轻型钢结构低层住宅的建造技术源自北美式样木结构建造技术。此技术经过百年以上的发展,如今已形成了一个建造体系。这个体系物理性能优异,空间和形体灵活,易于建造,形式多样,是成熟的建造体系。
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轻钢来历
在世界范围内,北美大陆被认为是人居环境最好的地方。在北美大陆,有超过 95%的低层民用建筑,像住宅、商场、学校、办公楼等,这些建筑均是使用轻型木结构或超轻钢结构来建造的,甚至连我们的近邻日本和韩国也是如此。
北美轻型木结构和超轻钢结构在整个建筑市场中占据着绝对的优势。近些年,由于木材价格不断地攀升,北美超轻钢结构体系的市场发展正以超过 30%的增长率迅速增长,逐渐被市场广泛地接受。与此同时,在我们的近邻日本(在日本被称作 KC 体系)以及韩国,还有澳大利亚等发达国家,它也被大量地运用。
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轻钢墙体结构性能
轻钢墙体结构具有一定性能,超轻钢墙体的抗震性能比砌体结构的抗震性能要强两倍以上。
1、柔性连接
轻钢墙体的构件大多采用机械连接方式,其中包括不锈钢铆钉以及达克罗高强度螺钉等。这种柔性连接方式能够允许水平层间位移在 8 到 10 公分之间。它可以减轻在地震中结构主体变形时对非承重墙体的挤压破坏。并且能确保墙体不易倾覆,进而保证行人和居民的安全。
2、变形能力强
“轻钢”指的是冷弯薄壁型的轻钢。这种材料有着良好的延性,它冷加工性能的最小伸长率能够不小于 10%。良好的吸能能力以及延性让轻钢结构具备优越的抗震性能。
3、整体性好
墙体整体刚度好,较砌体结构不易发生集中破坏和碎裂。
4、重量轻
每平米轻钢墙体的重量大概在 25 公斤到 35 公斤之间。它的单位重量仅仅是轻质砌块墙体单位重量的五分之一,同时也是红砖墙单位重量的八分之一。
轻钢墙体外挂板具有以下优越的性能:
1、外挂板能和超轻钢墙体同幅水平变形,不会掉落伤害行人。
外饰面所采用的外挂板具备超常的耐老化性能,其抗冲击能力很强,并且质量很轻。
外挂板固定属于连环甲系统。外挂板是从下至上进行层叠安装的。通过在顶部打钉,利用公母槽进行咬合,以及两侧的限位收边条来固定。钉子是固定在滑槽中央的,并且不能将其钉死。
4、允许挂板能在平面内水平位移。
轻钢墙体有抗震构造,这种墙体能够随主体结构一同同幅摆动,这样既能够避免墙体出现损坏的情况,又能够保证人的安全。
墙顶有滑槽,在结构的底部安装了 U 型滑槽,轻钢墙体被镶嵌在其中,墙顶的滑槽为墙体在平面内提供了垂直和水平的位移空间。
墙侧安装有卡槽,在墙的两侧结构上进行安装,此 U 型卡槽能让墙面在平面内进行移动,同时对其平面外的倾覆起到限制作用。墙顶有滑槽,它与墙侧卡槽相互配合工作,从而使轻钢墙面实现了三边是自由的,而一边是固定的。
墙体底部与主体结构固定相连超轻钢结构,其两侧和顶部借助 U 型钢实现自由连接。这样一来,墙面能够移动,然而却能限制其向外或者向内发生倾覆的情况。通过这种方式,能够大幅降低因墙体倒塌而给生命财产带来的损害。
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轻钢突出优点
抗震性
可抵抗9°罕见地震,适用于抗震烈度8°以上的地区
耐久性
主体结构寿命可达100年以上
隔音性
外墙隔音量可达65dB,内墙隔音量可达45dB
环保性
钢结构材料可100%回收,其他配套材料可大部分回收
得房率
轻钢集成房屋比传统建筑增加5%~15%的实用面积
抗风性
可抵抗70m/s的飓风,抗风等级可达到16级
防火性
根据不同设计耐火时间可达1~4小时
保温性
200mm 厚的复合墙体其热阻值能够达到 3.2m²K/W。这种复合墙体的热阻值是等厚度砖墙热阻值的 11 倍。
节能性
使用保温、隔热的新型材料后,取暖以及制冷所需要的能源,比传统建筑节省 65%。
工期短
轻钢结构住宅的装配标准化作业较为简单且快捷。它比传统结构在工期方面能够节约三分之二。
1.轻量化、便捷
所使用的结构材料强度高且厚度薄,这样用钢量就省了。通常情况下,低层房屋总体用钢量在 30 千克每平方米以内,多层建筑用钢量在 40 千克每平方米以内。房屋整体重量很轻,大概只有传统砖混结构的 1/5 左右。因为结构重量轻,所以运输和吊装费用降低了,基础负载也相应地减少了,进而基础造价也降低了。地基要求较低。它尤其适合在山地这种地形复杂的区域。它也适合在河滩这种地形复杂的区域。它还适合在沙地这种地形复杂的区域。它同样适合在海岛这种地形复杂的区域。这些区域都属于地形复杂的恶劣区域。
2、安全耐用
轻钢别墅的墙体、屋架结构与内外墙板共同组成了坚固的板肋结构。这种结构使得其抗水平载荷和垂直载荷的能力得到了大大提高。因此,轻钢别墅的抗震、抗风性能较好。经过试验验证,它能够抵抗 9°地震和 12 级以上的飓风。
所用结构件都为热镀铝锌钢板,装配时使用自攻螺钉,未采用焊接技术,这样能有效保护锌膜的完好性,所以抗腐蚀能力非常好。并且所有结构件都被封闭在不透水气的复合墙体内,既不会腐蚀,也不会霉变,还不怕虫蛀,使得建筑物的使用寿命能够达到 100 年以上。
3、节能环保
所使用结构材料强度高,厚度薄,用钢量省(通常低层房屋总体用钢量在30Kg/m2以内超轻钢结构,多层建筑用钢量在40Kg/m2以内),房屋整体重量轻,仅为传统砖混结构的1/5左右。结构重量轻,降低了运输和吊装费用,基础负载也相应减少,降低了基础造价。对地基要求较低,尤其适合山地、河滩、沙地、海岛等地形复杂的恶劣区域。
4、预制程度高、省工
整个轻钢继承房屋的所有建材都能够在工厂里进行批量生产和预制。其机械化的程度较高,在现场不存在湿法作业的情况。这样就真正地实现了住宅的工业化。
5、高品质、高舒适度
因为采用了优良的保温隔音节能结构与材料,所以室内的居住舒适度得到了大幅提升。同时,管线内置以及墙体变薄这两个因素,有效地提高了房屋的使用面积。
比常规砖混的性能提高 10%以上。钢结构具有可塑性的特点,这使得房屋的造型能够变得复杂、多样且美观。
雄仲山轻钢别墅适合城郊或村镇有住宅用地的客户。传统民房私宅大多采用砖混结构,这种结构较为简单,施工较为容易,价格较为便宜。然而,最后成型效果往往较为普通,适合没有外观要求的住户。对于大部分非地震地区,这种结构可以勉强使用,至少比纯框架结构要便宜得多。过去几十年,很多地方都采用这种结构。尤其是在经济水平较低的地方,这种情况更为普遍,它可以说是低端住宅的代名词。