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【摘 要】 轻钢结构在集成建筑中的应用还是一种新的建筑体系，涉及一些新型建筑材料，新型建筑结构及设计施工方法，伴随着住宅产业化进程，轻钢结构在集成建筑中的应用越发成熟。本文通过介绍轻钢建筑的结构特点、分类，对我国轻钢结构在集成建筑中的应用进行了多方面比较说明，对现实存在的问题也进行了深入分析。
【关键词】 轻钢结构；集成建筑
引言：
集成建筑诞生于上个世纪50年代末，经过半个多世纪的发展，欧美与日本等发达国家的发展规模及行业技术水平均已达到较高水平。我国自上世纪70年代引进集成建筑技术，从技术引进，到拓展深化、自主创新一路走来，经过四十余年的积累，集成建筑的概念正逐步得到社会的认可，集成建筑应用范围正逐步拓宽，其结构形式也逐步形成拆装式、板式、箱式、轻钢龙骨等几大类别。无论何种类别，轻钢结构材料均以其损耗低、自重轻、强度高、建造快、成本小、造型易等优势得到了极致的发挥空间。
轻钢结构通常以热轧轻型 H 钢、轻型焊接型钢、高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢板和薄壁钢管等高效结构钢材为主，以各类钢制连接材料为辅，满足了建筑特定使用功能和特定空间需求的轻型全装配钢结构建筑。
一、拆装式钢结构建筑
拆装式钢结构建筑（以拆装式活动板房为主）以冷弯薄壁型钢或“H”型钢为檩条和梁柱等骨架，以其它装饰板材为围护结构，以标准模数系列进行空间组合，其构件采用螺栓连接，可方便快捷地进行组装和拆卸。它是目前建筑领域中的被广泛使用的一种建筑类型。这类房屋在工厂加工好钢柱、钢梁、彩钢夹芯板，现场施工仅做浅基础，将预制的钢梁、钢柱组装好，再将彩钢夹芯板依次逐块地插接好，用螺栓将其固定后，一栋建筑就施工完成了。它不受运输限制，可拆建异地再装，也可固定使用。广泛应用于各种厂房、仓库、车库、超市、展览会、博览会、楼顶加层、售货亭等。
拆装式钢结构建筑的诞生，使集成建筑进入了一个系列化开发、集成化生产、配套化供应、高互换性和可多次周转使用的定型产品领域，实现了产品的通用化、标准化，快捷高效和环保节能的建筑理念。
二、板式结构建筑
板式结构建筑最早由美国R·赖德因发明。该发明摒弃了常用的木质结构，而采用了钢结构构件。建筑包括屋顶在内由14块能受高压的大型板块构成，两墙板之间用L型柱牢固连结。墙的内侧每隔1m预制有边柱，供房主按需分隔房间之用。
现代化的板式建筑主要指使用大型墙板、大型楼板和大型屋面板等建成的建筑，其特点是除基础以外，地上的全部构件均为预制板式构件，通过装配整体式节点连接而建成。板式建筑的构件主要有内墙板、外墙板、楼板、楼梯、挑檐板和其它构件。
板式结构形式较多，其中应用较多的框架轻板建筑，它是以柱、梁、板组成的框架承重结构，以轻型墙板为围护与分隔构件组成的新型建筑形式。轻型墙板多采用镀锌冷弯薄板，经过冷轧折弯，加工成各类内置骨架，骨架两侧均附以蒙皮效应的板材而成。建筑中的楼板通常采用压型钢板组合楼板，它是一种新型结构形式，其中的压型钢板采用镀锌卷板，两面镀锌层含锌量需大于275g/m2，基板厚度为0.75～2.0mm。与传统的普通钢筋混凝土楼板比较，压型钢板组合楼板具有刚度大抗震强、抗疲劳性能高、结构更安全、施工更方便等优点，且有利于缩短工期，经济效益性更高，因此在工业厂房及民用建筑中拥有较高使用率。
三、箱式结构建筑
箱式结构建筑是参照货运集装箱的结构形式和外观尺寸衍生而来的一种箱式结构的活动房屋。一般以箱体为基本单元，可根据使用需要进行组合使用。箱式组合房结构及内外装饰均在工厂完成，现场吊装就位即可投入使用。具有空间组合灵活、安装快捷、移动迅速、搬迁方便、周转次数多、使用寿命长等特点。对地基基础要求低，对环境适应能力强，集成化程度高，避免了漫长的施工期、不产生建筑垃圾、不用二次装修、节约成本。
