住宅建筑中輕鋼結(jié)構(gòu)施工的有效運(yùn)用探討

【摘要】當(dāng)前新型輕鋼結(jié)構(gòu)具有十分顯著的優(yōu)勢，包括工廠化生產(chǎn)、生產(chǎn)周期短、經(jīng)濟(jì)性、效率高、可持續(xù)化發(fā)展。在住宅建筑中應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)不盡可以有效的促進(jìn)鋼鐵行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展，同時(shí)也可以促進(jìn)我國住宅的產(chǎn)業(yè)化。從這個(gè)角度來說，輕鋼結(jié)構(gòu)是今后住宅建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要趨勢，其應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。

【關(guān)鍵詞】住宅建筑；輕鋼結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

引言

作為一種環(huán)保節(jié)能的建筑結(jié)構(gòu)，輕鋼結(jié)構(gòu)擁有節(jié)能、節(jié)水及節(jié)約材料的優(yōu)勢，一般情況下，輕鋼結(jié)構(gòu)的回收利用率高達(dá)百分之九十，其可以最大程度的降低碳的排放量、促進(jìn)我國能源的可持續(xù)化發(fā)展，同時(shí)輕鋼結(jié)構(gòu)施工大多是利用裝配式施工，因此具有較高的工業(yè)化程度，進(jìn)而可以促使粗放型住宅建筑向集約型住宅方向發(fā)展，由此促進(jìn)我國住宅建筑產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)步與發(fā)展。

一、輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑概論

通常情況下，輕鋼結(jié)構(gòu)的房屋骨架會(huì)利用鋼梁、鋼柱，同時(shí)其圍護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)選用輕體保溫材料。相比于以往傳統(tǒng)的住宅建筑結(jié)構(gòu)，輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑具有強(qiáng)大的優(yōu)勢，包括如下幾個(gè)方面：第一，大多都是工廠大批制造包括鋼梁、鋼柱在內(nèi)的結(jié)構(gòu)材料，其可以在相對較短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出大批量的施工材料，因此其住宅建筑施工時(shí)間相對較短。第二，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑可以靈活分割住宅建筑的空間，可以最大限度的對住宅空間進(jìn)行劃分，受到傳統(tǒng)房屋建筑結(jié)構(gòu)約束相對較小。第三，輕型鋼結(jié)構(gòu)施工較為簡便，施工工序相對簡單，施工人員容易掌控施工技術(shù)，進(jìn)而可以最大程度的提升住宅建筑施工的效率，同時(shí)具有較高的安全性。通過上述輕型鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的概述可知，在建筑市場上，輕型鋼結(jié)構(gòu)具有良好的發(fā)展前景，同時(shí)隨著逐步發(fā)展的鋼材行業(yè)，在住宅建筑結(jié)構(gòu)鋼種類也隨之增多。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度低合金正逐步成為鋼材發(fā)展的主要方向。高強(qiáng)度低合金不僅可以最大程度的減少鋼材成本，而且也可以有效的滿足住宅建筑對于房屋強(qiáng)度的要求，除此之外，高強(qiáng)度低合金也可以提高住宅建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。不過當(dāng)前我國輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑發(fā)展速度相對比較緩慢，究其原因發(fā)現(xiàn)，首先是因?yàn)槭艿揭酝≌ㄖO(shè)計(jì)思路的約束，大多建筑工程設(shè)計(jì)人員還在利用磚混結(jié)構(gòu)亦或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對輕型鋼結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)程度不足。其次是因?yàn)楫?dāng)前我國匹配輕型鋼結(jié)構(gòu)的墻體材料技術(shù)還處于緩慢發(fā)展階段，由此就限制了輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。除此之外，由于施工團(tuán)隊(duì)施工水平低亦或是施工設(shè)備不先進(jìn)也會(huì)影響輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

二、住宅建筑中輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分析

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

三維框架體系是輕鋼住宅建筑結(jié)構(gòu)體系中十分重要的結(jié)構(gòu)體系，三維框架結(jié)構(gòu)的組成部分包括墻架結(jié)構(gòu)、柱體、梁體及連接的墻板、屋面樓面體系以及支撐結(jié)構(gòu)。在三維框架體系中，房屋高度比通常情況下要低于6，同時(shí)所設(shè)置的柱網(wǎng)要在六米到十二米范圍內(nèi)，一般會(huì)利用強(qiáng)柱弱梁的結(jié)構(gòu)。同時(shí)通常情況下會(huì)利用高頻焊接H型鋼及熱軋H型鋼作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

