龙骨结构

    轻钢住宅 在国内是一个全新的概念，它属于轻钢建筑范畴，指采用轻型钢结构布局、以国民长期居住为目的，适宜于长期日常居住的房屋建筑。轻型钢结构骨架构成主要包括冷弯型钢、热轧或焊接H型钢、T型钢、焊接或无缝钢管 及其组合构件等。轻型板材如石膏板、OSB板、PC板、蒸压轻质加气混凝土板工（ALC板）、彩钢板等作为维护结构。采用钢结构骨架使室内使用空间增大，房间隔断更加灵活，屋面造型丰富多彩。轻质板材的使用，使室外装饰材料的类型和色彩有更多的选择余地，可以充分发挥建筑师的想象力，设计出美观、适用、健康环保的“绿色建筑 ”，该种房屋体系一般为低层或多层的轻钢别墅或住宅公寓。    轻钢结构住宅 的结构体系与传统砖混结构或混凝土结构住宅的结构体系有很大的不同，它主要由轻钢结构体系、楼面结构体系和维护结构体系等组成，下面仅针对低层及多层轻钢结构住宅体系作简要介绍。    轻钢结构体系    轻钢结构体系从承重形式上主要分为钢框架体系、钢框架支撑体系、错列桁架体系和轻钢龙骨体系；轻钢结构体系从构件截面形式上又可分为热轧H型截面、焊接H型截面、焊接箱形截面、冷成型薄壁方钢管内灌混凝土、圆钢管内灌混凝土、冷成型C型截面等。    楼板结构体系    常采用的楼板形式有：（1）木楼板：在钢梁上铺木板，或者钢梁上设次梁、钢龙骨，铺木夹板；（2）压型钢板与现浇混凝土组合楼板；（3）蒸压轻质加气混凝土（ALC）楼板：一般多用钢梁上铺100厚ALC板，再铺15 mm木夹板、地毯或木地板；（4）预制薄砼上现浇砼的叠合砼板。    围护结构体系    外墙维护体系一般有2种做法：（1）分体式：由自承重板材或块体外加保温防热、隔声材料，再加外装饰面材料和单向透气透水的防水材料。（2）“三明治”式：将承重及保温隔热、隔声材料制作成整体的三明治式板。单独的轻质墙体面板有：防火、防水的石膏板，中、低密度水泥纤维板，定向创花板，木板，ALC板，塑料板等；保温材料用玻璃丝棉。装饰性外墙则采用真空挤压高密度水泥纤维板、高密度水泥纤维板、PVC板等[1]。     轻钢结构在国内外的发展现状    由于环保意识的加强和木材短缺等因素，许多国家如美国、日本、英国、澳大利亚等，正积极地推动中低层轻钢结构住宅 的应用与发展。    澳大利亚早在20世纪60年代就提出了“快速安装预制住宅”的概念，但由于市场尚未成熟，并未得到很好发展。到了1987年，高强度冷弯薄壁钢结构出现，澳大利亚与新西兰的联合规范AS／NZS4600冷弯成型结构钢规范于1996年发布实施。这种钢材承载力高，与相同承载力的木材相比，只是木材的1／3重，表面经镀锌处理，在免大修的情况下，耐久性可达75年。    据报道，轻钢结构在美国发展最快，1965年轻钢结构在美国仅占建筑市场15％；1990年就上升到53％，而1993年则已上升到68％，到2000年已经上升到75％。住宅用构件和部晶的标准化、系列化，及其专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100％，各种施工机械、设备、仪器等租赁化非常发达，商品化程度达到40％[2]。    近年来，全部构件均采用冷成型钢的轻钢龙骨体系建筑作为一种新兴的建筑方法正在欧美迅速发展，日益成为一种可订购的特殊商品，广泛应用于别墅、住宅、学校、医院、商业建筑等。在澳大利亚，每年约建造6亿美元的轻钢龙骨独立式住宅120 000栋，约占澳大利亚所有建筑业务产值的24％；在美国，采用该体系建造的房屋从20世纪90年代中期的55 000栋剧增为2000年的325 000栋[3]。目前这种轻型钢结构己成为发达国家的主要建筑结构形式。    包括单层和多层的住宅和公寓在内的轻钢住宅 结构体系之所以如此迅猛发展、方兴未艾，有其深刻的原因：与其他形式钢结构住宅相比较，轻钢住宅结构体系尤其是冷弯薄壁型轻钢龙骨住宅具有一些独特的综合优势：    （1）轻钢住宅轻质高强，抗震性能好，安全性高。建筑自重轻，仅相当于混凝土结构的一半左右。    （2）轻钢龙骨体系构配件制作工厂化和机械化、商品化程度高，易于实现产业化、工业化，可以缩短施工周期。    （3）构件截面小，与混凝土结构相比可增加建筑有效面积8％左右。