輕鋼結(jié)構(gòu)（鋼構(gòu)件體系）

輕鋼結(jié)構(gòu)（鋼構(gòu)件體系）

輕鋼結(jié)構(gòu) （鋼構(gòu)件體系） 次瀏覽 | 2022.10.13 18:46:29 更新 來源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 輕鋼結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件體系

輕鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件鋼板厚度：≤10MM。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成，鋼骨采用超級防腐高強冷軋鍍鋅板制造，有效避免鋼板在施工和使用過程中的銹蝕的影響，增加了輕鋼構(gòu)件的使用壽命。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑防火處理的工序與基本要求與防腐處理大同小異只不過其最后一道工序,防火涂料的施工必須在鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后,現(xiàn)場涂刷。

中文名

輕鋼結(jié)構(gòu)

厚度

≤10MM

參考

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

類型

現(xiàn)代建筑工程中較普通的結(jié)構(gòu)

概述

輕鋼也是一個比較含糊的名詞，一般可以有兩種理解。一種是現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ 17－88）中第十一章“圓鋼、小角鋼的輕型鋼結(jié)構(gòu)”，是指用圓鋼和小于L45*4和L56*36*4的角鋼制作的輕型鋼結(jié)構(gòu)，主要在鋼材缺乏年代時用于不宜用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)制造的小型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已基本上不大采用，所以這次鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范修訂中已基本上傾向去掉。

另一種是《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》所規(guī)定的具有輕型屋蓋和輕型外墻（也可以有條件地采用砌體外墻）的單層實腹門式剛架結(jié)構(gòu)，這里的輕型主要是指圍護是用輕質(zhì)材料。既然前一種已經(jīng)快取消，所以輕鋼含義主要是指后一種。隨著現(xiàn)代化進程的不斷發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)工程也得到快速發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代化建筑拔地而起。

還有一些參考值：如每平米造價，最大構(gòu)件重量，最大跨度，結(jié)構(gòu)形式，檐高等，以上這些在判斷廠房是否為重鋼或輕鋼時可以提供經(jīng)驗數(shù)據(jù)。國家規(guī)范和技術(shù)文件都并沒有重鋼一說，很多建筑都是輕、重鋼都有。為區(qū)別輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)，也許稱一般鋼結(jié)構(gòu)為“普鋼”更合適。

因為普通鋼結(jié)構(gòu)的范圍很廣，可以包含各種鋼結(jié)構(gòu)，不管荷載大小，甚至包括輕型鋼結(jié)構(gòu)的許多內(nèi)容，輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程只是針對其“輕”的特點而規(guī)定了一些更具體的內(nèi)容，而且范圍只局限在單層門式剛架。由此可見，輕鋼與重鋼之分不在結(jié)構(gòu)本身的輕重，而在所承受的圍護材料的輕重，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計概念上還是一致的。

輕鋼結(jié)構(gòu)和重鋼結(jié)構(gòu)的區(qū)別

判定結(jié)構(gòu)為重鋼與輕鋼結(jié)構(gòu)確實沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，很多有經(jīng)驗的設(shè)計師或項目經(jīng)理也常常不能完全說明白，但我們可以以一些數(shù)據(jù)綜合考慮并加以判斷：

1、廠房行車起吊重量：大于等于25噸，可以認為為重鋼結(jié)構(gòu)了。

2、每平米用鋼量：大于等于50KG/M2，可認為是重鋼結(jié)構(gòu)。

3、主要構(gòu)件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結(jié)構(gòu)用的較少。

歷史

鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程中較普通的結(jié)構(gòu)形式之一。我國是最早用鐵制造承重結(jié)構(gòu)的國家，遠在秦始皇時代(公元前246-219年)，就已經(jīng)用鐵做簡單的承重結(jié)構(gòu)，而西方國家在17世紀(jì)才開始使用金屬承重結(jié)構(gòu)。公元3-6世紀(jì)，聰明勤勞的我國人民就用鐵鏈修建鐵索懸橋，著名的四川瀘定大渡河鐵索橋，云南的元江橋和貴州的盤江橋等都是我國早期鐵體承重結(jié)構(gòu)的例子。

我國雖然早期在鐵結(jié)構(gòu)方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束縛，科學(xué)不發(fā)達，因此，長期停留于鐵制建筑物的水平。

