轻型钢结构住宅简述

李亚楠 王茹

摘 要：钢结构作为天然的装配式建筑，目前已经被广泛应用于工业厂房、公共建筑中，但钢结构在住宅产业的发展仍不够充分。随着我国建筑产业化目标的提出，轻型钢结构住宅作为一种年轻而富有生命力的住宅结构形式正在崭露头角。本文主要介绍了轻型钢结构住宅的优势以及在我国推广发展的瓶颈。

关键词：轻型钢结构；优势；瓶颈

1 概述

建筑業在我国经济高速发展的同时也产生了新的需求变化，节能减排、保护环境、节约资源成了建筑业的新的内在需求，由此我国提出推动新型建筑工业化发展这一要求。

依建筑物主体结构组成材料不同建筑物可以分为：木结构、钢结构、钢筋混凝土结构 、混合结构 （钢筋混凝土+型钢）。本文所述轻钢结构住宅主要是一种以小截面的热轧 H型钢、 高频焊接H型钢、普通焊接H型钢或异形截面型钢、冷轧或热轧成型的钢管等构件构成的纯框架或框架一支撑结构体系并大量采用轻质围护隔离材料的单层或多层建筑结构。

我国早已经开始推广轻钢结构了，1999年国家经贸委批准将“轻钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用”作为我国建筑业用钢的突破点，并且正式列入国家重点技术创新项目。

上世纪九十年代中期在新疆库尔勒就建造了一个轻钢结构的多层住宅小区。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅是近几年才发展起来的。目前在北京、天津、山东莱芜、安徽马鞍山、上海、广州等地开展低层、多层和高层钢结构住宅试点工程。北新建材联合日本新日铁成立了北新房屋公司，在连云港大量推广轻型钢结构住宅。住宅产业化促进中心、国内的企业，以及民间建筑事务所，都在积极推广轻钢住宅。

2 轻型钢结构住宅优势

2.1 结构性能好，轻质高强，抗震性能佳

钢材强度较高，弹性模量也高。与混凝土和木材相比，其密度与屈服强度的比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。

钢结构具有良好的延展性，当结构在动力冲击荷载作用下破坏时吸收较多的能量，可降低脆性破坏的危险程度。参照相关规范对于各类结构型式的限高规定。例如对于8度抗震设防烈度，混凝土框架结构的最大适用高度为45米，混凝土剪力墙结构最大适用高度为100米，钢框架最大适用高度为90米，带支撑钢框架最大适用高度为200米，钢筒体为260米，配筋砌块砌体为30米，普通无筋砖砌体为18米。由此可以粗略的认为同等抗震设防烈度下抗震性能排序如下：钢筒体>带支撑钢框架>混凝土剪力墙≈钢框架>混凝土框架>配筋砌块砌体>普通无筋砖砌体。

2.2 钢材可回收，比砌体、混凝土更节能环保

钢材属于可循环使用的材料，据统计美国每年产钢量的68%来源于回收的旧钢材。轻钢结构住宅中使用的大部分材料为钢材，均可以回收再利用，因此轻型钢结构住宅可以有效的节省材料。

钢结构建筑施工现场中除了基础施工时用到水之外基本没有湿作业，相较于混凝土、砌体建筑不会产生粉尘、污水等污染，并且能够起到节约用水的作用。

2.3 工厂加工，质量有保证

轻型钢结构构件均为工厂规模化机械加工，能够做到精度保证、质量保证。

2.4 自重轻，基础造价低

钢材的抗拉、抗压、抗剪性能较好，钢结构构件的截面相对较小、自重轻。一般情况下高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0吨/平方米，高层钢结构建筑物的自重在1吨/平方米以下，大大降低了结构自重，从而降低了基础造价。

2.5 施工工期短

轻型钢结构体系可以为施工提供较大的空间及施工作业面，柱子的吊装、钢框架梁的安装、钢筋混凝土楼板的浇筑等，可以实行立体交叉作业。可以在上部钢结构部分施工的同时进行下部内部装饰装修，大大缩短工期。

2.6 建筑使用面积大，空间功能布置灵活

轻型钢结构住宅体系结构构件截面小，复合墙面薄，从而增大建筑使用面积。而采用钢框架结构体系改变了传统的砌体或钢筋混凝土结构中以墙承重的形式，可以根据设计和使用灵活的分隔空间。

3 轻型钢结构住宅的瓶颈

3.1 技术人员短缺

在技术人员方面，由于国内无论中等或是高等专业学校的教学内容中均少涉及轻钢结构住宅体系，因此我国建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之甚少，而更加缺乏的是熟练技术工人，所以虽然这一体系单纯从技术层面上讲并无多少难度，但真正推行起来却往往缺乏技术人才。

3.2 轻型钢结构住宅造价高

目前轻钢结构住宅在我国的报价大约是同条件传统混凝土结构住宅的1.5倍左右，国内消费者近期还难以接受。然而这种价格在国外比起其它结构形式住宅的造价来说，却具有很强的竞争力，这也就是为什么轻钢结构住宅体系在国外能够蓬勃发展的原因。在我国由于科技和生产力发展水平不高，劳动力价格便宜，但人均收入偏低，导致了造价偏高的钢结构住宅对于传统建筑形式住宅的竞争优势反倒不够明显。

3.3 轻型钢结构住宅严重依赖配套产业

轻型钢结构住宅主体结构除了钢结构骨架外还需要各种复合围墙及预制板，这些预制墙板、屋面板、墙体内填保温材料、防火材料的生产并没有形成完备的产业体系。国内现在流行的混凝土、砌体结构建筑形式，墙体基本为现场湿法砌筑，而轻钢结构需要配套预制墙板。并且轻型钢结构住宅内装修材料、装置方法的配套也存在欠缺，比如把热水器、空调安装到钢结构预制墙板上的方法和现在安装在砌体墙上的方法还是有很大差别的。

3.4 定期检修维护成本高

钢材由于其自身的耐腐蚀性差的特点其耐久性还是不如混凝土。据不完全统计，国内每年因腐蚀而造成的经济损失在400亿元人民币以上，每年9000万吨钢产量中，约30%被各种形式的腐蚀消耗掉。这就需要钢结构建筑在使用过程中要对结构进行定期的除锈防锈。

钢材具有耐温性差的特点，钢材的许多性能都受温度影响很大。例如：屈服点、抗拉强度和弹性磨具等，随温度的升高而下降。一旦发生火灾，温度急剧升高，钢结构就将因温度过高而失去相应的承载能力。所以做好钢结构的防火处理相当关键。这也要求钢结构建筑在使用过程中要定期对防火涂层进行维护保养。

4 结束语

建筑工业化是我国建筑发展的必由之路，而住宅产业化是建筑工业化的重点。轻型钢结构住宅体系依托于钢结构自身的优势易于实现工业化的生产、标准化的制作，符合绿色环保节能的新理念，符合我国住宅产业化的核心要求。

参考文献：

[1] 于春刚. 住宅产业化—钢结构住宅围护体系及发展策略研究[D]. 同济大学， 2006.

作者简介：

李亚楠（1990— ）性别：女 ，民族：汉 籍贯：山东省济宁人 学历：本科，毕业于石家庄铁道大学，现有职称：助理工程师，研究方向：结构设计。