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浅谈低层轻钢房屋的技术特点及其发展

2017-04-17 10:27 中国钢结构资讯网系统管理员

　　轻钢别墅住宅具有性能好、自重轻、工厂化程度高、建造速度快、劳动强度小等优点，因而近三十年来在欧美国家逐步发展起来。已经形成了一整套十分成熟的技术。但是，在我国由于长期以来建造的大多数是砖混或钢筋混凝土结构的住宅，轻钢别墅住宅对我们来说还是新鲜事物，在我国大力推进住宅产业革命现代化的今天，我们有必要对这种新的建筑技术进行研讨。
　　一、卓越的性能
　　1．抗震、抗风、高可靠性，钢材优良的物理、力学性能使得轻钢别墅住宅具备了整体刚度大、构件强度高、结构自重轻的特点，在地震、飓风等罕遇灾害下的表现远远优于其它结构形式的住宅。对于软弱地基区域，钢结构住宅可以降低基础成本，并减少不均匀沉降发生的概率。钢结构体系可以精确设计分析，使钢结构住宅的结构可靠性优于砖混住宅。
　　2．防腐、防火、耐久，钢结构住宅中耐腐蚀镀锌钢板的运用，大大增强了建筑主体结构的防腐性耐久性，合理的构造措施可以保证钢结构的防火性能；结构徐变、泛潮和遭受白蚁、老鼠等虫害的情况不会在钢结构住宅中出现。
　　3．隔热、隔音、节能，轻型钢结构住宅复合墙体构造保证了房屋对隔热、防潮、隔音的需要。中空玻璃的使用使隔音指标达40加权分贝以上，除了大大减少噪音的污染，更能节省大量的能源。
　　4．能“空间自由组合”的住宅，钢材的轻质、高强、钢结构的体系的灵活选用为住宅空间的组合提供了最大自由度。一方面钢结构可以提供超大共享空间，同时建筑师可以不拘泥于承重墙位置，根据设计需要自由布置各功能空间。
　　二、主要承重材料
　　轻钢骨架采用钢材是热镀锌冷弯薄壁型钢，强度指标是33 ksi（折算公制为230N/mm2或340N/mm2）；镀锌钢板根据厚度分成若干个等级（Gage），从12—20gage（折算公制为2.58mm—0.88mm）；另外一个重要指标就是镀锌量，在美国规范中镀锌量主要分三种情况应用，这就是G40、G60、G90（折算公制镀锌量为95—126g/m2、157—189g/m2、252—283g/m2）。其中G40采用于非承重墙部分（如分隔墙、吊顶等）；G60采用于普通承重墙部分；G90采用于沿海地区或亚热带地区。
　　三、建筑结构做法
　　轻钢别墅采用以冷弯型钢为骨架的结构体系，局部根据建筑要求采用其他结构部件。轻钢骨架的间距常用300、450或600mm的模数，墙体骨架截面高度一般为89mm或140mm，楼面骨架的高一般为200～400mm高。这样墙体和楼面的空间可为住宅中任何管、网提供方便条件。由于低层住宅的屋面大都为坡屋面，因此屋面结构基本上采用的是由骨架做成的三角型屋架体系。这种等间距的骨架在封完结构性板材及石膏板之后，形成的非常坚固的“板肋结构体系”，这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力，因为它把建筑自重中的集中荷载分解到最小的程度。由U型钢及C型钢可以组合成不同断面的梁、柱，非常灵活，最大跨度的梁可以做到9米。钢骨架与钢骨架之间的连接是采用自攻自钻螺钉和标准连接片连接。
　　1．墙面
　　外墙由外装饰层，防水隔汽层、保温层、结构骨架和内装饰层构成。外装饰层可选用金属挂板、乙烯基挂板、工程木挂板、外墙板、外墙石材等多种质感和风格的建筑材料。保温层可根据气候条件配置热阻R13—R30之间的任意墙体。防水隔汽层具有单向呼吸作用。
　　2．屋面
　　采用新型钢结构斜屋面，基本结构形式；斜梁、结构面板、防水层及保温层、装饰面板。屋顶装饰面板采用的板材，包括复合屋面板、彩色压花扣合瓦、彩色玻纹瓦、金属锁缝板和彩色玻纤瓦等，色彩造型多变，粘接防漏能力强。
　　3．楼面
　　楼盖系统主要由密肋托梁、结构面板、吊顶组成。托梁以冷弯薄壁型钢作承重结构：结构面板为定向刨花板OSB；吊顶为石膏板。
　　四、钢住宅的施工优势
　　1．施工的特点
　　轻钢住宅最突出的优点就是表现在它的施工安装上。北美装配式的住宅体系大量采用的是成品及半成品的建筑材料，因此施工安装速度非常快，以一幢别墅为例，从基础施工开始到完成精装修，整个住宅建造过程只需3个月时间，相比较而言，普通混凝土别墅工期从基础开始到竣工需5个月，还要再进行2个月的精装修，花费总共7个月的时间业主才能入住。
　　通常开发商在已建小区内想要再添加整幢住宅或其他建筑物时，会遇到来自业主的许多抱怨及投诉。首先面临的就是施工设备发出的刺耳噪音声会让已居住的业主无法忍受；另外由于施工带来许多水泥、灰尘等污染，会破坏整个小区的环境安宁及美观。而轻钢建筑的另一个施工优势就是工程施工几乎全是干作业，施工现场非常干净，所采用的施工机械也比较简单，但机械化程度较高，所以占用的施工场地、建筑垃圾、建筑施工噪音等都是减少到最低程度的。
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