鋼結構住宅、輕鋼結構廠房優缺點及發展前景分析

王黨衛

摘 ?要：輕鋼結構住具有強度高、結構尺寸小、自重輕、施工速度快，抗震性能好及工業化程度高的特點。文章首先介紹了輕鋼結構的優缺點、現狀、施工過程及施工過程遇到的問題分析并提出解決辦法，然后對輕鋼結構住宅的發展前景進行了展望。

關鍵詞：輕鋼結構;鋼結構住宅、輕鋼結構廠房;發展前景

一、鋼結構住宅、輕鋼結構廠房的優缺點

概述

鋼結構是指用鋼板和熱軋、冷彎或焊接成型通過連接件連接而成的能承受和傳遞載荷的結構形式。鋼結構自身具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環境污染少等綜合優勢，與鋼筋混凝土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發展的獨特優勢，在全球范圍內，特別是發達國家和地區。鋼結構在建筑施工領域中得到合理、廣泛應用。鋼結構行業通常分為輕型鋼結構、高層鋼結構、住宅鋼結構、空間鋼結構和橋梁鋼結構5大子類。其中輕型鋼結構是指以單層非住宅用的中小型工廠、倉庫、商店、大型超市為主要對象的建筑，這種建筑體系是采用輕型H 型鋼（焊接或軋制;變截面或等截面）做成門形剛架，C 型、Z 型冷彎薄壁型鋼作檁條墻梁;壓型鋼板或輕質夾芯板作屋面、墻面圍護結構，采用高強螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料將承重結構、圍護結構構件在現場組裝起來的預制裝配式鋼結構房屋體系。本文主要闡述單層鋼結構住宅、輕鋼結構廠房的優缺點及發展前景分析。

1鋼結構住宅、輕鋼結構廠房優點：

（1）自重輕、抗震性能好;

相同高度及體積的建筑結構，鋼結構自重輕，一般情況下，六層鋼結構房屋自重相當于四層的鋼筋混凝土房屋的重量。另外，由于鋼材具有良好的延展性，能較好的吸收地震帶來的能量，所以抗震性好，結構安全度高。鋼結構的容重雖然較大，但與其它建筑材料相比，它的強度卻高很多，因而當承受的荷載和條件相同時，鋼結構要比其它結構輕，便于運輸和安裝，并可跨越更大的跨度。鋼材的塑性和韌性好塑性好，使鋼結構一般不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞。韌性好，則使鋼結構對動力荷載的適應性較強。鋼材的這些性能對鋼結構的安全可靠提供了充分的保證，其結構的重量只有傳統的磚混結構建筑的重量的1/5，這樣大大的降低了地震時受到的載荷，具有很高的安全性。

（2）適宜進行工廠化加工，制造過程機械化程度高，質量有保證;

符合鋼結構產業化和可持續發展的需求;鋼結構適宜大批量工廠化生產，工業化程度高，將設計、生產、施工能進行一體化應用，提高鋼結構產業化水平。

（3）施工周期短，現場施工環境破壞小，有利于提高文明施工;

鋼結構件，在工廠化加工，進行現場安裝。由于現場作業量小，對周圍環境污染少，施工機械化程度高，施工進度較快。同樣面積建筑物，鋼結構比鋼筋混泥土結構工期可縮短約30%～40%，并且節約了支模材料和由此產生的人工機械費用。

（4）鋼結構建筑屬于環保型商品，可持續性高，鋼材可以回收，節能環保;

輕型鋼結構住宅充分利用鋼材的優越特性，符合當今建筑材料選用的主流。薄壁輕鋼結構建筑因使用的是鋼材，不會隨時間的流失而老化，另外廢舊的鋼材100%可以被回收利用;同時，薄壁輕鋼結構建筑也可以使用再利用的鋼材，每5到6輛廢車就可以建造一棟180平方米的房子。

（5）現場基本沒有濕作業，不會產生粉塵、污水等污染;

安裝現場對周圍環境污染少。輕型鋼結構住宅是以型鋼骨架取代傳統木造房屋的木骨架的建筑工法，使用的材料100%是鋼材，各部材之間用螺釘和釘子連接，不使用任何焊接及粘合劑。所以完全不用擔心由于建筑過程中使用藥劑等給人體造成的危害。此外建設工地也不會有大量灰塵及噪音等對周圍環境造成的污染。

