輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具有性能好、自重輕、工廠化程度高、建造速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度小等優(yōu)點(diǎn),因而近三十年來在歐美國家逐步發(fā)展起來。已經(jīng)形成了一整套十分成熟的技術(shù)。但是,在我國由于長期以來建造的大多數(shù)是磚混或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅,輕鋼結(jié)構(gòu)住宅對我們來說還是新鮮事物,在我國大力推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)革命現(xiàn)代化的今天,我們有必要對這種新的建筑技術(shù)進(jìn)行研討,F(xiàn)筆者對這種技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展前景論述如下:
  低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)特點(diǎn):
  一、卓越的性能
  1.抗震、抗風(fēng)、高可靠性
  鋼材優(yōu)良的物理、力學(xué)性能使得輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具備了整體剛度大、構(gòu)件強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)自重輕的特點(diǎn),在地震、颶風(fēng)等罕遇災(zāi)害下的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它結(jié)構(gòu)形式的住宅。對于軟弱地基區(qū)域,鋼結(jié)構(gòu)住宅可以降低基礎(chǔ)成本,并減少不均勻沉降發(fā)生的概率。鋼結(jié)構(gòu)體系可以精確設(shè)計(jì)分析,使鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)于磚混住宅。
  2.防腐、防火、耐久
  鋼結(jié)構(gòu)住宅中耐腐蝕鍍鋅鋼板的運(yùn)用,大大增強(qiáng)了建筑主體結(jié)構(gòu)的防腐性耐久性,合理的構(gòu)造措施可以保證鋼結(jié)構(gòu)的防火性能;結(jié)構(gòu)徐變、泛潮和遭受白蟻、老鼠等蟲害的情況不會(huì)在鋼結(jié)構(gòu)住宅中出現(xiàn)。
  3.隔熱、隔音、節(jié)能
  輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅復(fù)合墻體構(gòu)造保證了房屋對隔熱、防潮、隔音的需要。中空玻璃的使用使隔音指標(biāo)達(dá)40加權(quán)分貝以上,除了大大減少噪音的污染,更能節(jié)省大量的能源。
  4.能“空間自由組合”的住宅
  鋼材的輕質(zhì)、高強(qiáng)、鋼結(jié)構(gòu)的體系的靈活選用為住宅空間的組合提供了最大自由度。一方面鋼結(jié)構(gòu)可以提供超大共享空間,同時(shí)建筑師可以不拘泥于承重墻位置,根據(jù)設(shè)計(jì)需要自由布置各功能空間。
  二、主要承重材料
  輕鋼骨架采用鋼材是熱鍍鋅冷彎薄壁型鋼,強(qiáng)度指標(biāo)是33 ksi(折算公制為230N/mm2或340N/mm2);鍍鋅鋼板根據(jù)厚度分成若干個(gè)等級(Gage),從12—20gage(折算公制為2.58mm—0.88mm);另外一個(gè)重要指標(biāo)就是鍍鋅量,在美國規(guī)范中鍍鋅量主要分三種情況應(yīng)用,這就是G40、G60、G90(折算公制鍍鋅量為95—126g/m2、157—189g/m2、252—283g/m2)。其中G40采用于非承重墻部分(如分隔墻、吊頂?shù)龋;G60采用于普通承重墻部分;G90采用于沿海地區(qū)或亞熱帶地區(qū)。
  三、建筑結(jié)構(gòu)做法
  輕鋼別墅采用以冷彎型鋼為骨架的結(jié)構(gòu)體系,局部根據(jù)建筑要求采用其他結(jié)構(gòu)部件。輕鋼骨架的間距常用300、450或600mm的模數(shù),墻體骨架截面高度一般為89mm或140mm,樓面骨架的高一般為200~400mm高。這樣墻體和樓面的空間可為住宅中任何管、網(wǎng)提供方便條件。由于低層住宅的屋面大都為坡屋面,因此屋面結(jié)構(gòu)基本上采用的是由骨架做成的三角型屋架體系。這種等間距的骨架在封完結(jié)構(gòu)性板材及石膏板之后,形成的非常堅(jiān)固的“板肋結(jié)構(gòu)體系”,這種結(jié)構(gòu)體系有著更強(qiáng)的抗震及抵抗水平荷載的能力,因?yàn)樗呀ㄖ灾刂械募泻奢d分解到最小的程度。由U型鋼及C型鋼可以組合成不同斷面的梁、柱,非常靈活,最大跨度的梁可以做到9米。鋼骨架與鋼骨架之間的連接是采用自攻自鉆螺釘和標(biāo)準(zhǔn)連接片連接。
  1.墻面
  外墻由外裝飾層,防水隔汽層、保溫層、結(jié)構(gòu)骨架和內(nèi)裝飾層構(gòu)成。外裝飾層可選用金屬掛板、乙烯基掛板、工程木掛板、外墻板、外墻石材等多種質(zhì)感和風(fēng)格的建筑材料。保溫層可根據(jù)氣候條件配置熱阻R13—R30之間的任意墻體。防水隔汽層具有單向呼吸作用。
  2.屋面
  采用新型鋼結(jié)構(gòu)斜屋面,基本結(jié)構(gòu)形式;斜梁、結(jié)構(gòu)面板、防水層及保溫層、裝飾面板。屋頂裝飾面板采用的板材,包括復(fù)合屋面板、彩色壓花扣合瓦、彩色玻紋瓦、金屬鎖縫板和彩色玻纖瓦等,色彩造型多變,粘接防漏能力強(qiáng)。
  3.樓面
