轻钢结构住宅施工技术研究

【关键词】轻钢结构；多层住宅；施工 

　　钢结构住宅以其强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、工厂化程度高、绿色环保等一系列优点，受到越来越多的关注。尤其是近年来相关领域研究的深入开展，各类钢结构住宅在我国的应用取得了很大进展，但距离住宅的商品化、产业化要求还有差距。而欧美等国钢结构住宅的科研和工程应用起步较早，工业化水平已很高，如芬兰传统的别墅住宅近年来多采用轻钢龙骨框架结构体系，并已达到很高的工业化程度。 

　　1.材料及技术准备 

　　制造新型轻钢龙骨构件的钢材材质：用于该建筑承重结构的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板，采用 GB/T 1700―1988《碳素结构钢》规定的 Q235 和 GB/T 1591―1994《低合金高强度结构钢》规定的Q345 钢材， 承重结构的冷弯薄壁型钢的钢带或钢板的镀锌标准符合GB/T 2518―2004《连续热镀锌薄钢板和钢带》的规定 ；新型轻钢龙骨建筑所使用的连接件包括自攻螺钉、射钉、抽芯铆钉、普通螺栓和地脚螺栓等。在开始钢框架组装前，准备好切割与开孔机具、弯曲工具及紧固工具等合适的机具。工艺按 GB 50205―2001《钢结构工程施工及验收规范》、JGJ 81―2002《建筑钢结构焊接规程》及施工图编制，控制钢结构工程施工、制作工艺方法、加工安装设备和工艺装备，对构造复杂、要求精度高的结构进行必要的工艺试验。 

　　2.住宅体系的制作安装 

　　2.1 轻钢结构的现场制作轻钢龙骨结构体系中所用的龙骨由镀锌冷弯高频焊接的轻型薄壁中空方管（矩型管）和三角形专用连接件构成，连接件沿钢管长度方向每隔一段距离连续布置。梁（桁架梁）与单片钢桁架的结构相似，由 2 根中空矩形钢管与连续的专用连接件构成，即连接件沿钢管长度方向每隔一段距离连续布置。 桁架梁钢管的截面尺寸有 40mm×40mm、40mm×60mm、40mm×80mm 3 种，梁高为 240～360mm。 墙体由小型桥架（钢桁架）用自攻螺钉与导轨连接，钢桁架沿导轨长度方向每隔一段距离连续布置。 该结构建筑墙体根据其位置可分外墙、内墙 2 大类；根据其是否承受外载，又可分承重墙和非承重墙 2 类。该结构建筑外墙做法为墙骨架加结构板材，填充隔热材料，内墙为墙骨架加石膏板或硅胶板；承重墙的外侧覆有结构板材和支撑，非承重墙外侧一般不需设置支撑。 楼板形式采用压型钢板―――――现浇钢筋混凝土组合楼板。通过栓钉将压型钢板固定在钢梁上，作为永久性模板，同时考虑压型钢板参与部分楼板受力。现浇混凝土层采用轻骨料混凝土，厚度为 50～80mm。 

　　2.2 轻钢住宅现场安装轻钢结构住宅安装方式有 2 种，一种是完全现场安装；另一种是部分工厂组装及部分现场安装。 

　　2.2.1 基础施工对于多层住宅而言，基础形式一般为钢筋混凝土条形基础，采用地脚螺栓与轻钢骨架连接，地脚螺栓的直径不宜小于 12mm，螺杆下部带弯钩，螺杆在混凝土基础中埋置深度不得小于 38mm，在基础中平直部分的长度不得小于 20mm。 基础工程完成以后，在基础和钢结构的沿地龙骨之间先做好隔潮垫层，即先用 2mm 的珍珠棉，然后铺设18mm 厚的 OSB 板或其它木质衬垫， 以缓冲钢构件与混凝土的硬接触。 

