輕鋼結構住宅是以冷彎成型的薄壁型鋼結構作為承重骨架,以輕型墻體材料作為圍護結構所構成的居住類建筑。在美國、日本、澳大利亞等發(fā)達國家,輕鋼結構建筑體系早已用于住宅建筑,如在美國輕鋼結構住宅已占普通住宅的25%左右,且技術已經(jīng)比較成熟。
由于環(huán)保意識的加強和木材短缺等因素,許多國家如美國、日本、英國、澳大利亞等,正積極地推動中低層輕鋼別墅的應用與發(fā)展。
澳大利亞早在20世紀60年代就提出了“快速安裝預制住宅"的概念,但由于市場尚未成熟,并未得到很好發(fā)展。到了1987年,高強度冷彎薄壁鋼結構出現(xiàn),澳大利亞與新西蘭的聯(lián)合規(guī)范成型結構鋼規(guī)范于1996年發(fā)布實施。這種鋼材承載力高,與相同承載力的木材相比,只是木材的1/3重,表面經(jīng)鍍鋅處理,在免大修的情況下,耐久性可達75年。
據(jù)報道,輕鋼別墅在美國發(fā)展最快,1965年輕鋼別墅在美國僅占建筑市場15%;1990年就上升到53%,而1993年則已上升到68%,到2000年已經(jīng)上升到75%。住宅用構件和部晶的標準化、系列化,及其專業(yè)化、商品化、社會化程度很高,幾乎達到100%,各種施工機械、設備、儀器等租賃化非常發(fā)達,商品化程度達到40%。
雖然現(xiàn)在輕鋼別墅在國內(nèi)還未得到大規(guī)模推廣應用,但是我們相信在不久的將來,輕鋼別墅就能在中國這片熱土上遍地開花。
輕鋼別墅是目前房屋建筑領域最為節(jié)能環(huán)保、貼近自然的房屋結構樣式,而且外觀也非常大氣漂亮,很多公眾建筑都在積極采用這種建筑形式。如果說裝配式建筑輕鋼結構房屋的環(huán)保效果大家都還是容易理解認可的,那么,這種建筑除了效果突出,它跟傳統(tǒng)建筑相比還有哪些優(yōu)點呢?能經(jīng)得起風吹嗎?能建高樓嗎?其實這些問題都不用擔心。
自古以來,人們對美好生活的向往、追求從未停止,美好生活的內(nèi)涵在每個時代也都有看不同的定義。而白駒過隙之間,一寸寸的改變,本就是在向著美好前進。居者有其屋。一直以來,人們對房子總是情有獨鐘,房子不只是遮風避雨的居住場所,更是情感歸宿地。
目前,全世界大部分國家獨棟住宅或者別墅都和中國農(nóng)村建房模式一樣,那都是自建房。不同的是,我們還在使用紅磚建造磚混結構的房子,不抗震,不保溫;而在國外,木材、預制鋼筋混凝土、型鋼、輕鋼等建材已經(jīng)完全替代紅磚,裝配式建筑體系也替代了現(xiàn)場作業(yè),真是材料環(huán)保,建造快速,超級保溫。同時,這種環(huán)保建筑也為人類的未來預留了更多發(fā)展空間。
在抗震設防地區(qū),輕鋼龍骨房屋能夠在地震作用下,保持結構功能的完整性;在罕遇地震作用下,保持結構不倒塌。
輕鋼結構之所以具有良好的抗震效果,其主要原理來源于蒙皮效應。所謂蒙皮效應,就是指在建筑物表面以屋面面板和墻板的形式覆蓋材料,利用材料自身的強度的剛度來加強建筑物的整體強度。它主要是在縱橫肋上覆蓋金屬板形成帶肋薄殼,肋與薄殼共同作用,使得蒙皮在其平面內(nèi)發(fā)揮出巨大的抗拉、抗壓和抗剪效果,且由于肋的支輕鋼結構很好地利用了蒙皮效應,使得它具有自重小,抗變形能力強、不易垮塌等特點。地震發(fā)生時,會伴隨有上下或左右的震動,而由緊固件連接而成的輕鋼結構形成一個穩(wěn)定的盒子狀,不會由于地面的搖晃出現(xiàn)樓板墜落或墻面倒塌的現(xiàn)象,有效地保護了人身財產(chǎn)安全。同時,輕鋼結構優(yōu)良的抗震性還體現(xiàn)在建筑的延性上,塑性鉸接觸區(qū)域受到震動變形,從而大大減小建筑結構受到地震的影響。因此,使用具有延性的輕鋼結構可以降低對建筑承載力的要求,換句話說,延性結構可以通過自身變形抵御地震作用。
在抗震中,結構延性十分重要,具有以下作用:承受并緩解偶然因素作用。在結構使用過程中,會遇到突發(fā)的偶然作用,如大幅度溫度變換引起的熱脹冷縮、偶然的超載等等。這些因素會引發(fā)結構產(chǎn)生時的安全儲備。有利于抗爭。地震發(fā)生時,輕鋼結構的塑性鉸區(qū)域可以通過變形吸收和消耗地震能量,降低結構剛度,減小地震對建筑的傷害。
像北方地區(qū)一般地震較少,但是大風天氣確時時都有,尤其是到了春天,風大的怕是要將房屋都吹走,而南方有些地區(qū)卻是處于地震帶,導致房屋倒塌,勞民傷財;使用輕鋼結構的房屋卻不會有這樣的擔憂??傻挚姑棵?/span>70米以上的風速,所以比起傳統(tǒng)磚混結構,這種結構體系有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力,適用于抗震烈度為9度地區(qū),是生命財產(chǎn)能得到有效的保護。
輕鋼結構房屋是永久性住宅,實際使用時間可達70年-100年,超長的使用年限讓輕鋼結構房屋在新農(nóng)村建設中發(fā)揮了重要作用,經(jīng)鋼結構房屋成為"整體房屋下鄉(xiāng)”,為廣大農(nóng)村提供成套住房體系,大大減輕鋼結構房屋是由輕鋼龍骨相互連接固定,C型鋼、U型鋼相互連接,使得整個房屋成為一個整體,穩(wěn)重堅固;而且它的地基對地面的要求不高,不論是在路坡上還是在高地上,都可以無憂使用;再加上屋頂也是由輕鋼結構組成,它的防水性、隔溫性都得到有效的保障。少了建筑垃圾的產(chǎn)生,真正實現(xiàn)了綠色居住理念。輕鋼結構房屋不同于傳統(tǒng)的建筑房屋,雖然水泥也同樣的堅固,但是它的成本和用量卻是無法和輕鋼相比較的,在加上其他的建筑輔料,每一項的開支都會超出預算,而輕鋼房屋的墻面結構是由輕鋼龍骨、保溫材料和OSB板、防潮層組成的輕鋼系統(tǒng)墻體,材料輕質(zhì)且保溫隔音,經(jīng)濟耐用。