輕鋼住宅建筑的主要特征為自振周期相對較長、自重相對較輕，缺乏對地震作用的敏感性。但不可避免的輕型剛架也有一定的劣勢，例如其側(cè)向剛度比較小，通常會(huì)設(shè)置側(cè)向支撐力，有的時(shí)候還要配合電梯井綜合使用。除此之外，也可以利用包括框架-抗剪鋼板剪力墻在內(nèi)的新型結(jié)構(gòu)體系，以達(dá)到將結(jié)構(gòu)水平位移控制在設(shè)計(jì)范圍之中的目的。

2.支撐體系

有上述可知輕型鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度相對較低，因此，為了有效抵抗水平地震對結(jié)構(gòu)體系的影響，防止出現(xiàn)層間錯(cuò)移的問題，需要在墻體中設(shè)置角鋼、槽鋼亦或是鋼管結(jié)構(gòu)支撐。這些支撐體系的設(shè)計(jì)原則為拉缸形式，如果被用作是支撐構(gòu)件的彈性支座，一定要與有關(guān)剛度需求相符，除此之外，還要確保其擁有良好的承載能力。其中應(yīng)用較為廣泛的支撐形式包括人形、K形及X 形。如果施工區(qū)域具有較強(qiáng)的地震感，需要利用偏心支撐的形式，該種形式可以耗能性較低，且具有良好的延展性。

3.圍護(hù)系統(tǒng)

通常情況下填充方式及外掛方式是住宅建筑外墻圍護(hù)系統(tǒng)施工的主要類型。在這之中輕質(zhì)墻板是外掛選擇的主要類型。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，內(nèi)墻外墻的施工成本占據(jù)鋼結(jié)構(gòu)總體施工成本的百分之三十，因?yàn)樵O(shè)計(jì)方式的不同對鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的施工成本由較低的影響。因此，為了充分發(fā)揮輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的優(yōu)勢，要選擇輕自重、高強(qiáng)度、安裝可靠的圍墻體，主要是利用輕質(zhì)材料。一般條件下，外墻結(jié)構(gòu)會(huì)利用ALC板、SRC復(fù)合保溫培板或者是玻璃纖維加強(qiáng)水泥培板，而內(nèi)墻結(jié)構(gòu)通常會(huì)選擇ALC輕質(zhì)材料或者是輕鋼龍骨石膏板。因?yàn)锳LC材料的抗震性較高、防水性能良好及保溫隔熱性能較好，因此其擁有較高的應(yīng)用價(jià)值。在圍護(hù)體系建造的時(shí)候，可以充分考慮板縫防水等相關(guān)防水措施提高圍護(hù)的效果。

4.基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑基礎(chǔ)形式的過程中，要結(jié)合具體的施工情況及施工要求選擇合適的基礎(chǔ)形式。一般情況下輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的基礎(chǔ)形式會(huì)利用十字結(jié)構(gòu)、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)亦或是條形基礎(chǔ)，以上三種基礎(chǔ)形式可以有效的將井筒傳遞的荷載均勻的分配到自身，之后在均勻向地面?zhèn)鬟f，所以在基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì)中要特別關(guān)注基礎(chǔ)部位的沉降狀況，若基礎(chǔ)部位沉降存在不均勻狀況，那么其荷載分擔(dān)也會(huì)存在不均勻的問題，進(jìn)而對住宅結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。

5.連接形式

多高層鋼結(jié)構(gòu)的連接包括多種形式，如焊接連接、 螺栓連接和鉚釘連接等。在連接的過程中，應(yīng)該將剛性連接應(yīng)用于強(qiáng)軸方向，而且焊接節(jié)點(diǎn)要具有較大的連接剛度，混合節(jié)點(diǎn)次之。螺栓連接具有極快的現(xiàn)場施工速度，容易保證施工質(zhì)量。用餃鏈與焊接混合的連接方式，應(yīng)用于主梁與次梁，能使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。

在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的時(shí)候，要著重考慮梁柱連接點(diǎn)。

6.輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅造價(jià)管理

鋼材是輕型鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的主要材料，但鋼材造價(jià)相對較高。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中要加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)成本管理控制。

結(jié)語：

本文重點(diǎn)剖析了輕鋼結(jié)構(gòu)在住宅建筑中的有效應(yīng)用，以供參考。

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