新型冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系及其在我國的應用現狀

薩巴色

華僑大學土木工程學院（361021）

鋼結構住宅是材料、結構、技術和人們對舒適居住環境要求的綜合體。冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系從20世紀中期發展至今，以美國、加拿大、澳大利以及日本亞等國為主，其體系的分析、設計計算的理論和方法及制造工藝上已經非常完善，開發了多種專利產品，其專用的設計軟件可在短時間內完成設計、繪圖、工程量統計及工程報價，在制作上也實現了高度的標準化及工廠化，還編制了較完善的冷彎薄壁輕鋼結構規程[1]。

1 冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系的構成

冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系就是采用冷軋熱鍍鋅 (或鍍鋁鋅等金屬)薄壁型鋼作為主要承重結構，結合專業的保溫、隔聲、防潮、防火圍護系統，建造出的一種功能多樣，節能環保的建筑形式。由于大部分鋼構件均采用0.42～2.56 mm的鍍鋅鋼板通過工廠化生產，并通過自鉆自攻螺釘現場快速裝配，所以也稱為“輕鋼龍骨住宅體系”。目前國際上流行的冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系基本是采用帶支撐的框架結構，其體系主要由墻柱、樓面和屋面三大系統組成，常用于建造2～3層的低層住宅(最高可至6層)。

2 冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系的優點

1）現場施工簡單、迅速，施工周期短。傳統上的“建筑”的概念,在薄壁輕鋼結構的工程上是只是“裝配”的過程。在四川都江堰災區，災區農民重建的住宅部分采用冷彎薄壁輕鋼結構建造，許多項目均為農民在工程技術人員協助下自建，兩百平米雙層住宅結構裝配工程僅在四個工作日就可以完成。

2）用鋼量少，造價低廉，低碳環保。其結構構件截面面積在所有的鋼結構建筑類輕中最小。房屋自重輕使得基礎處理十分簡單，一般采用荷載8 t的條形基礎就能滿足需要，工程造價相應降低。材料可回收利用，施工時對環境造成的污染也非常小。

3）抗震性能優異。由于自重輕，地震作用下產生的水平作用力小，且其自身剛度大，采用合理的組合墻體構造方式能達到理想的抗震效果，在設防烈度高的地區宜采用雙面覆板的構造[3]；同時薄壁輕鋼結構住宅體系屬于柔性結構，它可以通過變形吸收和消耗大量的地震動能，從而能有效降低地震對建筑的破壞。

4）開間靈活，舒適度高。薄壁輕鋼結構住宅體系通常采用帶支撐的框架結構形式，其跨度較大，開間布置靈活，可形成大開間，從而給人大視野的感受，沒有身居室內的壓抑感；其復合墻體不僅可以做成具有高熱阻的絕熱結構，使室內氣溫冬暖夏涼，還能兼具調節室內濕度的功能，給居住者以舒適的感受。

3 冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系在國內的應用

近年來，冷彎薄壁輕鋼結構住宅在四川災區重建過程中取得可喜的成就,與技術成熟的北美、澳大利亞及日本國家和地區相比，冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系在國內仍是一種嶄新的結構形式，目前國內從事冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系設計、安裝及配套產品生產的單位和企業相對較少；相關技術皆從北美、澳大利亞及日本引入，而國內對冷彎薄壁輕鋼住宅體系的研究較少，技術相對缺乏；一些地區和企業已經出臺了一些地方性的標準或企業標準，這在一定程度上推動了冷彎薄壁輕鋼結構產業的發展。隨著隨著人民生活水平的提高和城市建設的發展,我國鋼結構發展十分迅速,而輕鋼結構住宅以其一系列優點，已受到越來越多的關注,尤其是近年來相關領域研究的深入開展，各類鋼結構住宅在我國的應用取得了很大進展。目前北京、天津、山東、安徽、上海、廣東、浙江等地建設了大量低層冷彎薄壁輕鋼結構住宅體現了這種住宅體系發展的良好勢頭。

4 冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系存在的問題

1）暫無統一的國家規范或行業標準，眾多設計院無法對相關結構圖紙進行審核，這無疑限制了冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系在國內的發展。國家標準《低層冷彎薄壁輕鋼房屋建筑技術規程》雖已送審，但是還在作相關審查修改。

2）人們的觀念尚停留在混凝土或砌體結構等傳統的建筑形式上，對冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系不了解，專業的技術人員也比較缺乏。大眾對厚重堅實的混凝土或砌體結構的“密實”感先入為主，對輕薄的鋼結構住宅缺乏安全感。

3）開發商以及政府對成本的核算依舊停留在材料成本上。輕鋼住宅的原材料成本確實高于傳統磚混結構。但這種結構體系可節約能源，減少人工，縮短工期，可大大減低建筑物全壽命周期成本。全面地考慮了綜合經濟效益與低用鋼量，冷彎薄壁輕鋼結構住宅體系的成本優勢就能體現出來[5]。

[1] Joint Technical Comm ittee BD-082.AS/NZS 4600:2005 Cold-formed steel structures[S].Sydney:[s.n.],2005.

[2] 劉飛,李元齊,張繼承.低層冷彎薄壁輕鋼結構抗震性能分析[J].長江大學學報,2009,6(1):91～94.

[3] John H.Hacker,Julie A.Gorges.住宅鋼結構設計與施工[M].陳志華譯.機械工業出版社,2007.

[4] 建設部科技發展中心.鋼結構住宅設計與施工技術[M].中國建筑工業出版社,2003.

[5] 鄒晶,劉德文,李元齊.多層鋼結構住宅造價及綜合經濟性能分析[J].四川建筑科學研究,2010,36(1):49～53.