箱式结构建筑通常由钢骨架、侧墙板、折叠顶板、底板以及连接件等附属结构焊接而成，结构中的波浪形侧板、顶板、顶梁、底梁、角柱等部件均为SPA-H高耐候性轧制钢材。波浪侧墙本身就是建筑受力的钢结构，通常集装箱波浪金属板承重能力为1700公斤/平方米，箱体端部抗压能力为500公斤/平方米，4个角柱的承重能力达到86.4吨，横向刚性15.2吨，纵向刚性7.6吨。箱式结构建筑在遇到地震灾害时可表现出良好的整体性，具有坚固、耐用、安全性的特点。
四、轻钢龙骨结构建筑
在各种轻钢结构住宅体系中，应该说镀锌轻钢龙骨结构体系是目前引进国外钢结构住宅技术比较成熟的体系之一。轻钢龙骨体系彻底抛弃了传统的“秦砖汉瓦”，而且墙体所采用的材料均可回收再利用，有着极高的环保意义。在住宅应用上，其体系可分为以下几种形式：
1、純轻钢龙骨结构所有构件均由轻钢龙骨构成。由龙骨做的梁（梁高300毫米），最大跨度可达9米左右，由龙骨和工程板所制作的楼板跨度可达7米左右。这种体系主要适用于低层住宅。在美国，完全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1～4层的住宅。
2、型钢与轻钢龙骨结合的结构体系在跨度比较大、集中荷载也比较大的结构中，采用型钢（或H型钢）与轻钢龙骨结合的体系可以获得更好的技术经济效果。这里有两种情况，一种是以轻钢龙骨为主，局部采用型钢；另一种是以型钢为承重框架，轻钢龙骨作为维护墙及分隔墙。这种体系比较适合用于多层住宅。3、钢筋混凝土结构与轻钢龙骨结合体系从当前的市场情况来看，对于轻钢龙骨结构作为辅助结构，应用于现有的住宅结构体系之中，也许有着更多的现实意义。最常见的是用轻钢龙骨制作轻质隔墙，以及在钢筋混凝土结构住宅上面建造钢结构坡屋顶。
总结：
轻钢结构在集成建筑中的应用，在我国尚属起步阶段，其结构体系在集成建筑中还是一种新的建筑体系，涉及一些新型建筑材料，新型建筑结构及设计施工方法，伴随着住宅产业化进程，轻钢结构在集成建筑中的应用正越发成熟。在我国，轻钢结构的集成建筑具有很好的发展优势：
（1）我国钢铁行业迅猛发展，2013年的钢产量首次突破10亿吨，粗钢产量达7.7904亿吨，占全球产粗钢产量16.07亿吨的近半壁江山，成为世界第一钢材生产大国。随着我国冶金企业不断调整产业结构，钢与钢材的品种、规格日渐增多，建筑配套产品日益齐全，为钢结构集成住宅发展奠定了物质基础。
（2）我国政府高度重视钢结构建筑发展，把钢结构技术列为10大重点推广技术。《GB50017-2009钢结构设计规范》、《JGJ209-2010轻型钢结构住宅技术规程》、《JGJ227-2011低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》、《GBT 29740-2013 拆装式轻钢结构活动房》，一部部规程规范为轻钢集成住宅的发展提供了政策保证和技术支持，这必将对我国钢结构建筑的发展起到积极推动作用。
同时，我国也应看到轻钢结构在集成建筑中的应用中也面临一些问题，例如：
（1）基础研究薄弱
我国《冷弯薄壁型钢结构技术规程》基本上不考虑用厚度2毫米以下的钢材制作主要承重构件， 对于国外大量采用的壁厚0.8～1.6 毫米的镀锌轻钢龙骨承重体系，我们既缺乏对其受力状况和结构安全性、耐久性的理论分析，也缺乏相关的实验数据， 国内企业及研究机构也很少在此结构体系做深入研究。
（2）缺乏真实有效的标准
我国的标准规范是针对几十年来大量使用的砖混或钢筋水泥等耐火性能好的建筑材料编制的，轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白，导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻， 轻钢结构住宅总是难以满足要求。
（3）建筑保温和节能问题
钢材传热系数大，热量散失快，且易形成冷桥，因此保温节能是轻钢结构住宅要解决的主要问题之一。
