150年来，钢材在建筑行业的应用已遍布全世界。钢铁仍然是当今最坚固、最耐用和最经济的建筑材料之一。
虽然传统上钢结构主要应用于高层建筑和桥梁建筑，但近年来钢结构住宅在加拿大、北美乃至世界各地发展极为迅速。越来越多的建筑商、房地产开发商和业主已经开始了解和感受到钢结构住宅的优越性。
随着人们对环保建筑的呼声日益高涨，这促使建筑行业寻求环保、经济、实用的建筑材料和施工方法。
由于钢材可以回收利用且建筑垃圾很少，轻钢结构系统是住宅建筑中的流行选择。
加拿大的轻钢住宅体系是在轻钢结构在商业建筑中长期广泛应用的基础上发展起来的。其技术先进、成熟，品质和功能优良。
轻钢结构住宅系统对建筑商有以下好处：
• 轻钢结构自重轻，基础荷载小，在地质条件较差的地区可大大降低基础造价；
• 建设周期短，可大大缩短投资资金占用周期，提高资金投资效率。
• 轻钢构件及相应的配套技术可以在工厂制造并成为产品。质量有保证，有利于产业化；
• 工业化程度高，作业和场地清洁，废弃物少，材料可回收，满足环保建筑的要求。
• 轻钢墙不会变形、老化，并且需要较少的维护。
轻钢结构住宅系统为业主带来以下好处：
• 与传统砖石、钢筋混凝土结构相比，更能满足大开间、建筑灵活分隔的要求。墙体薄，有效使用面积大，管道易于穿过并密封在墙内，避免穿墙钻孔造成结构破坏；
• 轻钢系统提供高强度、高品质、耐用的安全结构；
• 轻钢墙体采用高效节能系统，在保温、隔热性能方面远远优于传统砌体，是一种新型节能建筑；
• 优良的抗震、抗风性能；
• 防火性能好，不受白蚁侵害；
• 由于轻钢墙体龙骨完全封闭在防水层和石膏板之间，因此不生锈、不腐蚀、不发霉，防潮性能好；
• 自重导致地基损坏的可能性较小。
总的来说，轻钢建筑的好处有：
• 轻质、高强、抗震性能好；
• 环保，回收率可达100%；
• 材料性能好，结构质量有保证；
• 工业化程度高、建设快，有利于工业化；
• 不易燃、不助燃、阻燃性能好；
• 无开裂、无霉菌生长、无蠕变、维护成本低。
工程制作及设计标准
工程生产
轻钢构件通常由镀锌或镀铝锌合金薄钢板冷轧而成，其截面形状通常为C形和槽形（见图1）。钢板的厚度可根据结构要求而变化，构件的长度可根据需要确定。
轻钢构件经过精密制造，通常在制造过程中定期穿孔，以方便水、电线路和管道以及横向加固构件的通过。
虽然薄钢板本身的承载能力不高钢结构龙骨砌体墙，但冷弯成不同形状（如C形）后，其承受弯曲和压缩的能力提高了一倍。
因此，轻钢构件的承载能力主要取决于其截面形状而不是板材的厚度。这就构成了它重量轻、强度高的特点。
工程设计标准
轻钢构件作为承重结构，需要经过严格的工程设计和测试验证。其构件的结构性能和承载能力通常由其制造商确定，并根据其承载能力以表给出。
结构工程设计人员可根据设计要求从承重表中选择相应的轻钢构件。另外，设计时还应考虑所需连接（如自钻自攻螺钉）的强度。
连接器制造商通常会为其产品提供所需的设计规范。轻钢构件的截面性能必须按照相应的国家规定确定。
当没有相应的国家规范或规范不完整时，可以参考加拿大冷弯薄壁钢结构构件设计规范。
轻钢住宅结构体系
如图2所示，住宅结构通常由地板、墙壁和屋顶组成。轻钢房屋的结构形式通常采用线内支撑的板肋体系。
轻钢构件可用于不同的建筑构件。轻钢构件的使用可以大大简化结构体系，同时提供结构体系和构件承载能力的有效利用、设计灵活性和施工便利性。
低层独立式住宅和联排别墅式住宅
地板系统
用作楼板托梁的轻钢龙骨截面高度通常在150～300毫米之间，钢板厚度大约在0.84～2.56毫米之间。
地板托梁的常见支撑形式是简支梁或连续梁。多跨连续梁可以采用单个构件的形式，也可以采用多个构件重叠的形式。
一般来说，多个组件的重叠形式比单个组件具有更大的灵活性，而且运输也非常方便。楼板托梁的腹板通常等间距冲孔，以方便水、电管道的通过。
墙
墙体用轻钢龙骨可分为承重和非承重两种。承重C型龙骨的截面高度一般在93～200毫米之间，钢板厚度通常在0.80～1.91毫米之间。
非承重龙骨截面高度为41～150毫米，钢板厚度为0.45～0.84毫米。作为一种非常经济实用的墙体系统，这种由轻钢龙骨和石膏板（外墙需要结构板）组成的肋骨墙体也常用于高层住宅。
屋顶桁架
不同截面形式和厚度的轻钢构件可为各种屋顶形式和系统提供广泛的用途。屋架可以直接由轻钢椽梁组成，也可以由轻钢桁架组成。
轻钢桁架可现场生产，也适合工厂大规模一体化生产。当跨度较大时，采用轻钢桁架尤为经济。
中层住宅
轻钢板肋结构体系通常适用于六层及以下的住宅建筑，但在八层的酒店建筑中也有应用实例。对于中层住宅，底层轻钢龙骨厚度可达2.6毫米，龙骨间距通常为305毫米。
