住宅建筑中轻钢结构施工的有效运用探讨

文/辛成 安克建设（北京）有限公司 北京100016

住宅建筑中轻钢结构施工的有效运用探讨

文/辛成 安克建设（北京）有限公司 北京100016

当前新型轻钢结构具有十分显著的优势，包括工厂化生产、生产周期短、经济性、效率高、可持续化发展。在住宅建筑中应用轻钢结构不尽可以有效的促进钢铁行业的进步发展，同时也可以促进我国住宅的产业化。从这个角度来说，轻钢结构是今后住宅建筑结构发展的主要趋势，其应用范围将不断扩大。

住宅建筑；轻钢结构；应用

引言

作为一种环保节能的建筑结构，轻钢结构拥有节能、节水及节约材料的优势，一般情况下，轻钢结构的回收利用率高达百分之九十，其可以最大程度的降低碳的排放量、促进我国能源的可持续化发展，同时轻钢结构施工大多是利用装配式施工，因此具有较高的工业化程度，进而可以促使粗放型住宅建筑向集约型住宅方向发展，由此促进我国住宅建筑产业化的进步与发展。

一、轻型钢结构住宅建筑概论

通常情况下，轻钢结构的房屋骨架会利用钢梁、钢柱，同时其围护结构会选用轻体保温材料。相比于以往传统的住宅建筑结构，轻型钢结构住宅建筑具有强大的优势，包括如下几个方面：第一，大多都是工厂大批制造包括钢梁、钢柱在内的结构材料，其可以在相对较短的时间内生产出大批量的施工材料，因此其住宅建筑施工时间相对较短。第二，轻型钢结构建筑可以灵活分割住宅建筑的空间，可以最大限度的对住宅空间进行划分，受到传统房屋建筑结构约束相对较小。第三，轻型钢结构施工较为简便，施工工序相对简单，施工人员容易掌控施工技术，进而可以最大程度的提升住宅建筑施工的效率，同时具有较高的安全性。通过上述轻型钢结构优势的概述可知，在建筑市场上，轻型钢结构具有良好的发展前景，同时随着逐步发展的钢材行业，在住宅建筑结构钢种类也随之增多。通过调研发现，高强度低合金正逐步成为钢材发展的主要方向。高强度低合金不仅可以最大程度的减少钢材成本，而且也可以有效的满足住宅建筑对于房屋强度的要求，除此之外，高强度低合金也可以提高住宅建筑工程的经济效益。不过当前我国轻钢结构住宅建筑发展速度相对比较缓慢，究其原因发现，首先是因为受到以往住宅建筑设计思路的约束，大多建筑工程设计人员还在利用砖混结构亦或钢筋混凝土结构，对轻型钢结构认识程度不足。其次是因为当前我国匹配轻型钢结构的墙体材料技术还处于缓慢发展阶段，由此就限制了轻型钢结构建筑的发展。除此之外，由于施工团队施工水平低亦或是施工设备不先进也会影响轻钢结构的发展。

二、住宅建筑中轻钢结构的应用分析

1.结构设计

三维框架体系是轻钢住宅建筑结构体系中十分重要的结构体系，三维框架结构的组成部分包括墙架结构、柱体、梁体及连接的墙板、屋面楼面体系以及支撑结构。在三维框架体系中，房屋高度比通常情况下要低于6，同时所设置的柱网要在六米到十二米范围内，一般会利用强柱弱梁的结构。同时通常情况下会利用高频焊接H型钢及热轧H型钢作为结构构件。

轻钢住宅建筑的主要特征为自振周期相对较长、自重相对较轻，缺乏对地震作用的敏感性。但不可避免的轻型刚架也有一定的劣势，例如其侧向刚度比较小，通常会设置侧向支撑力，有的时候还要配合电梯井综合使用。除此之外，也可以利用包括框架-抗剪钢板剪力墙在内的新型结构体系，以达到将结构水平位移控制在设计范围之中的目的。

2.支撑体系

有上述可知轻型钢结构的侧向刚度相对较低，因此，为了有效抵抗水平地震对结构体系的影响，防止出现层间错移的问题，需要在墙体中设置角钢、槽钢亦或是钢管结构支撑。这些支撑体系的设计原则为拉缸形式，如果被用作是支撑构件的弹性支座，一定要与有关刚度需求相符，除此之外，还要确保其拥有良好的承载能力。其中应用较为广泛的支撑形式包括人形、K形及X形。如果施工区域具有较强的地震感，需要利用偏心支撑的形式，该种形式可以耗能性较低，且具有良好的延展性。

3.围护系统

通常情况下填充方式及外挂方式是住宅建筑外墙围护系统施工的主要类型。在这之中轻质墙板是外挂选择的主要类型。经过调研发现，内墙外墙的施工成本占据钢结构总体施工成本的百分之三十，因为设计方式的不同对钢结构住宅建筑的施工成本由较低的影响。因此，为了充分发挥轻钢结构住宅建筑的优势，要选择轻自重、高强度、安装可靠的围墙体，主要是利用轻质材料。一般条件下，外墙结构会利用ALC板、SRC复合保温培板或者是玻璃纤维加强水泥培板，而内墙结构通常会选择ALC轻质材料或者是轻钢龙骨石膏板。因为ALC材料的抗震性较高、防水性能良好及保温隔热性能较好，因此其拥有较高的应用价值。在围护体系建造的时候，可以充分考虑板缝防水等相关防水措施提高围护的效果。

4.基础形式设计

在设计轻钢结构住宅建筑基础形式的过程中，要结合具体的施工情况及施工要求选择合适的基础形式。一般情况下轻钢结构住宅建筑的基础形式会利用十字结构、柱下独立基础亦或是条形基础，以上三种基础形式可以有效的将井筒传递的荷载均匀的分配到自身，之后在均匀向地面传递，所以在基础形式设计中要特别关注基础部位的沉降状况，若基础部位沉降存在不均匀状况，那么其荷载分担也会存在不均匀的问题，进而对住宅结构的稳定性产生一定影响。

5.连接形式

多高层钢结构的连接包括多种形式，如焊接连接、螺栓连接和铆钉连接等。在连接的过程中，应该将刚性连接应用于强轴方向，而且焊接节点要具有较大的连接刚度，混合节点次之。螺栓连接具有极快的现场施工速度，容易保证施工质量。用饺链与焊接混合的连接方式，应用于主梁与次梁，能使结构的稳定性进一步提升。

在设计钢结构抗震性能的时候，要着重考虑梁柱连接点。

6.轻型钢结构住宅造价管理

钢材是轻型钢结构应用的主要材料，但钢材造价相对较高。所以在实际设计的过程中要加强混凝土结构成本管理控制。

结语：

本文重点剖析了轻钢结构在住宅建筑中的有效应用，以供参考。

[1]杨煦.钢结构住宅结构体系应用研究[D].北京交通大学,2014.

[2]花蹊.钢结构住宅两种新型内墙体系的研发[D].太原理工大学,2014.

[3]刘杰.浅谈我国钢结构住宅建筑及其产业化[D].青岛理工大学,2014.

[4]宋瑞博.绿色建筑设计在住宅小区建设中的应用[J].中国建材科技,2014,（S2）:51-52.

[5]韩梅、李丹.轻型钢结构在工业建筑设计中的应用特点和设计方法[J].中国房地产业.2015.11