架梁的安裝、鋼筋混凝土樓板的澆筑等，可以實行立體交叉作業(yè)?？梢栽谏喜夸摻Y構部分施工的同時進行下部內(nèi)部裝飾裝修，大大縮短工期。

2.6 建筑使用面積大，空間功能布置靈活

輕型鋼結構住宅體系結構構件截面小，復合墻面薄，從而增大建筑使用面積。而采用鋼框架結構體系改變了傳統(tǒng)的砌體或鋼筋混凝土結構中以墻承重的形式，可以根據(jù)設計和使用靈活的分隔空間。

3 輕型鋼結構住宅的瓶頸

3.1 技術人員短缺

在技術人員方面，由于國內(nèi)無論中等或是高等專業(yè)學校的教學內(nèi)容中均少涉及輕鋼結構住宅體系，因此我國建筑類專業(yè)的工程技術人員對這一體系知之甚少，而更加缺乏的是熟練技術工人，所以雖然這一體系單純從技術層面上講并無多少難度，但真正推行起來卻往往缺乏技術人才。

3.2 輕型鋼結構住宅造價高

目前輕鋼結構住宅在我國的報價大約是同條件傳統(tǒng)混凝土結構住宅的1.5倍左右，國內(nèi)消費者近期還難以接受。然而這種價格在國外比起其它結構形式住宅的造價來說，卻具有很強的競爭力，這也就是為什么輕鋼結構住宅體系在國外能夠蓬勃發(fā)展的原因。在我國由于科技和生產(chǎn)力發(fā)展水平不高，勞動力價格便宜，但人均收入偏低，導致了造價偏高的鋼結構住宅對于傳統(tǒng)建筑形式住宅的競爭優(yōu)勢反倒不夠明顯。

3.3 輕型鋼結構住宅嚴重依賴配套產(chǎn)業(yè)

輕型鋼結構住宅主體結構除了鋼結構骨架外還需要各種復合圍墻及預制板，這些預制墻板、屋面板、墻體內(nèi)填保溫材料、防火材料的生產(chǎn)并沒有形成完備的產(chǎn)業(yè)體系。國內(nèi)現(xiàn)在流行的混凝土、砌體結構建筑形式，墻體基本為現(xiàn)場濕法砌筑，而輕鋼結構需要配套預制墻板。并且輕型鋼結構住宅內(nèi)裝修材料、裝置方法的配套也存在欠缺，比如把熱水器、空調(diào)安裝到鋼結構預制墻板上的方法和現(xiàn)在安裝在砌體墻上的方法還是有很大差別的。

3.4 定期檢修維護成本高

鋼材由于其自身的耐腐蝕性差的特點其耐久性還是不如混凝土。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)每年因腐蝕而造成的經(jīng)濟損失在400億元人民幣以上，每年9000萬噸鋼產(chǎn)量中，約30%被各種形式的腐蝕消耗掉。這就需要鋼結構建筑在使用過程中要對結構進行定期的除銹防銹。

鋼材具有耐溫性差的特點，鋼材的許多性能都受溫度影響很大。例如：屈服點、抗拉強度和彈性磨具等，隨溫度的升高而下降。一旦發(fā)生火災，溫度急劇升高，鋼結構就將因溫度過高而失去相應的承載能力。所以做好鋼結構的防火處理相當關鍵。這也要求鋼結構建筑在使用過程中要定期對防火涂層進行維護保養(yǎng)。

4 結束語

建筑工業(yè)化是我國建筑發(fā)展的必由之路，而住宅產(chǎn)業(yè)化是建筑工業(yè)化的重點。輕型鋼結構住宅體系依托于鋼結構自身的優(yōu)勢易于實現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)、標準化的制作，符合綠色環(huán)保節(jié)能的新理念，符合我國住宅產(chǎn)業(yè)化的核心要求。

參考文獻：

[1] 于春剛. 住宅產(chǎn)業(yè)化—鋼結構住宅圍護體系及發(fā)展策略研究[D]. 同濟大學， 2006.

作者簡介：

李亞楠（1990— ）性別：女 ，民族：漢 籍貫：山東省濟寧人 學歷：本科，畢業(yè)于石家莊鐵道大學，現(xiàn)有職稱：助理工程師，研究方向：結構設計。