鋼結(jié)構(gòu)住宅、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)缺點及發(fā)展前景分析

王黨衛(wèi)

摘 ?要：輕鋼結(jié)構(gòu)住具有強度高、結(jié)構(gòu)尺寸小、自重輕、施工速度快，抗震性能好及工業(yè)化程度高的特點。文章首先介紹了輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點、現(xiàn)狀、施工過程及施工過程遇到的問題分析并提出解決辦法，然后對輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展前景進行了展望。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu);鋼結(jié)構(gòu)住宅、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房;發(fā)展前景

一、鋼結(jié)構(gòu)住宅、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)缺點

概述

鋼結(jié)構(gòu)是指用鋼板和熱軋、冷彎或焊接成型通過連接件連接而成的能承受和傳遞載荷的結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)自身具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢，在全球范圍內(nèi)，特別是發(fā)達國家和地區(qū)。鋼結(jié)構(gòu)在建筑施工領(lǐng)域中得到合理、廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)通常分為輕型鋼結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)、住宅鋼結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構(gòu)5大子類。其中輕型鋼結(jié)構(gòu)是指以單層非住宅用的中小型工廠、倉庫、商店、大型超市為主要對象的建筑，這種建筑體系是采用輕型H 型鋼（焊接或軋制;變截面或等截面）做成門形剛架，C 型、Z 型冷彎薄壁型鋼作檁條墻梁;壓型鋼板或輕質(zhì)夾芯板作屋面、墻面圍護結(jié)構(gòu)，采用高強螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料將承重結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件在現(xiàn)場組裝起來的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系。本文主要闡述單層鋼結(jié)構(gòu)住宅、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)缺點及發(fā)展前景分析。

1鋼結(jié)構(gòu)住宅、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)點：

（1）自重輕、抗震性能好;

相同高度及體積的建筑結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，一般情況下，六層鋼結(jié)構(gòu)房屋自重相當于四層的鋼筋混凝土房屋的重量。另外，由于鋼材具有良好的延展性，能較好的吸收地震帶來的能量，所以抗震性好，結(jié)構(gòu)安全度高。鋼結(jié)構(gòu)的容重雖然較大，但與其它建筑材料相比，它的強度卻高很多，因而當承受的荷載和條件相同時，鋼結(jié)構(gòu)要比其它結(jié)構(gòu)輕，便于運輸和安裝，并可跨越更大的跨度。鋼材的塑性和韌性好塑性好，使鋼結(jié)構(gòu)一般不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞。韌性好，則使鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性較強。鋼材的這些性能對鋼結(jié)構(gòu)的安全可靠提供了充分的保證，其結(jié)構(gòu)的重量只有傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)建筑的重量的1/5，這樣大大的降低了地震時受到的載荷，具有很高的安全性。

（2）適宜進行工廠化加工，制造過程機械化程度高，質(zhì)量有保證;

符合鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的需求;鋼結(jié)構(gòu)適宜大批量工廠化生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，將設(shè)計、生產(chǎn)、施工能進行一體化應(yīng)用，提高鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化水平。

（3）施工周期短，現(xiàn)場施工環(huán)境破壞小，有利于提高文明施工;

鋼結(jié)構(gòu)件，在工廠化加工，進行現(xiàn)場安裝。由于現(xiàn)場作業(yè)量小，對周圍環(huán)境污染少，施工機械化程度高，施工進度較快。同樣面積建筑物，鋼結(jié)構(gòu)比鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)工期可縮短約30%～40%，并且節(jié)約了支模材料和由此產(chǎn)生的人工機械費用。

（4）鋼結(jié)構(gòu)建筑屬于環(huán)保型商品，可持續(xù)性高，鋼材可以回收，節(jié)能環(huán)保;

輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅充分利用鋼材的優(yōu)越特性，符合當今建筑材料選用的主流。薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)建筑因使用的是鋼材，不會隨時間的流失而老化，另外廢舊的鋼材100%可以被回收利用;同時，薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)建筑也可以使用再利用的鋼材，每5到6輛廢車就可以建造一棟180平方米的房子。

（5）現(xiàn)場基本沒有濕作業(yè)，不會產(chǎn)生粉塵、污水等污染;

