輕鋼結構住宅前景及現狀分析

郗茸

1 鋼結構常識

鋼結構是一種結構形式，通過連接鋼板到熱彈簧、冷彎成型或焊接接頭，可用于承受和傳遞載荷。與傳統的鋼筋混凝土結構相比，相結構具有很多優點，例如鋼結構本身的重量就比較輕，對于某種規格的鋼材生產起來也比較方便，可以進行工廠化機械生產，施工過程操作簡便，周期短，具有良好的抗震性能，能夠重復多次利用，對環境造成的污染較少等。目前，鋼結構形式的建筑在世界各國得到了廣泛的推廣，尤其是發達國家，對于這類形式的建筑的應用更為廣泛，掌握的技術也更為先進。鋼結構通常分為以下5種結構，輕鋼結構、高層鋼結構、住宅鋼結構、空間鋼結構和橋梁鋼結構。

具有較高承重強度，同時自身重量較輕的鋼結構住宅最早起源于美國。與此同時，世界各國都在大力發展著這種鋼結構，如身為日本的六大鋼鐵集團之一的科比鋼鐵制造集團，經過多年的深入試驗研究后，在這一方面也取得了進一步的發展。

2 輕鋼結構的優點

輕鋼結構住宅相比于傳統住宅，有其突出的優點：

輕鋼結構的住宅選用了輕型的屋頂結構和墻體類別，鋼結構本身的重量就相對而言輕一點，同時具備較高的強度，在材料消耗與材料本身的體積方面都比較小。該結構對于地基承載力的要求比較低，因此降低了對于地基處理的成本。正因為輕鋼結構具有自重輕的特點，所以間接的降低了運輸和吊裝等施工成本。由于鋼的強度高，房屋的重量輕，當采用鋼框架作為支撐結構時，建筑物可以被建造和更深，所需構件的截面較小，并且在同一建筑區域下的建筑空間利用率為：增加了5～7%。

鋼本身具有較好的延性，由此鋼結構的延性也比較好，不僅如此，鋼結構的抗震性能好，同時其硬度和強度都比較高，因此在結構生命周期內所受到的損傷輕，易災后修復。

鋼結構建筑的全部材料都可以通過工廠化生產，通過這種機械化的生產方式有利于提高材料的質量，從而進一步的提高了建筑質量，保證了施工和運營階段的安全性。通過工業化生產，相對于鋼筋混凝土結構需要消耗大量的時間準備建筑材料能夠大幅度降低時間，加快工程的施工速度，進一步縮短工期。在施工現場進行施工時只需要將工廠加工的鋼材運送至現場，進行吊裝，這樣能夠減少現場的揚塵現象，提高文明施工，也能夠降低施工現場的噪聲污染。鋼結構建筑的施工，受氣溫影響較小，從而打破了鋼筋混凝土施工所有的局限性。

環境破壞和污染少，重建和拆除容易，材料的回收利用率高。

3 發展輕鋼結構住宅遇到的問題

（1）輕鋼具備自重小、延性好、工廠化生產程度高等特點，這也導致了輕鋼結構具有抗震性號、施工速度快等特點。歐美一些發達國家早在三十年前就已經將目光放在了鋼結構上，經過三十多年的不斷探索與提升，終于在今天形成了一套非常成熟的技術。因此，我國對于輕鋼結構這方面研究的支持力度也達到了空前絕后的地步，同時，國外許多企業也將目光拋向了新生的中國市場。

（2）另一個問題是社會對于一項新事物的接納需要一個較為漫長的過程，因此對于鋼結構技術的出現也需要時間將它融合進整個社會。輕鋼結構的思想來源于北美洲原有的木結構，經過多年的發展進步而形成的新結構形式。雖然在國外這兩種建筑技術已經相當成熟和完善了，但是在我國，這就是一項全新的技術，所以在發展的過程中層出不窮的問題將會源源不斷的出現。在建筑材料方面，項目建設所需要的許多材料在國內尚不具備生產的能力，因此只能從國外進口，甚至一些外商在中國大陸委托的零部件只能在國外購買，導致了研究進展受到了巨大的阻礙。。在人員方面，由于在中間或在中國高等職業學校教學內容的輕鋼結構住宅體系的缺乏，在中國工程技術人員很少意識到這一系統，缺乏熟練的技術工人，所以雖然這一體系是純粹的技術層面上，沒有太大的困難，但實際執行往往缺乏有效的主干。