（6）結構構件截面小，柱子很細，墻很薄，建筑使用面積大;

鋼結構住宅空間利用率高，因鋼結構界面小，自身就帶有提高空間利用率的優勢，具不完全統計相同體量空間，鋼結構空間利用率要比鋼筋混凝土結構利用率大約8%～10%。

（7）綜合性指標高于鋼筋混凝土結構，節約成本。

能合理布置功能區間，利用鋼材強度高的特點，在設計上可以采用大開間布置，使建筑空間能夠進行合理分割，靈活多變，創造開放式住宅。而傳統結構由于材料性能的限制，如果采用大開間設計，往往會造成柱大、梁高、板厚等現象，從總體效果看比較“肥胖”，不美觀，而且自重增加，制造成本增加，在后續裝飾過程中，因使用者追求室內美觀及提高使用功能，會對部分墻體會改變位置，造成較大安全隱患。

基礎處理簡便適用于廣泛地質程度，基礎部分比傳統建筑要節約50%費用。合理墻體厚度使得用戶的得房率比一般現行建筑要多出8%左右，且因為施工快，縮短了資金的周轉期，加快了資金的流動速度，相應的降低了成本。

2鋼結構住宅、輕鋼結構廠房缺點：

（1）需要熟練技術人才;

在人員方面，由于前幾年在國內無論中等或是高等專業學校的教學內容中均少涉及輕鋼結構住宅體系，因此中國建筑類專業的工程技術人員對這一體系知之甚少，而更加缺乏的是熟練技術工人，現有的人員大多都是農民工出身，閑事除外打工，忙時回家，所以雖然這一體系單純從技術層面上講并無多少難度，但真正推行起來卻往往缺乏得力的骨干。

（2）嚴重依賴產業配套;

比如預制墻板、屋面板、墻體內填保溫材料、防火材料。國內現在流行的混凝土、砌體結構形式，墻體基本為現場濕法砌筑，而輕鋼結構需要干法預制墻板;輕鋼房屋僅有承重骨架、屋面板、墻板，滿足不了防風防雨和美觀的要求，配套技術是非常重要的。國外輕鋼結構房屋公司具有一套完善的配件系統，例如天溝、落水管、屋脊板、包角、泛水、堵頭、密封膠條、自攻螺絲、螺栓緊固件、采光瓦、通風器、門窗及各種與廠房有關的配件。這些配件都是公司自行開發形成系列，自己加工或在固定廠家生產。

（3）需要內裝修材料、裝置、方法的配套;

比如把熱水器、空調、畫框安裝到預制墻板上的方法和現在安裝在砌體墻上的方法還是有很大差別的，再比如壓型鋼板樓面的防水做法、隔音做法等。

（4）需要定期檢修維護;

因為鋼材的耐久性還是不如混凝土，不像混凝土那么“潑辣”。鋼材易于銹蝕，需要采取防護措施鋼材在潮濕環境中，特別是處于有腐蝕介質的環境中容易銹蝕，必須刷涂料或鍍鋅，而且在使用期間還應定期維護，必須采用鍍鋁鋅鋼，才能最大程度的防腐，主體鋼結構才能達到50年。

（5）鋼結構的耐熱性好，但防火性能差 鋼材耐熱而不耐高溫。

隨著溫度的升高，強度就降低。當周圍存在著輻射熱，溫度在150度以上時，就應采取遮擋措施。如果一旦發生火災，結構溫度達到500度以上時，就可能全部瞬時崩潰。為了提高鋼結構的耐火等級，通常都用混凝土或磚把它包裹起來。

二、鋼結構住宅、輕鋼結構廠房發展展望

按發達國家的最低水平推算，中國鋼結構用鋼量至少有3600萬t的發展空間。在近期內，國家將大力發展鋼結構建筑，力爭每年建筑鋼結構用鋼將占全國鋼材總產量的3%以上，年均鋼材消費量為350萬t～400萬t;到2015年，將再翻一番，全國建筑鋼結構用鋼材占鋼材總產量的6%以上，由此可見，鋼結構住宅市場前景十分廣闊。