安裝現(xiàn)場對周圍環(huán)境污染少。輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅是以型鋼骨架取代傳統(tǒng)木造房屋的木骨架的建筑工法，使用的材料100%是鋼材，各部材之間用螺釘和釘子連接，不使用任何焊接及粘合劑。所以完全不用擔心由于建筑過程中使用藥劑等給人體造成的危害。此外建設(shè)工地也不會有大量灰塵及噪音等對周圍環(huán)境造成的污染。

（6）結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面小，柱子很細，墻很薄，建筑使用面積大;

鋼結(jié)構(gòu)住宅空間利用率高，因鋼結(jié)構(gòu)界面小，自身就帶有提高空間利用率的優(yōu)勢，具不完全統(tǒng)計相同體量空間，鋼結(jié)構(gòu)空間利用率要比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)利用率大約8%～10%。

（7）綜合性指標高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本。

能合理布置功能區(qū)間，利用鋼材強度高的特點，在設(shè)計上可以采用大開間布置，使建筑空間能夠進行合理分割，靈活多變，創(chuàng)造開放式住宅。而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于材料性能的限制，如果采用大開間設(shè)計，往往會造成柱大、梁高、板厚等現(xiàn)象，從總體效果看比較“肥胖”，不美觀，而且自重增加，制造成本增加，在后續(xù)裝飾過程中，因使用者追求室內(nèi)美觀及提高使用功能，會對部分墻體會改變位置，造成較大安全隱患。

基礎(chǔ)處理簡便適用于廣泛地質(zhì)程度，基礎(chǔ)部分比傳統(tǒng)建筑要節(jié)約50%費用。合理墻體厚度使得用戶的得房率比一般現(xiàn)行建筑要多出8%左右，且因為施工快，縮短了資金的周轉(zhuǎn)期，加快了資金的流動速度，相應(yīng)的降低了成本。

2鋼結(jié)構(gòu)住宅、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房缺點：

（1）需要熟練技術(shù)人才;

在人員方面，由于前幾年在國內(nèi)無論中等或是高等專業(yè)學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容中均少涉及輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，因此中國建筑類專業(yè)的工程技術(shù)人員對這一體系知之甚少，而更加缺乏的是熟練技術(shù)工人，現(xiàn)有的人員大多都是農(nóng)民工出身，閑事除外打工，忙時回家，所以雖然這一體系單純從技術(shù)層面上講并無多少難度，但真正推行起來卻往往缺乏得力的骨干。

（2）嚴重依賴產(chǎn)業(yè)配套;

比如預(yù)制墻板、屋面板、墻體內(nèi)填保溫材料、防火材料。國內(nèi)現(xiàn)在流行的混凝土、砌體結(jié)構(gòu)形式，墻體基本為現(xiàn)場濕法砌筑，而輕鋼結(jié)構(gòu)需要干法預(yù)制墻板;輕鋼房屋僅有承重骨架、屋面板、墻板，滿足不了防風防雨和美觀的要求，配套技術(shù)是非常重要的。國外輕鋼結(jié)構(gòu)房屋公司具有一套完善的配件系統(tǒng)，例如天溝、落水管、屋脊板、包角、泛水、堵頭、密封膠條、自攻螺絲、螺栓緊固件、采光瓦、通風器、門窗及各種與廠房有關(guān)的配件。這些配件都是公司自行開發(fā)形成系列，自己加工或在固定廠家生產(chǎn)。

（3）需要內(nèi)裝修材料、裝置、方法的配套;

比如把熱水器、空調(diào)、畫框安裝到預(yù)制墻板上的方法和現(xiàn)在安裝在砌體墻上的方法還是有很大差別的，再比如壓型鋼板樓面的防水做法、隔音做法等。

（4）需要定期檢修維護;

因為鋼材的耐久性還是不如混凝土，不像混凝土那么“潑辣”。鋼材易于銹蝕，需要采取防護措施鋼材在潮濕環(huán)境中，特別是處于有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中容易銹蝕，必須刷涂料或鍍鋅，而且在使用期間還應(yīng)定期維護，必須采用鍍鋁鋅鋼，才能最大程度的防腐，主體鋼結(jié)構(gòu)才能達到50年。