4 鋼結構住宅相比傳統結構形式住宅的優勢分析

4.1 鋼結構住宅結構上的優勢

4.1.1能合理布置功能區間

由于鋼具有高強度的特點，可以進行大的空間設計，使建筑平面能夠合理地進行規劃、設計更為方便靈活，設計出全新的住宅形式。傳統的混凝土結構建筑如果布局過大，會造成樓板厚度劇增、梁高、柱徑變大現象，不僅影響美觀，而且增加自重，增加成本。

4.1.2 鋼結構住宅空間利用率高

在空間利用方面，鋼結構具有較小的截面，與鋼筋混凝土結構相比，可以使建筑物的有效面積增加約8%。從建筑風格上看，鋼結構建筑更加生動富麗。室內空間可分為多種方案，以滿足不同用戶的需求。

4.1.3 自重輕、抗震性能好

在相同的建筑面積內，鋼結構的重量相對于傳統的混凝土結構形式的重要要小很多。鋼材具有較好的延性，有利于減緩地震帶來的能量，抗震性能好，結構安全性高。

4.2 鋼結構住宅經濟性優勢

4.2.1 施工方便、工期短

鋼結構構件由于種類較為簡潔，因此更方便在工廠進行機械化生產。同時現場安裝過程中造成的環境污染小，施工速度大幅提升。據統計，鋼結構施工工期短于混凝土結構，在同一區域可節省1/3。

4.2.2 綜合造價低

由于地基重量輕、造價低，降低了材料的整體消耗，降低了直接成本，縮短了施工周期，降低了間接成本，降低了綜合成本。

4.2.3 符合可持續發展的要求

鋼材具有較高的強度，因此鋼結構的生命周期較長，同時拆除過后的鋼材經過一定的處理又可以用于工程的施工，降低了成本也有利于可持續發展。

5 鋼結構住宅發展前景展望

5.1 適合建筑用的特種鋼將不斷涌現

隨著我國綜合國力的不斷提升，在鋼鐵冶煉方面的技術也愈來愈成熟，這就為發展鋼結構技術奠定了扎實的基礎，為了滿足市場對于特殊鋼的需求，我國的各大鋼鐵企業也在不斷的探索研究，成功的開發出了全新耐火耐候鋼，通過加入鉬使鋼材的表觀和組織結構發生變化，從而具備了耐火和耐候性。

5.2 國家將重點支持輕鋼結構住宅的建設

中國現在是一個鋼鐵生產大國，年產量高達3億多噸，在發展鋼結構住宅方面具有很大的潛力。在20世紀90年代，國家建設部、國家經濟貿易委員會同意采用“輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發和應用”作為我國重點技術創新項目，為發展鋼結構技術奠定了基礎。利用鋼結構住宅的優點，具有吸引公眾眼球、刺激消費、提高市場購買力等方面的作用。

5.3 鋼結構住宅建筑技術將不斷發展

隨著鋼結構技術的大力發展，鋼結構住宅將會越來越多的呈現在我們面前，大量適用于鋼結構住宅的新材料也將不斷涌現。與此同時，鋼結構行業的建設標準和標準也將逐步完善。我相信，在不久的將來，鋼結構住宅將給住宅產業和建筑業帶來深刻的變革。

5.4 發展鋼結構住宅是我國住宅產業化的必由之路

發展鋼結構住宅是解決我國土地緊張行之有效的途徑。鋼結構住宅更為容易實現工廠化生產，以統一的標準對鋼材進行加工處理，能提高工程的質量。同時鋼材的使用年限長，可以對其進行回爐重新冶煉，從而達到重復利用的效果，實現可持續發展的戰略目標。因此成熟的鋼結構體系住宅技術將會緩解我國可建設土地面積緊張的局面，提高我國住宅產業的發展水平。

6 結論

鋼結構技術的應用將會使我國的房屋建設步入現代化發展的行列，鋼結構形式的住宅也將會成為現代建筑的重要標志之一。鋼結構是一種環保、節能、高效型住宅，遵循可持續發展的觀念。在我國大力推進住宅產業化的有利時期，鋼結構體系住宅結構體系必將成為主流。