刘淑波

【摘要】由于轻钢结构住宅具有独特的优点，在国外变得越来越普及。它也是我国目前重点推广的建设项目，是我国住宅工业化的发展方向。本文结合实例分析探讨了建筑结构中轻钢结构应用技术。

【关键词】建筑 轻钢 结构 技术

中图分类号： TU391 文献标识码： A

前言

在建筑结构中，轻钢结构具有自重轻、施工周期短、自有强度高、施工速度快等优点。轻钢结构比传功的砖石结构更为多变和灵活，更显得悦目大方。轻钢结构在建筑结构中以其不可替代的优点在建筑行业中得以被广泛采用。

一、轻钢结构住宅的基本概念

轻钢结构住宅足以经济钢型材构件作为承重骨架，以轻型培体材料作为围护结构所构成的居住类建筑。经济钢型材构件包括冷弯型钢、热轧或焊接H型钢、T型钢、焊接或兀缝钢管及其组合构件；轻质墙体材料包括压型钢板及其组合板材、PC板、蒸压轻质加气混凝土板(ALC板) 及稻草板等重量轻、保温防火隔热性能好、防水和耐久性能好的轻质材料。轻钢结构住宅体系主要包括以钢结构为主、钢木混合、钢木和混凝土混合结构二种。

二、建筑结构中轻钢结构的主要特点

1、节能环保且经济效益好

轻钢结构的应用改变了传统的砖石构造，使得建筑结构能够灵活多变且避免了灰尘满天，施工废弃物难以处理的问题。同时，废旧钢材的回收利用价值高，拆除方便且不易产生固体废物垃圾，具有良好的环保效果。再者，轻钢结构的综合经济效益较好，施工速度快和施工周期短的特点能够大大降低施工成本，提前投入使用，具有良好的投资价值。若是采用彩色压型钢材不仅可以获得经济效益还能够改善周边的生态环境。轻钢结构自身的重量较轻也使得建筑工程的总体投资得到节省，并且持久性和耐久性较好。就目前我国的轻钢市场而言，轻钢结构的造价远低于钢筋混凝土结构的造价。

2、节约钢材与节约工期

轻钢结构大多是采用薄壁构造，其自身重量轻的特点能够有效节约钢材。在同等外负荷的条件下，轻钢结构较之其他钢结构构能够充分发挥钢材的潜力。相关资料显示，轻钢结构的应用较之传统钢材节约了15%—30% 的钢材。同时，钢结构的制造、施工、安装不仅仅局限于工地而是由专业的制作厂进行建造，在工地的施工仅仅是拼装、安装。因此，施工周期短，制造速度快，且加工精密度高，结构拼装简单、快速。

3、建筑结构灵活多变

轻钢结构自身的钢结构使得在建筑结构应用中布局更为灵活，净使用的面积最大化。钢结构建筑的柱距最小化，开间最大化。在轻钢结构的建筑中几乎所有的墙体都是非承重墙，用户可以更具自己的需要随意转换建筑的空间布局，使得建筑的造型更加人性化、个性化。并且，轻钢结构的建筑可以根据建筑的位置对建筑的分隔、保温、散热进行更为人性化的变化。同时，轻钢结构的钢材构建可以在垂直方向满足用户跃层、错层的需求，使得建筑的形式更加多样化，空间更为开阔、简约、明快。

4、自有强度高，抗震性能强

工业化的生产使得轻钢结构的精密度高且拥有较高的强度。轻钢结构的材料比普通的钢材截面更为合理。轻钢结构较高的轻度也使得它在承受同样负荷时所使用的钢材较少，自身的重量相应减轻。此外，轻钢结构的韧性较强，变形能力更好，相应的抗震性能也较为优越。