屋面采用钢桁架结构，可建造出丰富多姿的屋顶形式，外形美观，满足建筑个性化要求。    （4）室内水电气管线可全部暗埋在墙体中，布置灵活、修改方便。适于采用科技含量高的环保节能墙板、楼板及屋面板，节能效果好。    （5）轻钢结构住宅施工噪音小，建筑垃圾少，所用材料主要是可以回收或易降解的材料，有利于生态环境保护，符合绿色建筑 和可持续发展的要求，属于绿色环保型建筑。    根据实践应用的结果，在地震区、软土地基建造住宅，采用轻钢结构体系可比钢筋混凝土结构体系造价略低或持平，具有较强的竞争力。考虑到长远的使用、发展趋势和环保要求，轻钢住宅发展前景好，市场需求量大，将逐渐成为房屋市场新的“卖点”。     20世纪80年代我国从日本引进几百栋轻钢结构低层别墅，90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立了多层轻钢结构住宅 楼，但是大规模的研究开发、设计制造、施工安装轻钢结构住宅建筑还是近几年才逐步发展起来的。目前北京、天津、新疆、湖南、山东莱芜、安徽马鞍山、南京、上海、广州和深圳等地开始并建成一批低层、多层和高层轻钢结构住宅试点工程。同时，在建设部组织编制的《钢结构住宅建筑产业化技术导则》的指导下，很多科研单位和钢结构公司，包括北京赛博思金属结构有限公司、莱芜钢铁集团有限公司、山东安尔发建筑科技有限公司等，都分别在轻钢结构住宅体系的研究方面进行了有益的探索。轻钢结构住宅在我国尚属试验、起步阶段，但目前己在全国各地普遍开花。    适宜用于多层建筑的轻钢龙骨结构住宅 在我国具有很好的发展优势。    （1）我国钢铁行业迅猛发展，2004年的钢产量达到2亿t，成为世界第一钢材生产大国。随着我国冶金企业不断调整产业结构，钢与钢材的品种、规格日渐增多，建筑配套产品日益齐全，为钢结构住宅发展奠定了物质基础。    （2）我国政府高度重视钢结构建筑发展，建设部在新修订的《建筑技术政策》中，明确提出积极发展钢结构的方针，把钢结构技术列为10大重点推广技术。2002年发布了《钢结构住宅产业化技术导则》又为轻钢住宅 的发展提供了政策保证和技术支持，这必将对我国钢结构建筑的发展起积极推动作用。    （3）冷弯薄壁型轻钢龙骨住宅满足我国住宅产业化的要求。住宅产业化是城市可持续发展的进一步深化，或者说，城市可持续发展要求住宅产业化，二者具有高度的一致性.    3 轻型钢结构住宅的发展存在的一些问题    虽然轻钢是替代目前砖石和混凝土材料的最佳选择。但是，目前轻型钢结构住宅体系在我国的应用仅局限于极少量的高档别墅住宅和极少数的多层住宅建筑，但还没有推广应用，农村市场和小城镇改造等更是一片空白。探究其原因主要有以下几个方面：    （1）轻钢骨架构件是低层、多层轻钢骨架住宅的关键材料，尤其是冷弯薄壁型轻钢住宅的梁柱均采用1 mm左右的C型钢和U型钢，目前国内能够生产此种构件的厂家非常少，产量严重不足，导致造价过高。    （2）国内在这方面的研究基本处于一片空白状态。尽管国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018—2002》是一本用于指导冷弯薄壁型钢结构设计、施工与质量验收的综合技术标准，但其主要是针对工业厂房屋面体系的檩条设计，在其构造条文中，明文规定“冷弯薄壁型钢结构构件的壁厚不宜小于1．5mm，主要承重结构构件的壁厚不宜小于2mm”。行业标准"]式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中也涉及到一些有关冷弯薄壁型钢结构的条文，同样，在其有关构造条文中，也规定“用于凛条和墙梁的冷弯薄壁型钢，壁厚不宜小于1．5 mm。这主要是由于我国过去极少将2mm以下的薄钢板用作主要承重结构的构件，因而既缺乏使用经验，也缺少相应的理论研究。受此限制，轻型住宅钢结构建筑的用钢量将大幅增加，使其造价提高，也就失去了与传统建筑的竞争力。    （3）消费者的传统观念。由于大量采用轻型屋面材料和墙体材料，轻型钢结构住宅的突出特点是“轻”，面对一个很“轻”的建筑，我国的购房者可能首先会关注结构的安全性，即结构是否坚固，是杏足以阻挡外物入侵和自身财物的安全等。随着人们对轻钢房屋的进一步认识，总的来说轻钢结构住宅发展前景广阔！