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轻钢结构住宅体系介绍及应用浅析
摘要】本文介绍了轻钢结构住宅的优点及其主要结构体系，分析了轻钢住宅围护结构体系，轻钢结构住宅发展存在的主要技术问题等，并对目前的应用情况作了简述。
关键词】住宅轻钢结构，结构体系
随着我国新型住宅的开发和市场经济的发展，轻钢结构的应用越来越广泛。
轻钢结构建筑体系用于住宅建筑，从其在发达国家多年的实践中及我国一些研究单位、高校的研究资料上分析，其建筑物的重量与其它类住宅通用体系相比可减轻30%，特别是在地质承载力低和地震烈度较高的地区，其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。
在我国土地资源匮乏而钢产量相对充裕的现实情况下，国家倡导轻钢结构住宅的建设是十分适宜的，且钢结构体系亦与可持续发展的绿色住宅理念相符。
1轻钢结构住宅及优点
轻钢结构住宅是以经济钢型材构件，包括冷弯型钢、热轧或焊接H 型钢，T型钢、焊接或无缝钢管及其组合构件作为住宅承重骨架，以轻型墙体材料作为围护结构所构成。
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三种。
与传统的住宅结构相比，轻钢结构住宅优点有：
（1）建筑空间布置灵活，能满足不同住户对住宅的多种功能要求；
（2）采用材料轻质高强、抗震性能好、安全性高；
（3）可以实现住宅建设的工业化和产业化；。
钢结构住宅建筑发展问题与国外经验借鉴论文钢结构住宅建筑发展问题与国外经验借鉴论文一、概述钢结构住宅在国外推广较早且发展迅速，例如美国、瑞典、加拿大、日本等发达国家，特别是第二次世界大战之后，为解决住宅短缺问题，欧美等国家走向了住宅产业化道路，加速了钢结构住宅在西方国家的发展以及工业化进程。
我国钢结构住宅建筑起步晚，近年来，钢结构住宅才逐渐在我国发展起来，但由于国内整个社会对钢结构住宅建筑体系了解较少以及固有观念，使得钢结构住宅在我国的发展速度较国外相对缓慢，我国现有住宅中，钢结构住宅所占比例不足1%,而发达国家基本建筑用钢量远高于我国。
我国发展钢结构住宅建筑，实现住宅产业化是十分有利的，同时也是促进我国工业化进程的必要条件。
目前，我国城市人口数量增加，城市化进程加快，2000年我国城镇化率为36.2%,之后的10年里年均提高约1个百分点，到2020年预计将达到56%,从居住环境及住宅数量来看，人们对住宅的潜在需求逐渐提高。
在环境保护方面，建筑业是个高能耗的行业，国家制定了严格的土地政策，要求节约土地，节能减排，集约化发展，降低住宅建设对资源和能源的浪费。
此外，震害的发生更凸显了推广钢结构住宅建筑的必要性，例如，我国“5.12”8级汶川大地震死亡11.8万人，而“3.11”日本9级大地震加海啸死亡不到3万人，死亡率相差如此悬殊，除了人口密度因素，专家分析日本钢结构住宅对减轻震害、降低人员伤亡起到了关键作用，日本住宅71%以上是钢结构住宅，一般都可抵抗7级以上地震。
因此，大力发展钢结构住宅建筑，加快住宅产业化进程，改变传统住宅设计建造方式，提高住宅防灾减灾性能，对我国走可持续发展道路具有重要意义。
二、钢结构住宅建筑体系概念与优势分析1 钢结构住宅建筑体系概念钢结构住宅建筑体系与传统住宅有较大区别，它是以钢骨架作为主体支撑受力构件，以复合墙体材料、门窗为围护结构，再配合楼盖结构体系拼装而成，体现了住宅的现代化。
浅谈冷弯薄壁轻钢住宅体系摘要：主要阐述了冷弯薄壁轻钢体系的发展，介绍了冷弯薄壁轻钢体系的材料、结构组成、设计、加工、施工方法及其优势，此种结构体系符合我国可持续发展的要求，在我国低层住宅中应大力推广。
关键词：冷弯薄壁轻钢体系钢结构设计施工Abstract: This paper mainly expounds the cold bending of light steel thin-walled system development, introduces the cold bending light steel system of thin-walled structure, material, design, processing, construction method and its advantages, this structure system conforms to the requirement of sustainable development in our country, and in our country to be promoted in lower houses.Keywords: cold bending light steel system thin-walled steel structure design and construction一、冷弯薄壁轻钢体系在国内外的发展情况冷弯薄壁轻钢住宅体系最早是由木结构演变而来的，在一些发达国家，例如美国、加拿大、澳大利亚及欧洲一些国家，经过近百年的发展、应用及实践积累，已经成为以上各国低层住宅建筑的主要组成形式，并且都已经形成了自己独有的设计施工规范，如美国钢铁协会标准AISI、澳大利亚及新西兰联合发布实施的冷轧薄壁型钢结构规范AS/NZS4600、欧洲冷轧薄壁轻钢构件设计规范EuroCode3等。
