轻钢建筑的优缺点及应用

轻钢建筑的优缺点及应用

浅谈轻型钢结构建筑的应用及优缺点

所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：①冷弯薄壁型钢结构；

②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。根据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。

一、轻型钢结构的应用

1、低层轻型钢建筑方面：

低层轻钢建筑，指两层以下（含两层）的轻钢房屋建筑，主要采用实腹式或格构式门式平面钢架结构体系。

目前国内轻钢结构低层建筑主要应用有：工业厂房、机库、候车室、码头建筑、超市、农贸市场、饮食娱乐用房、体育设施以及各种临时性建筑。我国已建成的门式钢架轻钢结构房屋有800多万平方米，而且以每年约100万平方米的速度增加。

2、多层轻钢建筑方面：

多层轻钢建筑是另一种很有发展前途的建筑形式，一般可定义10层以下的住宅；总高度低于24米的公共建筑，楼面荷载小于8KN/M²的工业厂房。这类建筑多采用三维框架架构体系，亦可采用平面钢架结构体系。

国内多层轻钢建筑主要有：住宅、多层工业厂房、学校、医院、办公、娱乐等公共建筑，超市、零售、百货等商业建筑，旧建筑加层，改扩建等。

二、轻型钢结构的优缺点

1、空间大、重量轻、体积小：

轻钢结构与钢筋混凝土以及砖混比较，自重减轻15-30倍，体积减少2-5倍。利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔，

型钢结构住宅与木结构类似。在相同的建筑要求的情况夏，薄壁轻钢结构熟练工人的劳动时间和成本比木结构要低上很多。薄壁轻钢结构的型材在工厂作大规模生产，骨架可在工厂组装，在工地安装。因为型材薄而轻，所以基本全部可以利用手工搭建完成。

5、安全性能好、抗震和防暴风雨：

由于钢结构与传统的混凝土结构相比较，钢结构属于柔性结构，具有重量轻、强度高、抗震性能好等优点。因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度，极有利于抗震。适合于活荷载占总荷载比例较小结构，更适合于大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。这一优点钢结构明显好于是普通钢筋混凝土结构。而我国是一个多地震区国家，在地震区建筑中应多多推广应用钢结构，必可大大减少地震灾害和人员伤亡

轻型钢结构住宅自重轻，其结构的重量只有传统的砖混结构建筑的重量的1/5，这样大大的降低了地震时受到的载荷，具有很高的安全性。此外采用全日本进口的高强度得螺钉和螺栓进行连接固定骨架和框架，安装既科学又快捷。同时在设计时针对每座建筑物作结构计算，以结构计算为基准来设计基础及建筑整体结构。结构计算是美国及日本试验及实践的结晶，具有专利技术权利及国家认可证书。

6、隔热保温系统，性能优异，节省能源：

轻型钢结构住宅使用外隔热方法。该方法利用薄壁轻钢结构特有的性质，骨架用薄塑隔热防潮材料从外部紧紧地全部覆盖，再加以隔热材料，隔热材料之外设有空气层，空气层之外根据客户对建筑物外墙要求，可使用各种材料作各种外墙处理。外隔热方法在骨架内部不需做隔热处理，内部可以直接作内墙处理。在日本隔热材料和防火材为一体，所以对材料要求特别高。薄壁轻钢结构其隔热保温性能是利用了外隔热的原理，在墙体内设有空气层同屋面连通的特点，保证了热的不良导体，其原理类似于保温瓶。从而在不增加建筑费用的基础上，通过建筑结构上的处理而达到了优良的节能保温效果，又克服了因结露而带来的潮湿，生虫等弊端，所以这种隔热方法已迅速取代内隔热方法。从而保证了薄壁轻钢结构冬暖夏凉的特点。当室外温度为0度时，室内还可维持17.2度自

然空气对流调节室内溫度确实达到冬暖夏凉。

7、宜于拆卸搬迁：

一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化，则整个建筑可在很短时间内拆迁，损失极小，而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。8、设计富有很大弹性：

材料尺寸和厚度的多种多样，为设计者在不管是考虑成本的设计，还是要考虑效率的设计时提供了很大的空间。

三、轻型钢结构建筑的缺点：

1.造价比传统砖混和钢混相对来说要高一些：

轻钢结构住宅以其特有的钢骨架和墙体，屋面等材料以及标准化、定型化的内部布局和配套设施，很难适应群众对住房可“任意处理”的习惯。钢结构已经将房屋按设计分割好了。

2.钢构件的耐火性差：

作为钢构件可以耐250摄氏度以下高温，但不耐火。钢材的导热系数远大于钢筋混凝土的导热系数（约为钢筋混凝土的40倍），以及钢材力学性能在高温下特有的一些变化等原因，火灾对钢结构的威胁远大于钢筋混凝土结构。因此，其建筑防火、结构抗火设计问题应予以格外重视。

对于轻钢结构的防火，有条件的应优先选用耐火，耐候钢材，但是这类特殊钢材造价较高。一般可以通过在构件表面喷涂防火涂料如（蛭石），或外包防火板材，或浇混凝土等防火构造措施，具体视建筑的使用功能、防火等级以及结合室内其他防火系统综合考虑，采取相应的保护措施。

由于钢材的导热系数远大于钢筋混凝土的导热系数（约为钢筋混凝土的４０倍），以及钢材力学性能在高温下特有的一些变化等原因，火灾对钢结构的威胁远大于钢筋混凝土结构。因此，其建筑防火、结构抗火设计问题应予以格外重视。

3.钢构件的耐腐蚀性差：

钢材易腐蚀，特别是轻型钢建筑所采用的钢材“壁薄杆细”，一经锈蚀就会严重降低其结构承载力，缩短使用年限。钢材在空气或潮湿的环境的环境中很容易

于锈蚀。主要是由于钢材表面的铁原子与空气中的氧化合而成质地疏松的氧化铁锈，特别是当空气中含有酸碱盐类的介质时情况更为严重。腐蚀不仅使钢材表面产生不均匀的锈蚀，而且局部的锈蚀引起应力集中，促使钢结构的提前破坏。钢材的腐蚀严重危害钢结构工程的使用安全，因此，在设计钢结构时，应对其进行有效的防腐，才能确保钢结构的使用年限。

因此，轻型钢建筑的钢结构材料在使用前需要先仔细、彻底地除锈，然后在钢结构构件的表面涂刷防锈涂料或合成树脂进行保护，用以提高防锈涂料的抗风化作用。解决钢构件防锈的另一做法是通过热喷涂（如喷砂除锈、电热喷铝或镀锌）工艺。以此来提高钢构件的抗锈蚀能力。对有些处在不良环境中的钢结构构件，也可采用不易锈蚀的耐候钢材料，但造价较高。