輕鋼住宅結構體系的研究與應用

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，住宅建設持續發展。19%年以來，我國每年城市住宅竣工面積約9~11億m2，鄉鎮住宅幾十億m2。住宅建設是人民生活的迫切需要，也是我國人奔小康的重要標志之一。然而，傳統的小開問磚混住宅結構體系因材料和使用功能單一、能耗高、資源浪費大、抗震性能差、建設速度慢，越來越不適應現代社會的發展和人們生活質量日益提高的要求。因此，研究和推廣造型優美、結構性能優良、使用方便舒適、施工快速便利、造價合理的住宅建筑體系，提高住宅建筑的科技水平，滿足人民安居樂業的要求，具有重要的現實意義和應用價值。輕型鋼結構在住宅建設中具有獨特的優點。

輕鋼結構一般指承受相對較小的外加荷載，采用較小的構件截面尺寸，結構白重較輕的鋼結構。輕鋼住宅結構是以經濟型材構件，包括冷彎型鋼、熱軋或焊接H型鋼、T型鋼、焊接或無縫鋼管及其組合構件作為住宅承重骨架，以輕型墻體材料作為圍護結構所構成。輕型墻體材料有壓型鋼板及其組合板材、PC板、蒸壓輕質加氣混凝土板(ALC板)及稻草板等重量輕、保溫防火隔熱性能好、防水效果佳的輕質材料。與傳統的住宅結構相比，輕鋼結構住宅具有許多優點：

(1)建筑空問布置靈活，能滿足不同住戶對住宅的多種功能要求。傳統的住宅由于所用材料的限制，住宅開問小，居民入住裝修時經常隨意增減墻體(尤其是承重墻體)，既造成了浪費，又增加了房屋隱患。若采用鋼筋混凝土框架結構，造價較高，施工周期較長，較大的柱了斷面影響了住宅的室內布置。而輕鋼結構住宅柱距、開問大，所有墻體均為非承重墻，可根據用戶要求隨意分隔和布置，保溫、隔熱性能好；在垂直方向可方便地布置躍層和錯層體系，建筑造型可豐富多彩，也可簡潔明快，深受住戶歡迎。

(2)輕鋼住宅輕質高強，抗震性能好。輕鋼結構采用輕質墻體和樓面材料，建筑白重輕，因此所受的地震作用小，結構構件斷面尺寸小，既提高了住宅的使用面積率，又大大減小了地基、基礎的受力。目前，建造18層以下的輕鋼建筑，可以不打樁或少打樁，節約地基處理費用占建筑總費用的20%~30%。輕鋼結構可以充分發揮鋼材強度高、延性好、塑性變形能力強的特點，具有優良的抗震性能，提高了住宅的可靠性。

(3)可以實現住宅建設的工業化和產業化。輕鋼結構在工廠制作，現場安裝，易于工廠規模生產和標準化、系列化，降低建設成本。利用先進的計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)技術，能及時、全面滿足用戶對住宅的設計要求，效率高，報價快，造價低，供貨迅速。

(4)施工方便快捷，建設工期短。輕鋼結構住宅施工時基本為干法施工，裝配化程度高，質量有保證。由于不需要支模，受氣候影響小，安裝也無需大型機械設備，建設快速、簡便。與傳統住宅體系相比，輕鋼住宅至少可縮短三分之一的工期，從而大大加快資金周轉，提高投資效益。建造一個幾萬m2的小區，周期一般為2~3年，而采用輕鋼建筑一般為6~12個月，節約投資利息非常可觀，可達到總投資的20%左右。

(5)符合環保和可持續發展的要求。輕鋼結構住宅所用的建筑材料都是節約土地、能源和資源的長久性材料，需要時大部分材料可回收，利國利民；施工現場濕作業少，對周圍環境污染小。

(6)綜合經濟效益好。輕鋼結構構件斷面小，增加了住宅的使用面積，降低了房屋高度(增加了凈高)；房屋保溫隔熱性能好，使用能耗低；基礎處理難度和費用大大降低；投資周期短，收效快。根據試設計的結果，在地震區、軟土地基建造住宅，采用輕鋼結構體系可比鋼筋混凝土結構體系造價略低或持平，具有較強的競爭力。考慮到長遠的使用、發展趨勢和環保要求，輕鋼住宅發展前景好，市場需求量大，將逐漸成為房屋市場新的“賣點”。

一般認為，鋼結構的防火和防銹功能相對較弱。但隨著高科技的發展，先進的防火材料及防銹涂料進入市場，相應的施工技術和設備也開發出來，鋼結構的上述不足都能較好地解決。例如，經過精心施工的防銹層可保證鋼結構在正常情況下50年不銹蝕；鋼結構外包防火石膏板價格已經大大降低，其它物美價廉的防火材料相繼問世，將在實際工程中推廣應用。新的耐火、耐候鋼近期也將投產。各種新型的輕質、高強、性能好的圍護材料相繼推向市場。推廣輕鋼結構目前已經具各了良好的物質條件。