1適合建筑用的特種鋼將不斷涌現

隨著中國鋼鐵企業冶煉技術的提高，為適應市場的需求，適合建筑用的特種鋼必將不斷地涌現，例如寶鋼、武鋼等鋼鐵企業成功開發的耐火耐候鋼，它是通過合適的技術，使鋼材含有特定的成分（如加鉬等），使鋼材的表觀結構及金相組織發生變化，從而使鋼材本身生成所需的耐火性和耐候性，多種新型建筑用鋼的出現將大力推動鋼結構住宅的發展。

2國家將重點支持輕鋼結構住宅的建設

輕鋼結構住宅建設在中國才剛剛涉入，中國現在是一個產鋼大國，年產量3億多t，發展鋼結構住宅有很大的潛力。20世紀90年代，國家建設部和國家經貿委一致通過，將“輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發和應用”作為中國建筑業用鋼的突破點，并正式列入國家重點技術創新項目。這一舉措為中國的鋼結構發展奠定了基礎。如今，由于國家的宏觀調控作用，房市出現了前所未有的低迷，在這個時機推出鋼結構住宅，利用鋼結構住宅的優勢來吸引市民目光，刺激消費，增加市場的購買力，起著事半功倍的作用。

3鋼結構住宅建筑技術將不斷發展

隨著鋼結構建筑的發展，鋼結構住宅建筑技術也必將不斷的成熟，大量的適合輕鋼結構住宅的新材料也將不斷的涌現，同時，鋼結構行業建筑規范、建筑標準也將隨之逐漸完善。相信不久的將來，輕鋼結構住宅必然會給住宅產業和建筑行業帶來一場深層次的革命。

4發展輕鋼結構住宅是中國住宅產業化的必由之路

住宅產業化是中國住宅業發展的必由之路，因為這將成為推動中國經濟發展新的增長點。輕鋼結構住宅體系易于實現工業化生產，標準化制作，而與之相配套的墻體材料可以采用節能、環保的新型材料，它屬綠色環保性建筑，可再生重復利用，符合可持續發展的戰略，因此輕鋼結構體系住宅成套技術的研究成果必將大大促進住宅產業化的快速發展，直接影響著中國住宅產業的發展水平和前途。

5發展輕鋼結構住宅市場前景廣闊

面對市場機會，我國城鄉建設中對住宅需求還有很大的空間，推動輕鋼結構建筑在國內市場的發展。隨著國家十五計劃的全面推進，要求地方政府提高改善生態建設和環境保護力，勢必在建筑部品標準化和住宅產業標準法規的出臺，從而推動鋼結構住宅市場的發展。輕鋼結構住宅需要政府、開發商以及技術公司的共同努力。政府也需要不斷研究制訂出相應的政策法規，為鼓勵輕鋼結構住宅的發展提供一個良好的政策環境。

三、總結

目前，鋼結構建筑在我國整個建筑行業中所占的比重還不到5%，而發達國家已達50%以上。我國輕鋼結構的發展空間非常大。

“輕鋼結構是環保住宅，鋼結構符合可持續發展概念”——21世紀鋼結構將占領廣闊的建筑市場。在中國目前大力推廣住宅產業化的時代背景下，鋼結構體系必將成為住宅結構體系的主流。

參考文獻

[1] ?郗茸. 輕鋼結構住宅前景及現狀分析[J]. 建材與裝飾，2018，No.533（24）：124-125.

[2] ?劉剛. 輕鋼結構住宅在中國的發展現狀及前景分析[J]. 科學之友，2009（23）：160-161.

[3] ?胡志弘. 輕鋼結構廠房設計中細節分析[J]. 科技傳播，2013（2）：77+101.

[4] ?張海捷. 輕型鋼結構住宅的優勢及發展前景[J]. 今日財富（金融發展與監管），2011.

[5] ?王國棟. 住宅鋼結構市場發展前景分析[C]// 中國鋼結構協會第六次全國會員代表大會暨2011年全國鋼結構學術年會. 2011.

[6] ?戚明軍，曾紅麗，郅彬. 鋼結構住宅的利弊淺析[J]. 新材料新裝飾，2004（7）：53-54.

[7] ?張浩，蔣華，董奇品，等. 鋼結構住宅的結構安全性分析[J]. 四川建材，2015（2）：52-54.

[8] ?胡軍安. 工業廠房鋼結構設計的現狀及發展前景[J]. 四川水泥，2015（7）：98-98.