上层龙骨材料的厚度可随着荷载的减小而减小。
楼盖结构根据跨度长度可选择以下体系：轻钢楼盖体系、压型钢板与混凝土组成的钢承重组合楼板、钢筋混凝土预制或现浇楼盖。特大开间可采用轻质空心钢桁架、压型钢板和混凝土组成的复合楼板。
侧向抗载系统通常由轻钢支撑组成的X形斜撑系统，或由剪力板和轻钢龙骨组成的剪力墙系统组成。屋架多由轻钢椽梁或桁架组成。
高层住宅
在加拿大，轻钢结构已广泛应用于包括住宅建筑在内的各种高层建筑。它们主要用于内部和外部填充墙、隔墙、幕墙、外部维护墙、屋顶桁架和屋顶系统。
高层住宅建筑的承重结构常由H型钢或钢筋混凝土框架体系组成。由轻钢构件组成的轻质内外墙系统非常容易与承重结构的框架系统集成（如图3所示）。高层住宅采用轻钢墙体有以下好处：
• 轻钢墙体的自重荷载比砌体墙小得多，抗震性能好，施工方便；
• 轻钢龙骨与悬吊墙板的组合，可构成非常经济适用的外墙系统；
• 轻钢墙体可在工厂预制，不受气候、季节影响。现场可整板吊装，施工进度快；
• 轻钢墙体不燃烧也不助燃，耐火时间通常在1小时以上。必要时可对轻质石膏板进行加厚，使其耐火极限提高到2.5小时以上；
• 轻钢墙体采用全封闭保温防潮系统，其保温、隔热、防潮性能大大超过传统砌体；
• 室内水、电管道可完全密封在轻钢墙体内；
• 轻钢墙体隔音可达60分贝；
• 在选择墙面外观方面，轻钢墙面为设计师提供了更大的灵活性，最大限度地发挥其各种美感。
轻钢防锈
因为未经防锈处理的钢材在自然环境中会生锈，从而影响其使用寿命。轻钢结构系统采用镀锌龙骨有效克服了这一缺陷。
除镀锌外，还可以采用镀铝锌合金来达到防锈的目的。由锌或铝锌合金组成的金属表面涂层可以阻止潮湿空气的渗透，使钢结构表面与空气隔离。其自身的腐蚀速度远低于普通钢材，从而达到防锈的效果。 。
与常用的防锈表面涂层不同，由锌或铝锌合金组成的金属表面涂层可以在表面损坏或划伤而使钢材暴露时通过自身氧化来保护钢材不生锈。
因此，受到这种金属涂层保护的钢材在施工和使用过程中不会生锈。
可见钢结构龙骨砌体墙，镀锌量是结构寿命的重要指标。轻钢结构所需的镀锌量可根据其不同的使用环境来确定。
轻钢住宅系统性能
隔热：在加拿大这样的寒冷气候下，家庭隔热是一个重要因素。使用轻钢住宅保温时应注意以下两点：
• 轻钢外墙引起的热量散发或传递可通过在轻钢龙骨外侧加保温板来控制。加拿大的实践证明，这是一种非常有效的隔热措施。它比加厚绝缘层更有效。
• 许多隔热材料和方法都适用于轻钢系统。关于各种绝缘材料的性能和最佳使用方法，应咨询制造商。
隔音效果：系统的隔音效果是衡量房屋性能的另一个重要指标。声音在房屋中通过墙壁和地板传播。
加拿大国家科学院建筑研究所对包括轻钢系统在内的各种墙体和楼板系统进行的隔音性能测试结果表明，由轻钢龙骨、弹性槽龙骨、保温石膏板组成的墙体具有隔音效果可达60分贝。
防火：结构的耐火性能是极其重要的建筑指标。加拿大国家科学院建筑研究所对包括轻钢系统在内的各种墙体和地板系统进行了防火测试。结果表明，轻钢龙骨、弹性槽钢龙骨、保温石膏板的肋条系统的耐火极限超过1小时，加厚石膏板可大大提高耐火极限。
常问问题
• 使用轻钢系统的房屋的外观与其他房屋有何不同？
不会。轻钢房屋的外观可以与其他房屋一模一样，并且轻钢系统可以应用多种外墙装饰材料。
• 轻钢系统会干扰无线电波的接收（例如收音机、电视、移动电话）吗？
由于无线电信号可以通过龙骨之间的间隙传输，因此不会产生干扰。
• 轻钢墙上挂画方便吗？
很容易。较轻的肖像可以使用膨胀螺栓直接悬挂在石膏板上。较重的相框可用自攻螺钉与龙骨连接，用磁铁确定龙骨的位置。
• 轻钢房屋可以免受雷击吗？
安全。当发生雷击时，轻钢构件可以将雷击产生的电流直接传导到大地，从而保护其居住者。此外，雷击引起爆炸或火灾的几率也大大降低。
• 轻钢系统是否方便装修及室内改造？
非常方便。轻钢体系自重轻、强度高、跨度大，为室内装饰装修提供了极大的灵活性和便利性。
• 轻钢房屋会不会有腐蚀问题？
惯于。由于采用镀锌或镀铝锌合金轻钢龙骨，并采用封闭式防潮系统，可以有效控制钢材的腐蚀，保证结构寿命长于住宅使用寿命。
• 采用轻钢结构体系的住宅建筑可以有多高？
采用完全由轻钢板肋结构体系的房屋一般最多可达6层。该系统已成功用于北美建造8层酒店。轻钢结构可与其他结构体系，如热轧H型钢或钢筋混凝土框剪体系相结合，形成适合高层住宅建筑的复合结构体系。
• 轻钢系统的应用是否仅限于住宅应用？
否。 轻钢结构适用于各种建筑，如酒店建筑、商业建筑、办公建筑、学校、娱乐设施、轻工业厂房等。
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