冷弯薄壁型钢住宅的特点与发展

冷弯薄壁型钢住宅的特点与发展

谷俊杰

北新房屋有限公司北京102208

摘要：本文主要针对房屋建筑中冷弯薄壁型钢结构的特点进行了探讨，总结了冷弯薄壁型钢结构在低层房屋建筑中应用技术及发展，希望可以为今后的低层房屋建筑应用带来参考。

关键词：冷弯薄壁型钢；结构；房屋建筑

前言

冷弯薄壁型钢结构有一定的优势，所以将其应用在房屋建筑的建造过程中，是非常具有科学性和可行性的，对于如何更好的应用这种轻钢结构，首先我们要明确其具体的特点，以及应用的方法。

1、冷弯薄壁型钢的应用

随着建筑技术的不断进步，以及原材料的不断发展，钢材越来越多的被应用到房屋建筑中。尤其是冷弯型钢以其性能优异、设计灵活、可加工性强等特点在住宅中被大量应用。

冷弯是指将钢材料薄板在未经过高温处理的情况下，通过物理冷加工制使其弯曲成型。与普通的钢材料相比冷弯型钢材料强度高、力学性能好、稳定性较强。多用于单层或2~3层建筑的维护结构及承重结构；如：墙体、屋面、梁、柱、门窗等。施工单位可在不作深度处理的前提下，直接应用这类材质进行施工。近年来冷弯薄壁型钢作为一种高效、经济型材受到国内外工程界的普遍关注。

2、冷弯薄壁型钢住宅的构成

冷弯薄壁型钢结构住宅是轻钢结构的一种，其结构型钢通常采用0.8～1.6毫米厚的热镀锌（镀铝锌）钢板经辊压冷弯加工成型，钢材屈服强度345MPa以上，镀锌量最高可达275克/m2；以C型和U型钢构件作为基本构件，可依据设计需求拼合成不同的箱型构件。

C型构件作为梁柱按模数布置，形成密肋柱，U型构件主要做为顶、底轨或边梁；所有构件通过螺钉、螺栓、扣件等连接形成共同受力的组合体。密肋柱蒙以结构板形成墙体，不仅承受由屋架和楼盖等传来的竖向荷载，同时还承受垂直于墙面传来的风荷载。密肋梁和结构面板组成楼盖和屋盖，通过连接件与墙体进行可靠的连接；结构安全符合设计要求，满足9度抗震设防。

冷弯薄壁型钢住宅体系在满足结构设计的基础上能很好的集成各项保温节能技术。首先在墙体、楼板、吊顶龙骨内填充玻璃棉，很好的减少了热传递，其次在外墙和屋面的结构板外侧敷设保温板形成外保温层，有效的阻断了龙骨的热桥效应。保温板外侧再使用单向呼吸纸对整个墙体进行防潮密封，隔绝了室外潮气进入室内，同时也保护了金属构件不受有害物质的侵蚀延长了使用寿命。单向呼吸纸同时也使室内保持干燥，减少了灰尘的进入，保证了室内环境的舒适。这种结构体系的外墙多以“薄抹灰”或“干挂外墙板”作为外围护，在外围护与保温板之间形成一个空腔，组成了通气间层，在这个空间里的空气可由下向上流通加强了隔热和防潮的作用。

3、冷弯薄壁型钢住宅的优势

冷弯薄壁型钢住宅是一种节能、节材、环保、低碳的“绿色”住宅结构体系，具有以下优点：

1.房屋自重轻，可减轻建筑结构自重的30%；基础简单，地基开挖量小，可以在地形复杂的地域施工；2.基础以上干法工法没有湿作业，现场施工文明，建筑垃圾少；3、绿色环保，冷弯薄壁型钢住宅采用复合墙体，不使用混凝土和粘土砖，大部分材料可以回收再利用，保护了环境，减少了碳排放；4、操作简单，施工周期短，主体结构一般7-10天完成，从基础到竣工两个月可以完成；5.抗震性能好，适合高烈度地区；6.结构构件、维护板材及各种配件可以工厂化生产，精度高，质量好；7.建造时建筑垃圾少，噪音低；8、建筑造型美观，户内空间分割较为灵活、墙体厚度小增大了使用面积；9.可以做到交钥匙工程，室内装修、冷热水系统、中央空调及其他设备的安装调试可以一次完工，不需要二次装修。10.综合经济效益好，冷弯薄壁型钢住宅造价已经与混凝土结构住宅的造价越来越接近，若考虑建造速度快周期短，有效面积增加，基础量小、土方开挖小少、节约人工等因素，其综合经济效益逐步的比混凝土结构更具优势。