直到19世紀(jì)末，我國才開始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國成立后，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠遠超過了過去。

在設(shè)計、制造和安裝等技術(shù)方面都達到了較高的水平，掌握了各種復(fù)雜建筑物的設(shè)計和施工技術(shù)，在全國各地已經(jīng)建造了許多規(guī)模巨大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)廠房、大跨度鋼結(jié)構(gòu)民用建筑及鐵路橋梁等，我國的人民大會堂鋼屋架，北京和上海等地的體育館的鋼網(wǎng)架，陜西秦始皇兵馬傭陳列館的三鉸鋼拱架和2008年北京奧運會主會場鳥巢等。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ17-88已經(jīng)于2003年12月1日起廢除，現(xiàn)時實行的是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003輕鋼結(jié)構(gòu)，即輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，是以熱軋輕型H鋼、輕型焊接型鋼、高頻焊接型鋼、冷彎薄壁型鋼、薄鋼板和薄壁鋼管等高效能結(jié)構(gòu)鋼材和高效功能材料為主。

以各類高效裝飾連接材料為輔組裝而成，能滿足建筑特定使用功能和特定空間需求的輕型全裝配鋼結(jié)構(gòu)建筑。

優(yōu)點

輕鋼結(jié)構(gòu)是一種年輕而極具生命力的鋼結(jié)構(gòu)體系，已廣泛應(yīng)用于一般工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑，如辦公樓、別墅、倉庫、體育場館、娛樂、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領(lǐng)域，還可用于舊房增層、改造、加固和建材缺乏地區(qū)、運輸不便地區(qū)、工期緊、活動式可拆遷建筑等，倍受業(yè)主青睞，主要有以下特點：

1、采用高效輕型薄壁型材，自重輕、強度高、占用面積小。

2、構(gòu)配件均為自動化、連續(xù)化、高精度生產(chǎn)，產(chǎn)品規(guī)格系列化、定型化、配套化。各部分尺寸精確。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計、詳圖設(shè)計、計算機模擬安裝、工廠制造、工地安裝等以較小時間差同步進行。

4、基礎(chǔ)以上干式工法沒有濕作業(yè)，內(nèi)裝飾等易于一次到位。型材經(jīng)過鍍鋅、涂層后外觀優(yōu)美且防腐，有利于減少圍護和裝修費用。

5、便于擴大柱距和提供更大分隔空間，可降低層高和增加建筑面積（住宅實用面積可達92%）。在增層、改造、加固方面優(yōu)勢明顯。

6、新墻材應(yīng)用范圍廣，大量使用采光帶，通風(fēng)條件好。

7、室內(nèi)水暖電氣管線全部隱蔽在墻體中和樓層間，布置靈活，修改方便。

8、房子可以搬遷、材料可全部回收利用，不會造成垃圾，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

發(fā)達國家在非居住建筑上的應(yīng)用十分迅速，并正在向多層居住建筑拓展。非居住建筑以四層以下的門式輕鋼結(jié)構(gòu)為主，跨徑一般大于20m，普遍用在大跨的輕工、電子、倉庫、加工等車間的建造，也有應(yīng)用在日用的超市、臨時用房、飛機庫等。輕鋼結(jié)構(gòu)居住建筑一般用于多層（4～6層）與高度24m以下（7～9層）的高層。

通過增設(shè)耗能支撐等消能部件，居住輕鋼結(jié)構(gòu)也可用于更高層。居住輕鋼結(jié)構(gòu)多采用由熱軋H型鋼組成的框架結(jié)構(gòu)，結(jié)點采用高強螺栓連接（輔以焊接），樓板多采用壓型鋼板襯底代替模板的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，屋面板與外墻多采用集保溫、防水于一體的彩色涂層鋼板，分戶墻多采用防水輕質(zhì)墻板。

抗震性

低層別墅的屋面大都為坡屋面，因此屋面結(jié)構(gòu)基本上采用的是由冷彎型鋼構(gòu)件做成的三角型屋架體系，輕鋼構(gòu)件在封完結(jié)構(gòu)性板材及石膏板之后，形成了非常堅固的"板肋結(jié)構(gòu)體系"，這種結(jié)構(gòu)體系有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力，適用于抗震烈度為8度以上的地區(qū)。