  樓蓋系統(tǒng)主要由密肋托梁、結(jié)構(gòu)面板、吊頂組成。托梁以冷彎薄壁型鋼作承重結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)面板為定向刨花板OSB;吊頂為石膏板。
  四、鋼住宅的施工優(yōu)勢
  1.施工的特點(diǎn)
  輕鋼住宅最突出的優(yōu)點(diǎn)就是表現(xiàn)在它的施工安裝上。北美裝配式的住宅體系大量采用的是成品及半成品的建筑材料,因此施工安裝速度非?欤砸淮眲e墅為例,從基礎(chǔ)施工開始到完成精裝修,整個(gè)住宅建造過程只需3個(gè)月時(shí)間,相比較而言,普通混凝土別墅工期從基礎(chǔ)開始到竣工需5個(gè)月,還要再進(jìn)行2個(gè)月的精裝修,花費(fèi)總共7個(gè)月的時(shí)間業(yè)主才能入住。
  2.干作業(yè)施工
  通常開發(fā)商在已建小區(qū)內(nèi)想要再添加整幢住宅或其他建筑物時(shí),會(huì)遇到來自業(yè)主的許多抱怨及投訴。首先面臨的就是施工設(shè)備發(fā)出的刺耳噪音聲會(huì)讓已居住的業(yè)主無法忍受;另外由于施工帶來許多水泥、灰塵等污染,會(huì)破壞整個(gè)小區(qū)的環(huán)境安寧及美觀。而輕鋼建筑的另一個(gè)施工優(yōu)勢就是工程施工幾乎全是干作業(yè),施工現(xiàn)場非常干凈,所采用的施工機(jī)械也比較簡單,但機(jī)械化程度較高,所以占用的施工場地、建筑垃圾、建筑施工噪音等都是減少到最低程度的。
  在中國推廣輕鋼結(jié)構(gòu)住宅,目前需要從以下幾個(gè)方面入手:
  首先應(yīng)有計(jì)劃地建造一批工程,以便引進(jìn)該項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)。在國內(nèi)起步較早的項(xiàng)目有大連楓橋別墅項(xiàng)目、北京納帕溪谷項(xiàng)目、杭州綠城的項(xiàng)目等。如果沒有一定的建造量,就不可能編制完成我們自己的輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范,在中國使這項(xiàng)技術(shù)成熟起來就已成為一句空話。雖然一般情況下我們強(qiáng)調(diào)必須執(zhí)行強(qiáng)制性規(guī)范,但是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范就其性質(zhì)來說,永遠(yuǎn)都是落后于技術(shù)自身的發(fā)展的。因此,在國內(nèi)規(guī)范不完善時(shí),建筑試驗(yàn)工程不僅是應(yīng)當(dāng)?shù),而且是必須的。目前國?nèi)大型建材企業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)軍這一領(lǐng)域,投資建立了輕鋼結(jié)構(gòu)住宅生產(chǎn)線,對此國家應(yīng)適當(dāng)予以扶持。
  在建造試驗(yàn)工程并取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,就應(yīng)不失時(shí)機(jī)地編制相應(yīng)的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。由于與國外標(biāo)準(zhǔn)體系、技術(shù)環(huán)境的差異,甚至標(biāo)準(zhǔn)管理方式和部門分工的不同,都使這項(xiàng)工作在我國具有相當(dāng)?shù)碾y度。把國外輕鋼結(jié)構(gòu)住宅嫁接到中國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中來,還有許多深入細(xì)致的研究和協(xié)調(diào)工作要做。根據(jù)建設(shè)部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制工作計(jì)劃,目前建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心正在組織各有關(guān)科研設(shè)計(jì)單位、大專院校、生產(chǎn)企業(yè)共同編制行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)要求》,這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后,將結(jié)束輕鋼住宅在我國無技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可依的局面。
  由于輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是國外許多發(fā)達(dá)國家普遍采用的成熟技術(shù),其優(yōu)良的技術(shù)性能和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方式,在一定程度上體現(xiàn)了住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的方向。因此,一旦有了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),就應(yīng)將這種技術(shù)體系納入專業(yè)學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容中,并對在職工程技術(shù)人員和技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn),企業(yè)和社會(huì)的建筑科研院所也應(yīng)投入力量進(jìn)行深入研究和開發(fā),使這一體系在我國日臻完善,并使我國企業(yè)由此獲得反過來進(jìn)軍國際市場的實(shí)力與資格。