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1、轻钢结构体系住宅的技术性与经济性分析钢结构体系早已应用于我国的建筑业，但采用轻钢结构体系应用于住宅建造，在我们国家还属于空白。美国、日本、澳大利亚等国家，早已采用轻钢结构特别是采用镀锌轻钢龙骨作为承重体系应用于住宅建造。在美国普通的低层民用住宅中，钢结构的住宅所占的比例从90年代初的5已发展到现在的25左右，而且应用技术更加成熟、完善。 美国四合公司早在1991年开始，就在中国大陆推广装配式木结构民用住宅技术。后来公司认为，轻钢结构住宅在中国有着更广泛的发展前景，因此近几年来，美国四合公司不仅在国内投资设立了“深圳市美圳投资发展有限公司”，专业从事及大力推广轻钢结构住宅体系，并从美国全套进口发
2、展到今天，主要结构体系全部国产化，且通过多个项目的实践取得了宝贵经验。 下面将从几个方面对轻钢结构体系住宅进行技术与经济方面的探讨。 一、轻钢结构体系的主要材料构成 我们在这里重点讨论的是镀锌轻钢龙骨作为承重体系在低层民用住宅的应用（在美国，完全采用镀锌轻钢龙骨建造的住宅（不采用型钢）可以建造到7层的高度。但采用最多的是14层的住宅）。 1、轻钢龙骨的技术指标 轻钢龙骨采用钢的强度指标是33KSI50KSI（换算成公制是230N平方毫米340N平方毫米），其中采用最多的是33KSI，也就是与我国3号钢的强度相同，在美国规范中，镀锌钢板根据厚度分成十向个等级（Gage），从1220gage （换
3、算成公制就是存度从2.58毫米0.88毫米）；另外一个重要指标就是镀锌量，在美国规范中镀锌量主要分三种情况应用，这就是G40、G60、G90（换算成公制则镀锌量分别为95126平方米、157189克平方米、252283 克平方米）。其中G40采用于非承重墙部分（如分隔墙、吊顶等）；G60采用于普通承重墙部分；G90采用于沿海地区或亚热带地区。根据我们国家的标准GB251888中规定，我国生产的镀锌钢板无特殊要求均按275克平方米生产， 因此，中国生产的镀锌钢板完全适用于美国的规范。 镀锌钢板要冷压成型后便能应用于建筑构件，轻钢龙骨的截面形状主要分两大类，也就是C型槽钢及C型立龙骨。槽钢及立龙骨
4、的宽度可以从60mm360mm不等，可以满足不同结构部位、不同荷载、不同构件的需要。作为承重龙骨，镀锌钢板的厚度一般采用0.11.2mm。 2、轻钢结构住宅中采用的板材 轻钢龙骨结构体系中板材起着重要的维护及分隔作用。结构性板材主要是指外墙及屋面用板材和楼板用板材，在美国广泛应用的是防水防腐处理过的定向刨花板（OSB），该种板的厚度一般为9mm18mm。目前，中国已有几家这种板的生产线。另外，也可以采用防水夹板做结构性板材。而内墙采用的板材是防火石膏板，厚度可采用9mm15mm厚。厨房及卫生间的墙面可采用防水石膏板或埃特板等防水、防火板材。 3、保温隔热、隔音材料 轻钢龙骨结构的住宅所采用的保
5、温隔热材料以玻纤棉为主，目前国内主要的生产厂家有欧文斯科宁等。按照美国的热阻值标准，保温隔热材料热阻值通常采用R13R30之间。墙体的隔音采用玻纤棉也能取得比较好的效果。 4、防水材料及屋面材料 轻钢龙骨住宅的防水材料主要应用于外墙及屋面部位。墙体采用单向透气透水的建筑纸（buildingpaper）或其它优质防水卷材。在美国民用住宅屋面采用最多的是多彩瓦，多彩瓦的保质期一般为1525年。由于这种瓦质轻、色彩多样、成本低、更换容易。且粘接防漏性能强，因此深受用户的偏爱。由于多彩瓦具备以上特点，那么它的另一个突出优点是应用于坡度大及坡度变化复杂的屋面尤其方便。轻钢龙骨结构的住宅也同样可采用重瓦，
6、如西班牙瓦、日本瓦等。 二、轻钢龙骨的结构体系 轻钢龙骨承重墙的龙骨间距一般为400mm左右，墙体龙骨厚度一般仅为100mm150mm。楼面龙骨的高一般采用 300mm高。这样墙体和楼面的空间可为住宅中任何管、网提供方便条件。由于低层住宅的屋面大都为坡屋面，因此屋面结构基本上采用的是由龙骨做成的三角型屋架体系，这种间距基本上为400mm间距密度的龙骨在封完结构性板材及石膏 板之后，形成了非常坚固的“板助结构体系”，这种结构体系有着更强的抗震级抵抗水平荷载的能力，因为它把建筑物自重中的集中荷载分解到最小的程度。由C型镀锌槽钢及C型立龙骨可以组合成不同断面的梁、柱，非常灵活，最大跨度的梁可以做到9
7、米。钢龙骨与钢龙骨之间的连接是采用自攻自钻螺钉连接。在美国的这种结构技术体系中，可根据不同的荷载数据在手册中查出不同的应采用的龙骨截面及等级，使结构计算变得非常简捷方便。 美国对这种结构体系房屋在防火方面的规定与我国的防火规范差距是比较大的，在美国类似的规范中，更注重火灾发生时的逃生功能，而不是强调材料及构件的耐火极限。由于这种轻钢结构的房屋的承重墙体耐火极限一般为1.5小时 左右，因此按中国的防火规范暂时只能排列于四级防火等级的建筑。当然，如果需要的话，可以通过加厚石膏板使耐火极限达到2.5小时以上也是轻而易举的。 三、轻钢结构住宅的科技含量 轻钢结构的住宅体系彻底抛弃了传统的“秦砖汉瓦”，