随着我国节能产业政策的不断推进，轻钢结构在集成建筑中的应用正以其独特的优势在逐步被人们所接受，节能、绿色、富有个性化的建筑正在改变着人们的居住观念，相信轻钢结构集成房屋作为一种新型住宅体系将会广泛应用于我们的住宅中，我们也希望国家能出台相关政策支持轻钢结构在集成建筑上的大面积推广。
【关键词】 轻钢结构；集成建筑
引言：
集成建筑诞生于上个世纪50年代末，经过半个多世纪的发展，欧美与日本等发达国家的发展规模及行业技术水平均已达到较高水平。我国自上世纪70年代引进集成建筑技术，从技术引进，到拓展深化、自主创新一路走来，经过四十余年的积累，集成建筑的概念正逐步得到社会的认可，集成建筑应用范围正逐步拓宽，其结构形式也逐步形成拆装式、板式、箱式、轻钢龙骨等几大类别。无论何种类别，轻钢结构材料均以其损耗低、自重轻、强度高、建造快、成本小、造型易等优势得到了极致的发挥空间。
轻钢结构通常以热轧轻型 H 钢、轻型焊接型钢、高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢板和薄壁钢管等高效结构钢材为主，以各类钢制连接材料为辅，满足了建筑特定使用功能和特定空间需求的轻型全装配钢结构建筑。
一、拆装式钢结构建筑
拆装式钢结构建筑（以拆装式活动板房为主）以冷弯薄壁型钢或“H”型钢为檩条和梁柱等骨架，以其它装饰板材为围护结构，以标准模数系列进行空间组合，其构件采用螺栓连接，可方便快捷地进行组装和拆卸。它是目前建筑领域中的被广泛使用的一种建筑类型。这类房屋在工厂加工好钢柱、钢梁、彩钢夹芯板，现场施工仅做浅基础，将预制的钢梁、钢柱组装好，再将彩钢夹芯板依次逐块地插接好，用螺栓将其固定后，一栋建筑就施工完成了。它不受运输限制，可拆建异地再装，也可固定使用。广泛应用于各种厂房、仓库、车库、超市、展览会、博览会、楼顶加层、售货亭等。
拆装式钢结构建筑的诞生，使集成建筑进入了一个系列化开发、集成化生产、配套化供应、高互换性和可多次周转使用的定型产品领域，实现了产品的通用化、标准化，快捷高效和环保节能的建筑理念。
二、板式结构建筑
板式结构建筑最早由美国R·赖德因发明。该发明摒弃了常用的木质结构，而采用了钢结构构件。建筑包括屋顶在内由14块能受高压的大型板块构成，两墙板之间用L型柱牢固连结。墙的内侧每隔1m预制有边柱，供房主按需分隔房间之用。
现代化的板式建筑主要指使用大型墙板、大型楼板和大型屋面板等建成的建筑，其特点是除基础以外，地上的全部构件均为预制板式构件，通过装配整体式节点连接而建成。板式建筑的构件主要有内墙板、外墙板、楼板、楼梯、挑檐板和其它构件。
板式结构形式较多，其中应用较多的框架轻板建筑，它是以柱、梁、板组成的框架承重结构，以轻型墙板为围护与分隔构件组成的新型建筑形式。轻型墙板多采用镀锌冷弯薄板，经过冷轧折弯，加工成各类内置骨架，骨架两侧均附以蒙皮效应的板材而成。建筑中的楼板通常采用压型钢板组合楼板，它是一种新型结构形式，其中的压型钢板采用镀锌卷板，两面镀锌层含锌量需大于275g/m2，基板厚度为0.75～2.0mm。与传统的普通钢筋混凝土楼板比较，压型钢板组合楼板具有刚度大抗震强、抗疲劳性能高、结构更安全、施工更方便等优点，且有利于缩短工期，经济效益性更高，因此在工业厂房及民用建筑中拥有较高使用率。
三、箱式结构建筑
箱式结构建筑是参照货运集装箱的结构形式和外观尺寸衍生而来的一种箱式结构的活动房屋。一般以箱体为基本单元，可根据使用需要进行组合使用。箱式组合房结构及内外装饰均在工厂完成，现场吊装就位即可投入使用。具有空间组合灵活、安装快捷、移动迅速、搬迁方便、周转次数多、使用寿命长等特点。对地基基础要求低，对环境适应能力强，集成化程度高，避免了漫长的施工期、不产生建筑垃圾、不用二次装修、节约成本。
箱式结构建筑通常由钢骨架、侧墙板、折叠顶板、底板以及连接件等附属结构焊接而成，结构中的波浪形侧板、顶板、顶梁、底梁、角柱等部件均为SPA-H高耐候性轧制钢材。波浪侧墙本身就是建筑受力的钢结构，通常集装箱波浪金属板承重能力为1700公斤/平方米，箱体端部抗压能力为500公斤/平方米，4个角柱的承重能力达到86.4吨，横向刚性15.2吨，纵向刚性7.6吨。箱式结构建筑在遇到地震灾害时可表现出良好的整体性，具有坚固、耐用、安全性的特点。
