本文介紹了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要結(jié)構(gòu)體系及其優(yōu)點，并對目前的應(yīng)用情況作了簡述，提出了發(fā)展輕鋼建筑的必要性。 　　 　　改革開放以來，隨著我國鋼建技術(shù)的不斷成熟，質(zhì)量的逐步穩(wěn)定。輕鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，它是以輕型高效鋼材和輕質(zhì)高效隔熱維護材料組裝而成的，居住舒適，美觀潔凈、適用性能強的全裝配低層和多層鋼結(jié)構(gòu)建筑。從輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究資料上分析，其建筑物的重量與其它類住宅通用體系相比可減輕30%，特別是在地質(zhì)承載力低和地震烈度較高的地區(qū)，其綜合經(jīng)濟效益優(yōu)于一般住宅建筑體系。因此，在我國土地資源匱乏而鋼產(chǎn)量相對充裕的現(xiàn)實情況下，國家倡導輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)是十分適宜的，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑已成為繼大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑和高層鋼結(jié)構(gòu)建筑之后在我國發(fā)展最迅速的新型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。
　　
　　1.輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要結(jié)構(gòu)體系
　　1.1 輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系
　　輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系主要適用于中低層住宅或別墅，大致可分為兩類：一類為以冷彎C型鋼組成的龍骨體系，另一類為以小型熱軋型鋼組成的龍骨結(jié)構(gòu)體系。輕鋼龍骨體系一般由柱、梁、天龍骨、地龍骨及中間腰支撐通過配套扣件和加勁件用自攻螺釘連接而成。梁柱構(gòu)件厚度在1～3mm，柱子間距為400～600mm。其主要受力機理為：柱子與上下龍骨及支撐或隔板組成受力墻壁，豎向力由樓面梁傳至墻壁的大龍骨，再通過柱子傳至基礎(chǔ)。水平力由作為隔板的樓板傳至受力墻壁再傳至基礎(chǔ)。由于在傳力過程中，墻面板承受了一定的剪力，并提供了必要的剛度，故墻面板應(yīng)滿足一定的要求。樓板可采用樓面輕鋼龍骨體系，上覆刨花板及樓面面層，下部設(shè)置石膏板吊頂，既可便于管線的穿行，又滿足了隔聲要求。
　　1.2純框架體系
　　該體系在縱、橫兩個方向均為多層剛接框架，由輕鋼梁、柱組成，結(jié)構(gòu)相對簡單，節(jié)點一般必須采用剛接連接。使用空間較大，但其抗側(cè)移剛度較弱。為滿足層間水平位移和總側(cè)移的要求，構(gòu)件的截面尺寸會較大，造成用鋼量較大，不夠經(jīng)濟。梁采用H型鋼、箱形梁以及其它形式。
　　1.3框架―支撐體系
　　針對純框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度差的缺點，框架―支撐體系在縱、橫兩個方向適當部位沿柱高增設(shè)支撐體系。支撐常采用兩種形式，一種是采用截面剛度較大的H形或箱形截面；另一種是采用輕型的槽鋼、角鋼或鋼管截面。前者一般用于高度較高，抗側(cè)移要求特別是抗震要求較高的多高層建筑，后者用于高度不是很高的低層建筑，一般住宅建筑主要是輕型支撐形式�？蚣芰阂话悴捎脽彳埢蚋哳l焊接H型鋼，可選用高寬比較大的截面，其抗彎承載力及剛度均較大；亦有采用冷彎薄壁型鋼。柱子可以采用與純框架結(jié)構(gòu)類似的截面，也可以根據(jù)其受力特點，選擇冷彎型鋼組合斷面等輕型構(gòu)件。
　　1.4 錯列桁架結(jié)構(gòu)體系
　　錯列桁架結(jié)構(gòu)體系由美國麻省理工學院于20世紀60年代首先提出，在建筑布置上具有一定優(yōu)越性，稱作間隔析架體系，國內(nèi)也有譯為交錯桁架的，其成功用于多個公寓及旅館建筑中。該體系是由房屋外側(cè)的柱子和跨度等于房屋寬度的桁架組成，桁架高度等于層高，在相鄰柱上為上下層交錯布置，樓板一端擱置在桁架的上弦，另一端擱置在相鄰桁架的下弦。由于兩開間布置一榀桁架，且中間無柱子，所以非常適合住宅、旅館建筑各單元的靈活布置要求。
　　1.5框架一剪力墻體系
　　該體系是以樓梯間或其它適當部位（如分戶墻）采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻，作為結(jié)構(gòu)主要抗側(cè)力體系，框架部分主要承擔豎向荷載。其優(yōu)點是，鋼筋混凝土剪力墻抗側(cè)移剛度較強，可以減小鋼柱的截面尺寸，降低用鋼量：剪力墻的布置較為靈活，房間布置所受的限制較小，但應(yīng)避免采用鋼框架與單片混凝土剪力墻組成的混合結(jié)構(gòu)。另外，也可采用預制混凝土剪力墻、薄壁鋼板剪力墻或組合剪力墻。
　　1.6框架一核心筒體系