（5）鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性好，但防火性能差 鋼材耐熱而不耐高溫。

隨著溫度的升高，強度就降低。當周圍存在著輻射熱，溫度在150度以上時，就應(yīng)采取遮擋措施。如果一旦發(fā)生火災(zāi)，結(jié)構(gòu)溫度達到500度以上時，就可能全部瞬時崩潰。為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火等級，通常都用混凝土或磚把它包裹起來。

二、鋼結(jié)構(gòu)住宅、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)展展望

按發(fā)達國家的最低水平推算，中國鋼結(jié)構(gòu)用鋼量至少有3600萬t的發(fā)展空間。在近期內(nèi)，國家將大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，力爭每年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼將占全國鋼材總產(chǎn)量的3%以上，年均鋼材消費量為350萬t～400萬t;到2015年，將再翻一番，全國建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材占鋼材總產(chǎn)量的6%以上，由此可見，鋼結(jié)構(gòu)住宅市場前景十分廣闊。

1適合建筑用的特種鋼將不斷涌現(xiàn)

隨著中國鋼鐵企業(yè)冶煉技術(shù)的提高，為適應(yīng)市場的需求，適合建筑用的特種鋼必將不斷地涌現(xiàn)，例如寶鋼、武鋼等鋼鐵企業(yè)成功開發(fā)的耐火耐候鋼，它是通過合適的技術(shù)，使鋼材含有特定的成分（如加鉬等），使鋼材的表觀結(jié)構(gòu)及金相組織發(fā)生變化，從而使鋼材本身生成所需的耐火性和耐候性，多種新型建筑用鋼的出現(xiàn)將大力推動鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。

2國家將重點支持輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)在中國才剛剛涉入，中國現(xiàn)在是一個產(chǎn)鋼大國，年產(chǎn)量3億多t，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅有很大的潛力。20世紀90年代，國家建設(shè)部和國家經(jīng)貿(mào)委一致通過，將“輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑通用體系的開發(fā)和應(yīng)用”作為中國建筑業(yè)用鋼的突破點，并正式列入國家重點技術(shù)創(chuàng)新項目。這一舉措為中國的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。如今，由于國家的宏觀調(diào)控作用，房市出現(xiàn)了前所未有的低迷，在這個時機推出鋼結(jié)構(gòu)住宅，利用鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢來吸引市民目光，刺激消費，增加市場的購買力，起著事半功倍的作用。

3鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)將不斷發(fā)展

隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)也必將不斷的成熟，大量的適合輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的新材料也將不斷的涌現(xiàn)，同時，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)建筑規(guī)范、建筑標準也將隨之逐漸完善。相信不久的將來，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅必然會給住宅產(chǎn)業(yè)和建筑行業(yè)帶來一場深層次的革命。

4發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是中國住宅產(chǎn)業(yè)化的必由之路

住宅產(chǎn)業(yè)化是中國住宅業(yè)發(fā)展的必由之路，因為這將成為推動中國經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，標準化制作，而與之相配套的墻體材料可以采用節(jié)能、環(huán)保的新型材料，它屬綠色環(huán)保性建筑，可再生重復(fù)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，因此輕鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)的研究成果必將大大促進住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，直接影響著中國住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和前途。

5發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅市場前景廣闊

面對市場機會，我國城鄉(xiāng)建設(shè)中對住宅需求還有很大的空間，推動輕鋼結(jié)構(gòu)建筑在國內(nèi)市場的發(fā)展。隨著國家十五計劃的全面推進，要求地方政府提高改善生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護力，勢必在建筑部品標準化和住宅產(chǎn)業(yè)標準法規(guī)的出臺，從而推動鋼結(jié)構(gòu)住宅市場的發(fā)展。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅需要政府、開發(fā)商以及技術(shù)公司的共同努力。政府也需要不斷研究制訂出相應(yīng)的政策法規(guī)，為鼓勵輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展提供一個良好的政策環(huán)境。

三、總結(jié)

目前，鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國整個建筑行業(yè)中所占的比重還不到5%，而發(fā)達國家已達50%以上。我國輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展空間非常大。

“輕鋼結(jié)構(gòu)是環(huán)保住宅，鋼結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展概念”——21世紀鋼結(jié)構(gòu)將占領(lǐng)廣闊的建筑市場。在中國目前大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化的時代背景下，鋼結(jié)構(gòu)體系必將成為住宅結(jié)構(gòu)體系的主流。

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