　　2.2.2 轻钢框架的安装墙体骨架内的所有承重立柱，包括主要立柱和支撑立柱都应安装在龙骨体系内，立柱顶端与沿天、沿地龙骨腹板之间的最大间隙不能超过 0.3mm，立柱间距一般以 400mm 为宜，立柱和轨骨之间用不短于14mm 的自攻螺丝连接。 墙体转角处及门侧边一般需用龙骨做 1 个与墙体等宽的暗柱，墙体在直线长度大于 20m 时，每 10m 用 100mm 宽、厚度不小于 0.9mm 镀锌铁皮加大剪刀撑， 剪刀撑处要设加劲地脚螺栓。 龙骨骨架拼装可以在平面安装好后再安装就位，也可以直接立体拼装。 墙体完成后的垂直度允许偏差 3mm，平整度允许偏差 3mm，轴线位移小于 2mm。 连梁一般以 6～8m 的固定长度运至现场，并在现场根据需要截断。 这种体系对每幢住宅都需要详尽的设计，以便龙骨按正确的尺寸下料并就位。 框架拼装好后，安装防风板、隔热层、隔潮层以及内层墙板。 在低层新型轻钢龙骨结构建筑中，在洞口处过梁的两端各设 1 片柱就能使方柱满足承载力的要求。 通过计算发现，在多层建筑中，上述的做法若不能满足要求，可采取以下方法提高过梁处片柱的承载力。2.2.3 楼板和屋盖的安装楼板安装方式为：楼面梁垂直搁置在下面的柱上，最大偏差不超过 20mm。 在水平向龙骨全部铺设完毕后，开始在龙骨上铺设压型钢板，其铺设方向为垂直于楼面龙骨或次梁，短向相互间采用搭接，长向保证接头位置在梁或墙上。 钢板铺设完毕后，用自攻螺丝与龙骨或梁固定，螺丝间距不大于 600mm，栓钉应与墙或梁结合牢固。 在压型钢板上现浇轻质混凝土，浇注厚度一般为从最凹处起 50～80mm。 在楼面混凝土施工时，应同时预埋下层墙体所需的预埋螺栓和加劲螺栓。在新型轻钢龙骨结构体系中，屋盖系统由屋架、结构面板、防水层、轻型屋面瓦（金属瓦或沥青瓦）组成。 屋面施工仍采用轻钢龙骨做屋架，屋架形式与木结构屋架的形式基本相同，由于其结构较轻，龙骨之间的连接较简单，操作更加方便，可按设计要求做成各种形式。屋面坡度一般采用 1∶3 或 1∶4， 屋架的间距以 40mm 为宜。 屋架上每隔60mm 横铺 1 条檩条，然后铺设屋面板。 屋面板铺设之前，最好先铺设1 层成品铝箔纸，用于阻挡紫外线并起到隔热作用 ，铝箔纸相互之间用铝箔胶带纸粘贴。 檩条与屋架之间直接用螺丝固定，屋面板和檩条间通过压固件用螺丝固定， 屋面板间相互叠压， 屋脊和分水脊处用“人”形脊瓦。 屋架或屋面梁应垂直支撑在下面的柱上，最小搁置长度为 40mm，屋架构件与柱形心的偏差小于 20mm。 

　　3.结 语 

　　轻钢结构商品住宅在我国还处在发展阶段，设计和施工中还有许多问题需要进一步研究和完善。而新型轻钢龙骨结构建筑比一般的钢结构建筑在施工方面又具有特殊的优势：（1） 新型轻钢龙骨建筑很高的强度与质量性能比，基础处理形式简单；（2）新型轻钢龙骨结构建筑的构件全部工厂预制，提高了施工速度，相比传统建筑，建房时间可缩短 3/4。住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路， 与国外先进水平相比，我国轻钢结构在设计、施工技术上还存在着相当大的差距。随着对轻钢结构研究的深入和经验的积累，轻钢结构住宅在我国必将具有更为广阔的发展和应用前景。