　　該體系常常是以衛(wèi)生間(或樓、電梯間)組成四周封閉的現(xiàn)澆鋼筋混凝土核心筒，與鋼框架的混合結(jié)構(gòu)受力體系。核心筒抗側(cè)移剛度極強，主要承擔水平荷載，鋼框架主要承擔豎向荷載，可以減小鋼構(gòu)件的截面尺寸。
　　
　　2. 輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點
　　輕鋼建筑一般指承受相對較小的外加荷載，采用較小的構(gòu)件截面尺寸，結(jié)構(gòu)自重較輕的鋼結(jié)構(gòu)。輕鋼住宅結(jié)構(gòu)是以經(jīng)濟型材構(gòu)件，包括冷彎型鋼，熱軋或焊接H 型鋼、T 型鋼，焊接成無縫鋼管及其組合構(gòu)件作為住宅承重骨架，以輕型墻體材料作為圍護結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。輕型墻體材料有壓型鋼板及其組合板材、PC 板、蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板(ALC 板) 及稻草板等重量輕，保溫防火隔熱性能好、防火效果佳的輕質(zhì)材料。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)相比，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點有：（1）建筑空間布置靈活，能滿足不同住戶對住宅的多種功能要求；（2）采用材料輕質(zhì)高強、抗震性能好、安全性高；（3）可以實現(xiàn)住宅建設(shè)的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化；（4）施工方便快捷，建設(shè)周期短；（5）符合國家環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求；（6）綜合經(jīng)濟效益好。
　　
　　3.輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用
　　在美國、日本、意大利、澳大利亞等國家和地區(qū)，早己把鋼結(jié)構(gòu)用于住宅，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑則是一種常見的結(jié)構(gòu)體系。在美國普通的低層民用住宅中，采用輕鋼結(jié)構(gòu)，特別是采用鍍鋅輕鋼龍骨作為承重結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于住宅建造所占的比例，從20世紀90年代初的5%己發(fā)展到現(xiàn)在的25%左右，且技術(shù)己經(jīng)成熟完善，例如典型的北美輕鋼住宅。北美鋼結(jié)構(gòu)低層住宅是一種輕型鋼骨結(jié)構(gòu)體系，一般為4層以內(nèi)，也可以建造6-7層的房屋。
　　我國輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究和應(yīng)用試用于20世紀90年代末，目前還處于研究和試點工程階段。目前全國已進行了大量的試點項目，例如：上海現(xiàn)代房產(chǎn)實業(yè)有限公司建造了幾萬?低層和高層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅試點工程；1999年新疆庫爾勒建造了一幢8層錯列桁架體系鋼框架住宅樓；馬鞍山鋼鐵公司建成了2層的輕鋼試點工程，全部采用馬鋼生產(chǎn)的熱軋H型鋼；北京西三旗水電工程宿舍為6層H型鋼-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，壓型鋼板組合樓面，自承重砌體外墻，鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)加連系梁，防火為防火涂料加砂漿覆面；北京某綜合辦公樓為5層，局部6層，為輕鋼結(jié)構(gòu)，用鋼量約55kg/?，按現(xiàn)行定額標準，其造價比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方案略低；山東萊蕪鋼鐵股份公司在萊蕪鋼城建造H型鋼住宅樣板小區(qū)等。
　　4.結(jié)語
　　通過對輕鋼建筑結(jié)構(gòu)體系的研究和應(yīng)用表明，逐步開發(fā)輕鋼建筑，不但可以加快國家和城市的發(fā)展速度，還能提高建筑質(zhì)量和人們的居住水準，同時還促進了社會的可持續(xù)性發(fā)展，給社會帶來了良好的經(jīng)濟效益，這也是發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的重要意義。
　　
　　參考文獻：
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　　[3]侯兆欣.我國住宅鋼結(jié)構(gòu)體系推廣應(yīng)用中的幾個問題[J].施工技術(shù)，2000.7.
　　作者簡介：趙聰，女，遼寧省鞍山市人，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計及相關(guān)方面的研究。
　　
　　（作者單位：遼寧省大連市大連邁赫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計有限公司）

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