4、冷弯薄壁型钢住宅的施工

冷弯薄壁型钢体系安装的精度要求高，结构组装及安装误差需控制在毫米级的范围内。

构件及安装偏差如下表：

在施工时需要匹配经验丰富的管理人员及技术娴熟的工人；每个环节也都需要严格进行控制和复核。

现场施工图片如下：

板块拼装墙体安装

楼板安装屋架安装

所以在建筑的现场施工环节，必须要编制具体的施工方案，明确房屋建筑施工的具体的要求，设计有针对性的施工技术措施，这样才能够让冷弯薄壁型钢结构发挥出它的体系优势。

5、冷弯薄壁型钢住宅的发展

冷弯薄壁型钢住宅在国外发展以及有30多年的历史，并得到了广泛的认知和接受。我国于近10几年才逐步发展起来。国内部分企业从北美、日本、澳大利亚等地引进了整套底层冷弯薄壁型钢住宅体系及全套设备。其中以澳大利亚和新西兰的建筑体系在国内占据主要的市场。主要是这两个国家的冷弯薄壁型钢的构件价加工设备及结构设计软件非常先进，其设计可以实现整个住宅型钢构件采用同一个规格的C型截面，楼面梁和部分大跨度梁采用冷弯C型钢组成的桁架。这样单一的构件规格，优化了设计，降低了现场的施工难度，其中有的结构设计软件已经通过了中国的低层冷弯薄壁型钢技术规范，可以依据规范进行设计，拓宽了国内的市场。

随着装配式建筑的兴起，冷弯薄壁型钢住宅体系以其自身的特点，势必将成为我国建筑业发展的一个趋势。尤其是在地质条件差，地形复杂、严寒地区、海岛地区、沙漠地区等具有不可替代的竞争力以及广阔的市场空间。

6、冷弯薄壁型钢住宅的不足

从我国钢结构住宅发展的总体来看，目前仍然处于起步阶段，低层冷弯薄壁型钢住宅体系中配套部件尤其是维护结构板材等可选性少，而且价格价高，另外由于基础和系统研究不够，抗震性能研究还较少，主要采取试验研究和理论分析相结合的方式。现还没有关于冷弯薄壁型钢整体结构公认的抗震设计方法，没建立精确完善的分析模型。组合楼盖对侧向刚度影响研究、支持力剪力墙抗侧力体系研究均不足。设计院的设计师还沿袭混凝土结构的设计理念，对轻钢系统了解不够。在施工方面能胜任的技术工人匮乏，因冷弯薄壁型钢体系安装过程是专业性很强工作，对工人操作能力和技术接受能力有较高的要求，均需要经过系统的培训才能上岗。在生产制造方面国内虽然也有相应的加工设备，但是加工精度和生产能力不如国外的设备；同时也只能生产构件，没有对应的结构设计软件，无法进行结构计算。

这些问题的存在必将制约着冷弯薄壁型钢住宅在中国的推广。我国应根据具体实际情况对低层冷弯薄壁型钢住宅，无论是结构体系还是配套材料都应进行国产化研究，吸收和借鉴国外钢结构住宅体系成果，拓展适合我国国情的轻钢住宅体系。

7、冷弯薄壁型钢住宅的配套技术

现代住宅对房屋的品质和舒适度提出了更高的要求，冷弯薄壁型钢住宅可以集成很多配套产品和技术，例如将整体卫浴、清洁能源系统、污水处理系统、智能家居系统等新材料、新能源、智能化技术进行融合。待未来5G网络成为主流、物联网成熟时，这样的住宅系统不仅具有居住功能也将会与随时我们进行各类的信息交互，成为我们真正意思上即舒适温馨又聪明懂事的“家”。

结束语

综上所述，冷弯薄壁型钢住宅体系在中国还处于发展的初期，人们对该体系的功能和质量也在不断的提出的高要求。但随着轻钢结构技术体系的不断成熟、配套部品部件的不断涌现，该建筑体系必定会获得社会的认同，而该体系与新科技融合后也将会改变人们的生活方式。

参考文献

[1]钟国辉.冷弯薄壁型钢在房屋建筑中的研究与发展[J].建筑钢结构进展，2017（11）.90

[2]南晶晶，凌利改，田国平.冷弯型钢在国内外的发展及其在建筑结构中的应用[J].水利与建筑工程学报，2017（06）.4

[3]低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程，2011