抗風(fēng)性

型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。建筑物自重僅是磚混結(jié)構(gòu)的五分之一，可抵抗每秒70米的颶風(fēng)，使生命財產(chǎn)能得到有效的保護。

耐久性

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成，鋼骨采用超級防腐高強冷軋鍍鋅板制造，有效避免鋼板在施工和使用過程中的銹蝕的影響，增加了輕鋼構(gòu)件的使用壽命。結(jié)構(gòu)壽命可達100年。

保溫性

采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主，具有良好的保溫隔熱效果。用以外墻的保溫板，有效的避免墻體的“冷橋”現(xiàn)象，達到了更好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當(dāng)于1m厚的磚墻。

隔音性

隔音效果是評估住宅的一個重要指標(biāo)，輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音達40分貝以上；由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的墻體，其隔音效果可高達60分貝。

健康性

干作業(yè)施工，減少廢棄物對環(huán)境造成的污染，房屋鋼結(jié)構(gòu)材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合當(dāng)前環(huán)保意識；所有材料為綠色建材，滿足生態(tài)環(huán)境要求，有利于健康。

舒適性

輕鋼墻體采用高效節(jié)能體系，具有呼吸功能，可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣干濕度；屋頂具有通風(fēng)功能，可以使屋內(nèi)部上空形成流動的空氣間，保證屋頂內(nèi)部的通風(fēng)及散熱需求。

快捷

全部干作業(yè)施工，不受環(huán)境季節(jié)影響。一棟300平方米左右的建筑，只需5個工人30個工作日可以完成從地基到裝修的全過程。

環(huán)保

材料可100%回收，真正做到綠色無污染。

節(jié)能

全部采用高效節(jié)能墻體，保溫、隔熱、隔音效果好，可達到50%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

防護技術(shù)

1.輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐可分為鋼構(gòu)件的防腐和圍護系統(tǒng)的防腐兩大部分。

(1)鋼構(gòu)件的防腐

鋼構(gòu)件的防腐處理大部分在工廠制作時完成北方地區(qū)或者比較干燥的環(huán)境,也可以增加底漆一道干膜厚度達到70-80微米,取消中間漆。

防腐處理可分為除銹→涂底漆→中層漆→面漆幾個工序來完成。根據(jù)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的用途、地理位置、氣候條件的不同,來確定防腐方案和各個工序的基本要求。

拋丸(或噴砂)處理的鋼構(gòu)件表面一般要達到國家標(biāo)準(zhǔn)Sa2.5級以上,最低不低于Sa2級,處理后的構(gòu)件8小時內(nèi)要開始涂刷底漆,底漆一般采用紅丹醇酸防銹底漆、無機富鋅底漆和環(huán)氧富鋅底漆,防腐能力較好的是富鋅底漆,干漆膜中鋅粉含量可達到80%以上,起到很好的陰極保護作用,防止電化銹蝕。

中間漆多采用鱗片狀的中層漆,漆膜顏料呈層狀排列,可以提高涂層的屏蔽作用,加大了水汽、二氧化碳滲透阻力,起到了增強防腐蝕效果的作用,而面漆多采用醇酸調(diào)合漆、脂肪族聚氨脂漆,或防腐蝕性能更好的環(huán)氧面漆和氟碳漆。

就我們國內(nèi)的現(xiàn)狀來看防腐工藝的要求和材料的選用,大同小異,而防腐涂料本身的質(zhì)量,卻是大相競庭。同一種油漆不同的生產(chǎn)廠家不同的品牌,甚至同一種品牌的質(zhì)量和價格相差很大,因為油漆的生產(chǎn)廠家以小、散、低的私營企業(yè)占了相當(dāng)大的比重,而一些不規(guī)范的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè),為了降低成本,不惜犧牲質(zhì)量而選用低檔次的防腐涂料,造成了工程質(zhì)量的低劣。

(2)圍護系統(tǒng)的防腐

圍護系統(tǒng)的防腐,主要是彩板部分,它的表面涂層的處理是在彩板的專業(yè)制造廠家完成的。作為輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計和生產(chǎn)廠家,主要是根據(jù)不同的建筑用途、不同的地理位置和氣候條件選用不同的品牌、型號和表面特性，常用的彩板品牌和生產(chǎn)廠家有上海寶鋼、澳洲BHP、臺灣燁輝、青島利達等。