长期以来国内的低层建筑体系一直维持在“砖瓦石”的时代。
浅谈轻钢结构住宅第一篇：浅谈轻钢结构住宅浅谈轻钢结构住宅摘要钢结构作为现代的“绿色建筑”，因其具有重量轻、强度高，工业化程度高，施工周期短，容易安装，安全可靠性、抗震抗风性能好，环保性能好等特点而被广泛应用于住宅、厂房、体育场等各类建筑中。
本文所述轻钢结构住宅主要是一种以轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、薄钢板、薄壁钢管、轻型热轧型钢拼接、焊接而成的组合构件为主要受力构件，大量采用轻质围护隔离材料的单层或多层建筑结构，每平方米钢用量在40kg以下的轻型钢结构。
本文根据钢结构住宅的特点浅谈轻钢结构住宅的生产制造以及连接安装工艺，并对轻钢结构住宅发展遇到的问题进行分析和展望。
关键词：住宅，钢结构技术，钢结构形式，连接安装，发展前景一、关于钢结构住宅（1）钢结构住宅发展现状轻钢结构住宅在国外已经有50多年的发展历史，我国还属于初级阶段，相比重钢结构，轻钢结构只能做别墅或多层住宅，上世纪九十年代中期在新疆库尔勒就建造了一个轻钢结构的多层住宅小区，北京还有轻钢结构的别墅区，目前轻钢结构的住宅在我国还没有大范围推广。
钢结构是一种具有较大优势的建筑结构，随着改革开放进程的加快和钢材产量的不断提高，钢结构在我国已经过了20多年的发展，目前技术较为成熟，维护结构及装修水平也相当高，建造轻钢结构住宅没有技术问题。
钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。
现在社会人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下，较大范围应用钢结构住宅，是我国生产发展的必然趋势。
（2）钢结构住宅的优势1、重量轻、强度高在相同的跨度和荷载作用下，普通钢屋架重量只有同等跨度钢筋混凝土屋架的1/3～1/4。
如果采用薄壁型钢屋架则更轻，只有1/10。
可见，钢结构比钢筋混凝土结构自重更轻，截面更小，能承受更大的荷载，实现更大的跨度。
2、塑性、韧性好钢材质地均匀，各向同性，弹性模量大，有良好的塑性和韧性。
钢材破坏前会经过很大的塑性变形过程，能吸收和消耗很大的能量。
一、钢结构住宅体系概述各国对住宅体系的理解和做法不尽相同，但一般是指住宅的主体工程，由于选用不同的结构材料、结构类型和施工方法而形成的不同住宅产品，并构成相应的若干从设计到建造的成套技术。
钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一个分支。
通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。
钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。
钢结构住宅产业化是钢结构住宅发展的趋势。
二、钢结构住宅体系的特点钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点：（1）重量轻、强度高。
由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础工程造价。
由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。
同时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能满足用户的不同需求。
（2）工业化程度高，符合产业化要求。
钢结构住宅的结构构件大多在工厂制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。
促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。
（3）施工周期短。
一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。
钢结构住宅体系大多在工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。
