住宅建筑中輕鋼結構施工的有效運用探討

文/辛成 安克建設（北京）有限公司 北京100016

住宅建筑中輕鋼結構施工的有效運用探討

文/辛成 安克建設（北京）有限公司 北京100016

當前新型輕鋼結構具有十分顯著的優勢，包括工廠化生產、生產周期短、經濟性、效率高、可持續化發展。在住宅建筑中應用輕鋼結構不盡可以有效的促進鋼鐵行業的進步發展，同時也可以促進我國住宅的產業化。從這個角度來說，輕鋼結構是今后住宅建筑結構發展的主要趨勢，其應用范圍將不斷擴大。

住宅建筑；輕鋼結構；應用

引言

作為一種環保節能的建筑結構，輕鋼結構擁有節能、節水及節約材料的優勢，一般情況下，輕鋼結構的回收利用率高達百分之九十，其可以最大程度的降低碳的排放量、促進我國能源的可持續化發展，同時輕鋼結構施工大多是利用裝配式施工，因此具有較高的工業化程度，進而可以促使粗放型住宅建筑向集約型住宅方向發展，由此促進我國住宅建筑產業化的進步與發展。

一、輕型鋼結構住宅建筑概論

通常情況下，輕鋼結構的房屋骨架會利用鋼梁、鋼柱，同時其圍護結構會選用輕體保溫材料。相比于以往傳統的住宅建筑結構，輕型鋼結構住宅建筑具有強大的優勢，包括如下幾個方面：第一，大多都是工廠大批制造包括鋼梁、鋼柱在內的結構材料，其可以在相對較短的時間內生產出大批量的施工材料，因此其住宅建筑施工時間相對較短。第二，輕型鋼結構建筑可以靈活分割住宅建筑的空間，可以最大限度的對住宅空間進行劃分，受到傳統房屋建筑結構約束相對較小。第三，輕型鋼結構施工較為簡便，施工工序相對簡單，施工人員容易掌控施工技術，進而可以最大程度的提升住宅建筑施工的效率，同時具有較高的安全性。通過上述輕型鋼結構優勢的概述可知，在建筑市場上，輕型鋼結構具有良好的發展前景，同時隨著逐步發展的鋼材行業，在住宅建筑結構鋼種類也隨之增多。通過調研發現，高強度低合金正逐步成為鋼材發展的主要方向。高強度低合金不僅可以最大程度的減少鋼材成本，而且也可以有效的滿足住宅建筑對于房屋強度的要求，除此之外，高強度低合金也可以提高住宅建筑工程的經濟效益。不過當前我國輕鋼結構住宅建筑發展速度相對比較緩慢，究其原因發現，首先是因為受到以往住宅建筑設計思路的約束，大多建筑工程設計人員還在利用磚混結構亦或鋼筋混凝土結構，對輕型鋼結構認識程度不足。其次是因為當前我國匹配輕型鋼結構的墻體材料技術還處于緩慢發展階段，由此就限制了輕型鋼結構建筑的發展。除此之外，由于施工團隊施工水平低亦或是施工設備不先進也會影響輕鋼結構的發展。

二、住宅建筑中輕鋼結構的應用分析

1.結構設計

三維框架體系是輕鋼住宅建筑結構體系中十分重要的結構體系，三維框架結構的組成部分包括墻架結構、柱體、梁體及連接的墻板、屋面樓面體系以及支撐結構。在三維框架體系中，房屋高度比通常情況下要低于6，同時所設置的柱網要在六米到十二米范圍內，一般會利用強柱弱梁的結構。同時通常情況下會利用高頻焊接H型鋼及熱軋H型鋼作為結構構件。

輕鋼住宅建筑的主要特征為自振周期相對較長、自重相對較輕，缺乏對地震作用的敏感性。但不可避免的輕型剛架也有一定的劣勢，例如其側向剛度比較小，通常會設置側向支撐力，有的時候還要配合電梯井綜合使用。除此之外，也可以利用包括框架-抗剪鋼板剪力墻在內的新型結構體系，以達到將結構水平位移控制在設計范圍之中的目的。

2.支撐體系

有上述可知輕型鋼結構的側向剛度相對較低，因此，為了有效抵抗水平地震對結構體系的影響，防止出現層間錯移的問題，需要在墻體中設置角鋼、槽鋼亦或是鋼管結構支撐。這些支撐體系的設計原則為拉缸形式，如果被用作是支撐構件的彈性支座，一定要與有關剛度需求相符，除此之外，還要確保其擁有良好的承載能力。其中應用較為廣泛的支撐形式包括人形、K形及X形。如果施工區域具有較強的地震感，需要利用偏心支撐的形式，該種形式可以耗能性較低，且具有良好的延展性。

3.圍護系統

通常情況下填充方式及外掛方式是住宅建筑外墻圍護系統施工的主要類型。在這之中輕質墻板是外掛選擇的主要類型。經過調研發現，內墻外墻的施工成本占據鋼結構總體施工成本的百分之三十，因為設計方式的不同對鋼結構住宅建筑的施工成本由較低的影響。因此，為了充分發揮輕鋼結構住宅建筑的優勢，要選擇輕自重、高強度、安裝可靠的圍墻體，主要是利用輕質材料。一般條件下，外墻結構會利用ALC板、SRC復合保溫培板或者是玻璃纖維加強水泥培板，而內墻結構通常會選擇ALC輕質材料或者是輕鋼龍骨石膏板。因為ALC材料的抗震性較高、防水性能良好及保溫隔熱性能較好，因此其擁有較高的應用價值。在圍護體系建造的時候，可以充分考慮板縫防水等相關防水措施提高圍護的效果。

4.基礎形式設計

在設計輕鋼結構住宅建筑基礎形式的過程中，要結合具體的施工情況及施工要求選擇合適的基礎形式。一般情況下輕鋼結構住宅建筑的基礎形式會利用十字結構、柱下獨立基礎亦或是條形基礎，以上三種基礎形式可以有效的將井筒傳遞的荷載均勻的分配到自身，之后在均勻向地面傳遞，所以在基礎形式設計中要特別關注基礎部位的沉降狀況，若基礎部位沉降存在不均勻狀況，那么其荷載分擔也會存在不均勻的問題，進而對住宅結構的穩定性產生一定影響。

5.連接形式

多高層鋼結構的連接包括多種形式，如焊接連接、螺栓連接和鉚釘連接等。在連接的過程中，應該將剛性連接應用于強軸方向，而且焊接節點要具有較大的連接剛度，混合節點次之。螺栓連接具有極快的現場施工速度，容易保證施工質量。用餃鏈與焊接混合的連接方式，應用于主梁與次梁，能使結構的穩定性進一步提升。

在設計鋼結構抗震性能的時候，要著重考慮梁柱連接點。

6.輕型鋼結構住宅造價管理

鋼材是輕型鋼結構應用的主要材料，但鋼材造價相對較高。所以在實際設計的過程中要加強混凝土結構成本管理控制。

結語：

本文重點剖析了輕鋼結構在住宅建筑中的有效應用，以供參考。

[1]楊煦.鋼結構住宅結構體系應用研究[D].北京交通大學,2014.

[2]花蹊.鋼結構住宅兩種新型內墻體系的研發[D].太原理工大學,2014.

[3]劉杰.淺談我國鋼結構住宅建筑及其產業化[D].青島理工大學,2014.

[4]宋瑞博.綠色建筑設計在住宅小區建設中的應用[J].中國建材科技,2014,（S2）:51-52.

[5]韓梅、李丹.輕型鋼結構在工業建筑設計中的應用特點和設計方法[J].中國房地產業.2015.11