三、轻钢结构在房屋工程中的应用实例

1、轻钢结构在工业厂房中的应用

某采用轻钢结构的典型厂房，双20 m跨，双坡屋面，双跨各设10 t和20 t吊车，轨顶处高8 m，地处7度地震区如图1。

该设计在厂房中应用较为普遍，但有一些问题应该引起重视。其屋盖横向水平支撑设在端部第一跨，而柱间支撑则设在端部第二跨，与“在设置支撑的开间，宜同时设置屋盖横向水平支撑，以组成几何不变体系”的原则不符，不能很好地起到作用。同时这一厂房屋面坡度较大，中柱上柱高(牛腿标高以上)比边柱高出1．2 m，而中柱和边柱使用同一尺寸的上柱柱间支撑，使得上柱支撑传来的纵向力不能直接传到下柱支撑，直至基础顶面，使柱子中部承受上柱柱间支撑传来的水平分力，会造成一定的结构隐患。

2、轻钢结构在民用住宅中的应用

目前轻钢结构用于民宅的还不多，不过由于其显著的优点，应该在民用住宅领域得到大力的推广。图2为轻钢结构在民宅中的应用。在图2的刚架设计中，刚架的关键节点即梁柱连接的刚节点应给予高度重视，并严格遵守设计规程的强制性条文规定。

3、轻钢结构在车站建设中的应用

某火车站台雨棚，全长180 m，柱距6 m，如图3所示。

经分析发现，该设计有一处不太合理，需引起注意。因柱顶有集水沟及落水管，将柱顶纵向水平刚性系杆移到悬臂梁的端部，与“单跨房屋边柱柱顶和屋脊应沿房屋全长设置刚性系杆”的原则不符。集水沟与柱顶的连接只是一般定位焊接，没有传递纵向水平力的要求，不能起到纵向刚性系杆的作用，使站台罩棚纵向稳定性无法保证。

四、钢结构住宅发展前景展望

按发达国家的最低水平推算，中国钢结构用钢量至少有3600万吨的发展空间。在近期内，国家将大力发展钢结构建筑，力争每年建筑钢结构用钢将占全国钢材总产量的3％以上，年均钢材消费量为350万吨～400万吨；到2015年，将再翻一番，全国建筑钢结构用钢材占钢材总产量的6％以上，由此可见，钢结构住宅市场前景十分广阔。

1、适合建筑用的特种钢将不断涌现

随着中国钢铁企业冶炼技术的提高，为适应市场的需求，适合建筑用的特种钢必将不断地涌现．例如宝钢、武钢等钢铁企业成功开发的耐火耐候钢，它是通过合适的技术，使钢材含有特定的成分(~n／Jn钼等)，使钢材的表观结构及金相组织发生变化，从而使钢材本身生成所需的耐火性和耐候性，多种新型建筑用钢的出现将大力推动钢结构住宅的发展。

2、国家将重点支持轻钢结构住宅的建设

轻钢结构住宅建设在中国才刚刚涉入，国家建设部和国家经贸委一致通过，将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用”作为中国建筑业用钢的突破点，并正式列入国家重点技术创新项目。这—举措将刺激消费，增加市场的购买力，起到事半功倍的作用。

3、钢结构住宅建筑技术将不断发展

随着钢结构建筑的发展，钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合轻钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，相信不久的将来，轻钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来一场深层次的革命。

4、发展轻钢结构住宅是中国住宅产业化的必由之路

住宅产业化是中国住宅业发展的必由之路，因为这将成为推动中国经济发展新的增长点。轻钢结构住宅体系易于实现工业化生产，标准化制作，而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此，轻钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着中国住宅产业的发展水平和前途。

结论

轻钢结构在我国已进入快速发展时期，门式刚架、金属拱型波纹屋盖结构已成为国内工业厂房、仓库首选的结构形式，多层轻钢住宅必将成为我国轻钢结构应用的新领域和增长点。钢结构专业研究人员需加紧对钢结构设计理论和设计方法的深入系统研究，技术主管部门需加强对从业人员的专业技术培训及钢结构市场的管理力度。唯有如此才能使我国轻钢结构产业真正成为综合经济效益高、具有国际竞争力的新兴产业。

【参考文献】

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［2］苏永喜． 浅析轻钢结构体系在煤矿地面建筑中的应用［J］． 建筑设计管理，2010，27( 12) ．

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