与钢筋混凝土结构相比，一般可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。
（4）抗震性能好。
由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。
轻钢结构住宅体系发展浅析郭晓艳（富士康（太原）科技工业园山西营建030023）摘要：本文通过相关资料检索，阐述了轻钢结构住宅在国内外发展状况，并结合我国特点提出一些合理化建议。
关键词：轻钢结构住宅体系发展钢结构住宅在欧美已经有几十年的历史了，凭借着良好的抗震性、灵活的可变空间、环保等优点，发展迅速。
在我国，绿色建筑业无疑将成为我国经济发展中新的增长点，轻钢结构住宅顺应了绿色节能住宅的发展潮流。
因此已被国家建设部列为重点推广项目。
轻钢结构住宅体系的概述轻钢住宅在国内是一个全新的概念，它属于轻钢建筑范畴，指采用轻型钢结构布局、以国民长期居住为目的，适宜于长期日常居住的房屋建筑。
准确地说，所谓轻型钢结构体系，是由轻型钢结构材料作承重骨架，配合楼板、屋面板和墙板等围护结构，共同组成整栋建筑物的结构体系。
该体系的承重骨架构成主要包括冷弯型钢、热轧或焊接H型钢、T 型钢、焊接或无缝钢管及其组合构件等。
作为围护结构的轻型板材主要有石膏板、OSB板、PC板、蒸压轻质加气混凝土板(ALC板)、彩钢板等。
采用钢结构骨架使室内使用空间增大，房间隔断更加灵活，屋面造型丰富多彩。
轻质板材的使用，使室外装饰材料的类型和色彩有更多的选择余地，可以充分发挥建筑师的想象力，设计出美观、适用、健康环保的“绿色建筑”，该种房屋体系一般为低层或多层的轻钢别墅或住宅公寓。
总之，轻钢构件的多样化，为高效、高质、高强，以及省工省时省料的轻钢住宅结构体系提供了保证，同时也为其工业化、系列化和成套生产奠定了基础。
轻钢结构住宅的结构体系与传统砖混结构或混凝土结构住宅的结构体系有很大的不同，它主要由轻钢结构体系、楼面结构体系和维护结构体系等组成。
轻钢结构住宅体系发展优势随着国家对环境保护意识的认识不断加深，对木材和粘土砖已经提出限制、限时使用，现阶段我国住宅建筑的主要结构形式主要以钢筋混凝土框架为主，但该结构施工烦琐、施工垃圾多且结构自重大，进深和开间相对较小，梁、柱粗大，空间利用率较低等缺点，这在一定程度上无法满足条件越来越高的住宅建筑的功能要求。
加拿大轻钢结构住宅体系Canadian Residential Construction Using Light Weight Steel Framing
University of
Waterloo
2020年3月
加拿大轻钢结构住宅体系
引言
近150年来，钢材在建筑业的应用已遍及世界。
钢材至今仍然是最坚固、耐久和经济的建筑材料之一。
虽然，钢结构在传统上主要用于高层建筑和桥梁建筑，然而近年来钢结构住宅建筑在加拿大、北美乃至全球范围内的发展极其迅速，越来越多的建筑商、地产商及业主开始认识并感受到钢结构住宅的优越性。
这里所介绍的轻钢结构体系，一反习惯上钢材笨重的印象，给人一种轻巧坚实的新颖感觉。
这种由冷弯薄壁型钢制成的轻钢结构具有强度高，重量轻及高质量又便于施工的特点，轻钢构件可由不同强度、不同厚度的板材加工成不同的截面形状及尺寸，以充分发挥其材料的特性并带来施工的便利。
此外,轻钢构件的多样化，为高效、高质、高强，以及省工省时省料的轻钢住宅结构体系提供了保证，同时也为其工业化、系列化和成套生产奠定了基础。
随着对环保建筑的呼声日益增长，这就促使建筑业寻求有利于环境保护，且又经济实用的建筑材料及施工方法。
由于钢材可以回收利用，而且施工时废料少，这就促成轻钢结构体系在住宅建设中成为一种倍受青睐的选择。
加拿大的轻钢住宅体系是由轻钢结构在其商用建筑上的长期及大量应用的基础上发展起来的，其技术是先进成熟的，质量和功能是卓越的。
轻钢结构住宅体系对建筑商具有以下好处：
• 轻钢结构自重轻，基础负载小，在地质条件较差的地区可以大大减少基础造价；
• 施工周期短，可以大大缩短投资资金的占用周期，提高资金的投资效益。
• 轻钢构件及相应配套技术可以实现工厂化制作，形成产品化。
质量有保证，有利于实现产业化；
• 工业化程度高，作业和现场干净，废料少，其材料可再生利用，符合环保建筑的要求；
• 轻钢墙体不变形，不老化，少维修。
轻钢结构住宅体系对业主具有以下好处：
• 比起传统的砌体与钢筋混凝土结构，可以更好的满足建筑大开间，灵活分隔的要求。
墙体薄，有效使用面积大，管线穿越方便并封在墙体内部，避免穿墙打洞对结构的破坏；
• 轻钢体系提供高强、高质和耐久的安全结构；
• 轻钢墙体采用高效节能体系，在保温、隔热性能方面比传统砌体要优越得多，属于新型节能建筑；
• 抗震、抗风性能优越；
• 防火性能好，不受白蚂蚁的蛀蚀；
• 轻钢墙体由于其龙骨完全封闭在隔水层与石膏板之间，不锈蚀，不腐蚀，不生霉菌，防潮性能好；