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火

鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕是一個較為緩慢的過程,是一種由表及里的破壞,易于直接觀察,所以常常會受到重視,而火災(zāi)是一種突發(fā)性的事件,防火是對這一突發(fā)事件的預(yù)防措施,如果不發(fā)生火災(zāi),也許昂貴的投資永遠都發(fā)揮不了作用。再就是因為鋼結(jié)構(gòu)本身不會燃燒,所以從表面上看輕鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)有很好的防火性能。

因此,人們往往會懷有僥幸心理,而忽視了防火的重要性。事實上防火能力差恰恰是輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的一大弱點,鋼結(jié)構(gòu)建筑如果遇到火災(zāi),一旦火情使周圍環(huán)境達到一定的溫度,鋼構(gòu)件將在瞬間失去80%的機械強度,造成建筑物的倒塌。9.11恐怖事件中,美國的國貿(mào)大廈雙子座大樓瞬間倒塌,就是因為大火使鋼結(jié)構(gòu)失去了強度而造成的。

在國內(nèi)也不乏由于火災(zāi)而引起的鋼結(jié)構(gòu)建筑垮塌的事例,如天津市體育館火災(zāi)、上海文化廣場火災(zāi)、北京友誼火災(zāi)等等,所以就輕鋼結(jié)構(gòu)的防護而言防火與防腐缺一不可,甚至防火比防腐更為重要。

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑防火處理的工序與基本要求與防腐處理大同小異只不過其最后一道工序,防火涂料的施工必須在鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后,現(xiàn)場涂刷。

防火處理分為除銹(拋丸/噴砂)→涂底漆→中間漆→涂防火涂料幾個施工步驟,中間漆有的地方可以省略。除銹和涂防銹底漆的步驟一般在工廠預(yù)制時完成,防火涂料要在施工現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)安裝后再進行涂刷。

當(dāng)下防火涂料的生產(chǎn)廠家比較多，施工水平也是參次不齊,管理比較混亂，缺乏統(tǒng)一的檢驗標(biāo)準(zhǔn)和管理監(jiān)督機制,消防部門的管理只是一種行政制度,沒有規(guī)范的技術(shù)檢驗手段和嚴格的質(zhì)量評定能力。造成國內(nèi)的防火涂料產(chǎn)品普遍存在防火性能低、容易脫落,裝飾性差,耐久性差等幾大問題,與國外的同類產(chǎn)品比較存在較大的差距。

市場前景

由于環(huán)保意識的加強和木材短缺等因素，許多國家如美國、日本、英國、澳大利亞等，正積極地推動中低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用與發(fā)展。隨著國家和各地方推進建筑裝配化、工業(yè)化乃至智能化建造的相關(guān)政策及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出臺和逐步細化,能夠?qū)崿F(xiàn)高度工業(yè)化建造的各類輕鋼集成體系建筑展現(xiàn)出廣闊的市場應(yīng)用前景,在技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用實踐方面都得到快速的發(fā)展。[1]

澳大利亞

早在20世紀(jì)60年代就提出了“快速安裝預(yù)制住宅”的概念，但由于市場尚未成熟，并未得到很好發(fā)展。到了1987年，高強度冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，澳大利亞與新西蘭的聯(lián)合規(guī)范AS/NZS4600冷彎成型結(jié)構(gòu)鋼規(guī)范于1996年發(fā)布實施。這種鋼材承載力高，與相同承載力的木材相比，只是木材的1/3重，表面經(jīng)鍍鋅處理，在免大修的情況下，耐久性可達75年。

在澳大利亞，每年約建造6億美元的輕鋼龍骨獨立式住宅120000棟，約占澳大利亞所有建筑業(yè)務(wù)產(chǎn)值的24%

美國

輕鋼結(jié)構(gòu)在美國發(fā)展最快，1965年輕鋼結(jié)構(gòu)在美國僅占建筑市場15%；1990年就上升到53%，而1993年則已上升到68%，到2000年已經(jīng)上升到75%。