8、而且墙体采用的材料均可回收再利用，有着极高的环保意义。单以墙体保温、隔热这一项就要比传统的砌体优越得多，例如100mm左右厚的R15保温棉，热阻值可达1米左右的砖墙厚度。这此种墙体有着更高的科技含量和节能效果。另外，外墙防水、防潮材料的应用也采用了当今最新的建材。房屋的内墙全部采用防火石膏板。石膏板除具有防火功能外，还有一个特性常常不为人所注意，这就是石膏板所具有的呼吸功能，可在梅雨季节吸收室内空气中大量的水分，使室内的空气保持干燥，而在秋冬季节比较干燥的时候就会把水分释放出来，调节室内的温度。所以住在周围是石膏板的房子里，要比砖石水泥砌筑的房子舒适得多。 轻钢结构房屋的窗一般是采用中空玻璃窗
9、，中空玻璃不仅有很好的保温隔热功能可节省大量的能源，而且有较高的隔音功能，隔音程度一般达40分贝以上，为住房大大减少了噪音的污染。 轻钢结构房屋的室内水电管线布置全部可暗埋在墙体中，而且布置非常灵活，修改也非常方便，一般这种住宅的实用面积可达92以上。住宅中一般配备较高科技含量的设备，主要有中央空调系统、中央热水系统、中央除尖系统、中央报警及防火报警系统、电动遥控车库门等。厨房一般配有现代炉灶、排烟机、洗碗机、垃圾处理机、直炊水等设备。由于轻钢结构的墙体构造更容易布置住宅智能化的综合布线系统，这种民用的智能化设计可以把住宅所有的用电设备联成一个整体系统，用户可以通过电话或遥控装置操作住宅中的所
10、有家用电器。 四、轻钢结构住宅的经济性探讨及它的优点 首先，对于承重结构体系采用镀锌轻钢龙骨就是一种很大的革新。这种结构体系有着更好的抗震、防腐、防虫、环保和节能效果。我们曾对一栋300平方米的轻钢结构进行过计算，用钢量仅为3335吨平方米，建成后的建筑物自重仅为7080吨（含装修）。由于建筑物的自重非常轻（相当于砖混结构的1416自重），因此地基及基础的处理就非常简单，一般的基础是采用钢筋砼条形基础（只需构造配筋）。对地耐力要求一般是在810吨平方米。 而这种体系房屋的另外一个突出的优点是表现在它的施工安装上。由于建筑材料大量采用成品及半成品，这种房屋的施工安装速度非常快，全部由预割龙骨现场
11、装配的房屋，包括所有的精装修及设备安装，整个建造过程大约只需要3 个半月的时间，如工厂预制程度更高，仅需1个半月左右的时间就可完成全部工程。 其三，这种工程施工几乎全是干作业，施工现场非常干净，所采用的施工机构也比较简单，但机械化程度却较高，施工工序管理先进也是其主要优点之一。 由于这种房屋的施工特点，所占用的施工现场、建筑垃圾、建筑施工噪音等都减少到最低的程度，也可以称为是环保型建筑的典范。 关于目前这种房屋的综合造价，我们可以从两个方面去分析，这就是不含装修的“清水房”及含所有装修及电器配置的“成品房”。但由于这种房屋建筑体系的特点不同于传统做法，它的属于精装修部分的许多管线是预先含埋在墙
12、体的，所以两者不可断然分割。我们一般也不主张这样不科学的分割，如若硬要分开来说的话，那么第一种情况目前的综合造价大约在15001800元平方米左右，随着产业化程度的提高及所采用建筑材料的进一步优化，预计成本还可以不断地有所降低。第二种情况实际上是要加上装修及设备的综合造价，这种造价完全可以与目前市场上的装修成本相比，甚至更低。这种房屋所具有的更多的科技含量效应、节能效益等暂且不计，仅就它比传统的建筑可增加1015左右的使用面积而言，就已经可明显的看到它的经济效益。对于具体的建造项目的成本更取决于业主对房屋的装修标准及电器设备配置的确定。我们更主张按国外比较通常的做法，即： “一步装修到位”，这
13、样不仅为业主节省了很多事情，也才是对这种体系房屋造价的比较科学和客观的介评，这也是我国商品房消费的一种必然趋势。 五、关于多层及高层钢结构住宅发展的建议 从今年开始，我们已开始对多层轻钢结构住宅国产化进行研究，但我们初步的研究情况发现，由于多层住宅是定位于比较低的消费群体，所以建造成本一定要相对比低层住宅要更低一些。而我们目前做出的测算与目前我国广泛采用的砖混及钢筋砼框架体系的建造的住宅成本比有较大的差距。我们认为，多层轻钢体系在技术上应是成熟的，但与市场所能接受的成本差距较大，因此我们建议，采用钢筋砼框架结构体系作为承重体系，采用轻钢龙骨作为外维护墙、内隔墙及屋顶结构体系，由于墙体及屋顶的改进，整个建筑物的科技含量大提高，建筑物的自重也会大大减轻。加之使用面积的增大、建设速度的快捷等，那么它的综合成本会非常接近普通的砖混框架体系，甚至可能会做到更经济。它的综合的经济、社会效益以及由于科技含量的提高而带来的居住质素的优化，是我国传统建筑住宅所无以伦比的。 最后，我们希望并坚信，通过我们建筑界各位同仁的共同努力，轻钢结构住宅一定会在中国迅速普及，并创造出广泛而显著的经济效益与社会效益。