四、轻钢龙骨结构建筑
在各种轻钢结构住宅体系中，应该说镀锌轻钢龙骨结构体系是目前引进国外钢结构住宅技术比较成熟的体系之一。轻钢龙骨体系彻底抛弃了传统的“秦砖汉瓦”，而且墙体所采用的材料均可回收再利用，有着极高的环保意义。在住宅应用上，其体系可分为以下几种形式：
1、純轻钢龙骨结构所有构件均由轻钢龙骨构成。由龙骨做的梁（梁高300毫米），最大跨度可达9米左右，由龙骨和工程板所制作的楼板跨度可达7米左右。这种体系主要适用于低层住宅。在美国，完全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1～4层的住宅。
2、型钢与轻钢龙骨结合的结构体系在跨度比较大、集中荷载也比较大的结构中，采用型钢（或H型钢）与轻钢龙骨结合的体系可以获得更好的技术经济效果。这里有两种情况，一种是以轻钢龙骨为主，局部采用型钢；另一种是以型钢为承重框架，轻钢龙骨作为维护墙及分隔墙。这种体系比较适合用于多层住宅。3、钢筋混凝土结构与轻钢龙骨结合体系从当前的市场情况来看，对于轻钢龙骨结构作为辅助结构，应用于现有的住宅结构体系之中，也许有着更多的现实意义。最常见的是用轻钢龙骨制作轻质隔墙，以及在钢筋混凝土结构住宅上面建造钢结构坡屋顶。
总结：
轻钢结构在集成建筑中的应用，在我国尚属起步阶段，其结构体系在集成建筑中还是一种新的建筑体系，涉及一些新型建筑材料，新型建筑结构及设计施工方法，伴随着住宅产业化进程，轻钢结构在集成建筑中的应用正越发成熟。在我国，轻钢结构的集成建筑具有很好的发展优势：
（1）我国钢铁行业迅猛发展，2013年的钢产量首次突破10亿吨，粗钢产量达7.7904亿吨，占全球产粗钢产量16.07亿吨的近半壁江山，成为世界第一钢材生产大国。随着我国冶金企业不断调整产业结构，钢与钢材的品种、规格日渐增多，建筑配套产品日益齐全，为钢结构集成住宅发展奠定了物质基础。
（2）我国政府高度重视钢结构建筑发展，把钢结构技术列为10大重点推广技术。《GB50017-2009钢结构设计规范》、《JGJ209-2010轻型钢结构住宅技术规程》、《JGJ227-2011低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》、《GBT 29740-2013 拆装式轻钢结构活动房》，一部部规程规范为轻钢集成住宅的发展提供了政策保证和技术支持，这必将对我国钢结构建筑的发展起到积极推动作用。
同时，我国也应看到轻钢结构在集成建筑中的应用中也面临一些问题，例如：
（1）基础研究薄弱
我国《冷弯薄壁型钢结构技术规程》基本上不考虑用厚度2毫米以下的钢材制作主要承重构件， 对于国外大量采用的壁厚0.8～1.6 毫米的镀锌轻钢龙骨承重体系，我们既缺乏对其受力状况和结构安全性、耐久性的理论分析，也缺乏相关的实验数据， 国内企业及研究机构也很少在此结构体系做深入研究。
（2）缺乏真实有效的标准
我国的标准规范是针对几十年来大量使用的砖混或钢筋水泥等耐火性能好的建筑材料编制的，轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白，导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻， 轻钢结构住宅总是难以满足要求。
（3）建筑保温和节能问题
钢材传热系数大，热量散失快，且易形成冷桥，因此保温节能是轻钢结构住宅要解决的主要问题之一。
随着我国节能产业政策的不断推进，轻钢结构在集成建筑中的应用正以其独特的优势在逐步被人们所接受，节能、绿色、富有个性化的建筑正在改变着人们的居住观念，相信轻钢结构集成房屋作为一种新型住宅体系将会广泛应用于我们的住宅中，我们也希望国家能出台相关政策支持轻钢结构在集成建筑上的大面积推广。