• 由自重引起的地基破坏的可能性小。
总的来说，轻钢建筑的好处在于：
• 轻质高强，抗震性能好；
• 有利于环保，其回收率可达100％；
• 材料性能好，结构质量有保证；
• 工业化程度高，施工快，有利于实现产业化；
• 不可燃，不助燃，防火性能好；
• 不开裂，不生霉菌，不蠕变，少维护。
工程制作及设计标准
工程制作
轻钢构件通常由镀锌或镀铝锌合金的薄钢板冷弯滚压成型，其截面形状通常为Ｃ型和槽型（见图1）。
钢板的厚度可根据结构的要求而变化，其构件长度可视所需而决定。
轻钢构件制作精确，在其制作过程中通常在构件上有规律地穿孔，以利于水电线路和管道及横向加强构件的通过。
虽然，一块薄钢板本身的承载力并不高，但通过冷弯成不同形状（如Ｃ型）后,其抗弯抗压的能力成倍提高。
因此,轻钢构件的承载力主要是取决于其截面形状，而不是板材的厚度。
这就构成其轻质高强的特点。
图1: 常见C型(加劲板件)及槽型(非加劲板件)轻钢龙骨
工程设计标准
作为承重结构的轻钢构件是需经过严格工程设计及测试验证的。
其构件的结构性能和承载能力通常是由其制作厂商所确定，并按其承载力以表格的形式给出。
结构工程设计人员可以根据设计要求从承载表中选取相应的轻钢构件。
此外，设计时也应考虑所需连接件（如自钻－自攻螺丝）的强度。
生产连接件的厂商通常会对其产品提供所需的设计指标。
轻钢构件的截面性质必须按照相应的国家规范所确定。
在没有相应的国家规范或规范不完善的情况下，可以参考加拿大冷弯薄壁型钢结构构件设计规范（CAN/CSA-S136 Cold Formed Steel Structural Members）。
目前加拿大及北美建筑规范对别墅型住宅及小型房屋允许采用所谓“常规要求”的方法建造。
这种“常规要求”的方法对结构的体系，施工方法，结构的尺寸及连接方式都有严格明确的规定。
因此可以不需要或减少工程设计人员的参与，从而节省造价。
为扩大推广轻钢在住宅建筑上的应用，并克服其障碍，加拿大钢铁工业和建筑业长期以来致力于编制和推广由加拿大国家建筑规范所认可的“轻钢住宅体系常规要求”准则。
这个准则是由以下三个文件所构成。
１．轻钢体系构件技术导则，由加拿大建筑材料中心编制。
（Technical Guide for Lightweight Steel Framing Components, The Canadian Construction Materials Centre）
２．轻钢住宅结构施工细则，由加拿大薄壁建筑钢结构协会编制。
（Residential Steel Framing Installation Manual, Canadian Sheet Steel Building Institute）３．轻钢住宅结构构件选样标准表，由加拿大薄壁建筑钢结构协会编制。
（Residential Steel Framing Installation Manual, Canadian Sheet Steel Building Institute）
轻钢住宅结构体系
如图2所示，住宅结构通常由楼面，墙体及房顶等体系组成。
轻钢住宅的结构形式通常采用线内支承的板肋体系。
轻钢构件可应用于不同的房屋构件。
采用轻钢构件可以大大简化结构体系，同时又提供有效利用结构体系及构件的承载力，设计的灵活性及施工便利。
目前在加拿大，各种创新的轻钢住宅体系层出不穷。
低层独立及连排别墅型住宅
楼面体系
作为楼面托梁的轻钢龙骨其截面高度通常为150至300毫米之间，其钢板厚度大约在0.84至2.56毫米之间。
楼面托梁常见支撑形式是简支或连续梁。
多跨连续梁即可采用单一构件的形式，也可采取多构件搭接的形式。
一般说来多构件搭接的形式较单一构件具有更大的灵活性，同时在运输上也很方便。
楼面托梁龙骨的腹板通常给予等间距的冲孔，以方便水电管线的穿越。
墙体
用于墙体的轻钢龙骨可分为承重和非承重两种。
承重的Ｃ型龙骨其截面高度一般在93至200毫米之间，钢板厚度通常界于0.80至1.91毫米之间。
非承重龙骨的截面高度在41至150毫米之间，其钢板厚度为0.45至0.84毫米。
作为一种非常经济实用的墙体体系，这种由轻钢龙骨与石膏板（若作外墙还需加结构板材）组成的板肋墙体也普遍地应用于高层住宅建筑。
屋架
不同截面形式及厚度的轻钢构件，可为各式各样的房顶形式及体系提供广泛的用途。
屋架即可由轻钢椽梁直接构成，也可用轻钢桁架构成。
轻钢桁架既可现场制作也适合于工厂大规模集成生产。
跨度较大的情况下，采用轻钢桁架尤为经济。
图2: 低层独立别墅型住宅轻钢结构体系
中层住宅
轻钢板肋结构体系通常适用于六层或六层以下的住宅建筑，但目前也有应用到八层的旅馆建筑实例。
中层住宅建筑，其底层轻钢龙骨厚度可达2.6毫米，龙骨间距常为305毫米。
上部楼层的龙骨材料厚度可随荷载的减小而减少。
楼面结。