住宅用構(gòu)件和部晶的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，及其專業(yè)化、商品化、社會化程度很高，幾乎達到100%，各種施工機械、設(shè)備、儀器等租賃化非常發(fā)達，商品化程度達到40%，在美國，采用該體系建造的房屋從20世紀(jì)90年代中期的55000棟劇增為2000年的325000棟。這種輕型鋼結(jié)構(gòu)己成為發(fā)達國家的主要建筑結(jié)構(gòu)形式。

中國

由于其結(jié)構(gòu)體系自身的因素（無論是從理論上，還是從實踐上看），認為此種結(jié)構(gòu)體系只適合5-6層以下的住宅建設(shè)。

而大中城市土地供應(yīng)的限制和價格因素，大量多層住宅的建設(shè)不是最理想的投入產(chǎn)出比，實際上多層住宅一般都建在土地價格適當(dāng)便宜的城鄉(xiāng)結(jié)合部或中小城市，而其工業(yè)化程度以及造價（統(tǒng)計數(shù)據(jù)建安造價為2500元/m2），對于那個地區(qū)的項目增加了相當(dāng)?shù)碾y度；最后是市場價格的問題，城鄉(xiāng)結(jié)合部或中小城市的房價本身適當(dāng)，大幅度的增加造價成本，開發(fā)商恐怕難以接受。

建筑應(yīng)用

輕質(zhì)樓蓋系統(tǒng)

輕質(zhì)樓蓋系統(tǒng)其樓蓋由C型的輕鋼擱柵與鋪于擱柵上的薄板組成。擱柵一般跨度為3.6米～4.8米，擱柵高為254毫米（擱柵的最大跨度可達11米），擱柵間距為600毫米。

由美國迪垂馳公司研發(fā)的擱柵專利產(chǎn)品在腹板上開有大孔，這樣對于管線的穿越與布置極為方便。樓面有三種做法，分別為：高密度木纖維水泥板；滿鋪壓型鋼板再澆筑20毫米的陶粒輕骨料混凝土；滿鋪定向木纖維板或高密度層壓膠合板。在這些輕質(zhì)樓蓋上每平方米可承受316～365公斤的荷載。

豎向墻體結(jié)構(gòu)

豎向墻體結(jié)構(gòu)一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻，墻柱為C形輕鋼構(gòu)件，其壁厚根據(jù)所受的荷載而定，通常為0.84～2毫米，墻柱間距一般為400～600毫米，墻柱的下端為U形開口朝上的底槽梁，墻柱上端為U形開口向下的頂槽梁，擱柵固定于上槽梁側(cè)邊。為提高墻柱的穩(wěn)定性，一般墻柱高度范圍內(nèi)設(shè)三道輕鋼拉條。

這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便，但該墻體結(jié)構(gòu)不能承受水平荷載。

建筑保溫節(jié)能技術(shù)

建筑保溫節(jié)能技術(shù)美方輕鋼住宅體系中，對保溫節(jié)能技術(shù)十分重視，對于墻來說為確保達到保溫效果，一般除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維外，在墻外側(cè)再貼一層保溫材料，有效隔斷了通過墻柱至外墻板的熱橋；樓層之間擱柵內(nèi)填充玻璃纖維，減少通過樓層的熱傳遞；所有內(nèi)墻墻體的墻柱之間均填充玻璃纖維，減少戶墻之間的熱傳遞。

建筑防火技術(shù)

建筑防火技術(shù)對于輕鋼結(jié)構(gòu)一個最關(guān)鍵的問題是防火技術(shù)的應(yīng)用，在墻的兩側(cè)與樓蓋的天花處貼防火石膏板，對于普通防火墻和分戶墻用25.4毫米厚（1吋）石膏板保護，以達到1個小時的防火要求，另外在墻體墻柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對于防火與熱傳遞也起了積極的保護作用。

建筑隔聲技術(shù)

建筑隔聲技術(shù)在輕鋼建筑中，在內(nèi)外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉，有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分，而對于通過固體傳播的沖擊聲，在美國的多層輕鋼住宅中，作了如下構(gòu)造處理：對于分戶墻用二道墻柱構(gòu)成帶有中間空隙的二道墻體；而對于吊頂用的固定石膏板的小龍骨，用帶有小切槽的彈性構(gòu)造以有效減少樓層間的固體聲傳播

參考資料