轻钢结构住宅体系综合比较分析及其应用

　　摘要：通过对轻钢结构住宅体系的综合比较分析，为我国更好的推广轻型钢结构住宅体系，在结构体系选型上提供参考，系、屋面体系等七方面的构成及其设计特点；总结了各种轻钢结构住宅体系目前在我国的工程应用情况，指出了现有的几种轻钢结构体系在我国应用和发展存在的各种配套构件缺少、设计规范缺项、缺少技术成熟的技术人员等问题
　　关键词：轻钢结构、住宅建筑、钢构件
　　1前言
　　现代轻钢结构住宅在北美、欧洲和日本等国已有近百年的历史，它在二战期间得到快速的发展。在六七十年代，欧洲、亚洲许多国家，随着钢产量的不断增加以及工业技术水平的提高和自动化生产线的建立，出现了专门制造和生产轻钢结构的工厂，它们采用标准化设计和生产，大量应用由彩色压型板及冷弯薄壁型钢组成的轻质围护体系，从结构构件到屋面、墙面及所有零配件都是在工厂生产加工制作完成后，到现场进行组装，减少了搬运次数和避免了现场制作带来的许多问题，缩短了工期。到今天，轻钢结构住宅体系在发达国家已经应用十分普遍。在我国，近十年来越来越多的开发商和业主也已经开始了解和感受到轻钢结构住宅的优越性而对其加以青睐。
　　不同国家有各自不同的轻钢结构住宅体系，但大部分结构体系基本构成原理相同。我国低层轻钢住宅体系的发展在学习国外发达国家尤其是北美国家的轻钢住宅体系的基础上，并结合国情，经历了从无到有的发展过程，出现了框架结构、框架—支撑结构、框架－剪力墙结构、混合结构和轻钢龙骨结构等多种结构体系，并伴随发展了轻钢龙骨、冷弯薄壁型钢、小截面高热轨Ｈ型钢、方（矩）形钢管等多种结构型材[1]。
　　2轻钢结构住宅体系综合比较分析
　　钢结构住宅主要以钢构件为主要受力构件，与一般的住宅建筑体系一样，我们主要研究它的适用体系与选型、结构受力性能、结构构造设计、结构构件设计与选材等。
　　轻钢结构住宅体系有着重量轻、基础形式简单；抗风、抗震性能好；施工安装方便，建筑周期短等优点。但不同的结构体系又有着自己独特的受力体系、结构性能及适用性等，下面对四种国内外应用比较多的轻钢结构体系其进行综合比较分析，为我国更好的推广轻型钢结构住宅体系，在结构体系选型上提供一些参考，结果如下表1[1][2]所示。
　　

轻钢结构住宅体系综合比较分析

　　3轻钢结构住宅体系在我国的应用
　　目前国内轻钢结构住宅正在兴起，北京、上海、杭州等地的试点工程已经将轻钢住宅的优势展示在国内业界的面前。我国现行常用的轻钢住宅体系是B.U.B体系、H型钢体系和轻钢龙骨体系。
　　B.U.B体系是上海同基钢结构技术有限公司开发的一种低层轻钢住宅结构体系，它由矩形管柱、H型钢梁和交叉索支撑体系组成（矩形管柱+H型钢梁+支撑体系），结构体系如图2-6所示。它借鉴吸收了国外的工业化住宅体系技术，是比较适合我国国情的装配式轻钢结构住宅体系。B.U.B体系具有结构刚度较大、钢结构安装方便快捷、大得房率等优点。该体系已成功运用于广东、浙江、上海、江苏等多个大型项目。上海第一个商业运作的钢结构别墅工程－上海佘山宝石别墅工程采用的就是B.U.B体系，其用钢量约为40kg／m2，总体经济性能尚可。这种住宅结构体系经济适宜性强，可适用高、中、低档次的住宅建筑[1]。
　　H型钢体系构件都为H型钢，低层住宅采用的H型钢体系没有支撑体系，多层和中高层住宅由于钢结构本身的抗侧刚度较小，必须设置支撑体系。这种结构体系与普通框架钢结构体系区别不大，没有多大的技术先进性与经济性。国内许多设计单位都能设计，许多钢结构厂家都能制作安装，技术也比较成熟，因此国内应用得也比较广泛。这两种体系都具有抗震性能好和施工装配化的优点，但其用钢量相对轻钢龙骨结构体系住宅较大，因而造价较贵。目前各国应用比较多的钢结构住宅体系在我国应用的情况如下表2[3]所示。
　　

钢结构住宅体系在我国应用

　　4结语
　　目前低层轻钢结构住宅在我国广州、深圳、上海、大连等大城市兴起，但大多是直接引用外国的结构体系及配套构件，外国公司占据了我国轻钢结构住宅的大部分市场，本国研发的轻钢结构住宅体系不多，对于轻钢住宅的研究也不是很多，而且不够深入。本文所做的研究和得到的结论也都较为初步，很必要有更多深入的研究工作。主要应在如下几个方面：
　　1）目前对于北美轻钢龙骨结构在低层住宅中的应用研究比较多，对于在多高层住宅中的应用研究很少，应用加强该体系在多高层中应用的研究，充分发挥该体系的体系性能及经济性优势；
　　2）在钢结构住宅中充分考虑模数化、标准化，彻底实现工厂预制，现场装配，从而更好地体现出轻钢结构住宅的优势，尽快走上住宅产业化的道路；
　　3）我国要发展轻钢结构住宅，在学习和吸收外国先进经验的基础上，结合本国国情，大力研发适合本国国情的结构体系及设计方法，培养本国成熟的技术人员是关键。
　　参考文献：
　　[1]舒赣平、王恒华、范圣刚.轻型钢结构民用与工业建筑设计[M]，中国电力出版社,2006
　　[2]建设部科技发展促进中心.钢结构住宅设计与施工技术[M]，中国建筑工业出版社，2003
　　[3]丁成章.低层轻钢骨架住宅设计、制造与装配［M］，北京，机械工业出版社，2003
　　