隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和綜合國(guó)力的不斷提高，住宅與房地產(chǎn)業(yè)有序調(diào)整，鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的提升，鋼結(jié)構(gòu)尤其是薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)，逐漸進(jìn)入工程建設(shè)中來(lái)，那么這種結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)涵是什么、在國(guó)外發(fā)展的如何？是否符合人類居住使用的空間要求、是否適應(yīng)目前我國(guó)基本建設(shè)發(fā)展的需要，應(yīng)認(rèn)真分析和研究。
一、鋼結(jié)構(gòu)及薄壁輕鋼住宅建筑的發(fā)展
（一）國(guó)外的情況：
鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑體系誕生于20世紀(jì)初，在二戰(zhàn)期間得到快速發(fā)展。其間多用于對(duì)施工速度要求很高的軍事建筑設(shè)施；40年代出現(xiàn)了門式剛架結(jié)構(gòu)；60年代開始大量應(yīng)用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼檀條組成的輕質(zhì)圍護(hù)體系。近些年來(lái)，世界鋼鐵總量的增加和國(guó)際軍需用鋼量的下降，一些鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如歐洲、北美、日本和澳大利亞等，不斷拓展鋼結(jié)構(gòu)使用范圍，建設(shè)各種鋼結(jié)構(gòu)住宅，根據(jù)他們的生活習(xí)慣，主要建設(shè)以1-3層為主的低層獨(dú)立住宅，隨著各國(guó)土地資源的減少和人口數(shù)量的增加以北美、歐洲為代表，開始多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究和開發(fā)。各國(guó)建筑用鋼量在鋼材總耗量中的比例明顯提高，日本在50%左右。美國(guó)、瑞典、日本等國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)用鋼量已占鋼材產(chǎn)量的30%以上，鋼結(jié)構(gòu)面積約占到總建筑面積40%以上。
1．歐洲
20世紀(jì)50年代，歐洲由于受“二戰(zhàn)”的嚴(yán)重創(chuàng)傷影響，對(duì)住宅需求非常大，為解決房荒問(wèn)題，歐洲一些國(guó)家采用了工業(yè)化程度較高的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，建造了大量住宅，形成了一批完整的、標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，并延續(xù)至今。在芬蘭、瑞典、丹麥、法國(guó)等國(guó),各種鋼結(jié)構(gòu)建筑體系變得非常普及，其中瑞典的鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)最為發(fā)達(dá)，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅預(yù)制構(gòu)件達(dá)95％，同時(shí)也是當(dāng)今世界上的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅制造國(guó)，生產(chǎn)供應(yīng)歐洲各國(guó)。
2．北美和澳洲
在美國(guó)、加拿大以及澳大利亞，用鍍鋅輕鋼龍骨代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木結(jié)構(gòu)的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系，發(fā)展至今已有30多年的歷史。1996年，美國(guó)的住宅建設(shè)中輕鋼結(jié)構(gòu)住宅達(dá)20％的比例；加拿大則有30％左右的比例；澳大利亞鋼結(jié)構(gòu)住宅建造數(shù)量約占50％。但是，這種結(jié)構(gòu)形式主要應(yīng)用于低層的小住宅。90年代后期以來(lái)，多層輕鋼龍骨住宅在北美地區(qū)迅速發(fā)展，至今已建成約300萬(wàn)平方米。除住宅外，這種體系也用于養(yǎng)老院、假日旅館、小學(xué)校等建筑。
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系是用鍍鋅冷彎薄壁型鋼制作的型材作為結(jié)構(gòu)承重部分，常用于建造2-3層的低層住宅。鍍鋅冷彎薄壁型鋼所使用材料的屈服強(qiáng)度為Q235或Q345。其墻體鋼龍骨按照一定的模數(shù)排列，一般中心距為400mm或600mm；冷彎薄壁型鋼截面在93-200mm之間，鋼板厚度在0.84-1.91mm之間。其樓層結(jié)構(gòu)的鋼龍骨截面一般在150-300mm之間，鋼板厚度在0.84-2.56mm之間，樓層跨度目前可達(dá)8-9m。屋架可采用輕鋼棱條直接搭接的方式。
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻常采用節(jié)能、輕質(zhì)復(fù)合夾芯墻，內(nèi)墻可采用石膏板；廚房及衛(wèi)生間墻面采用防水石膏板或水泥加壓板；樓板采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)板材；屋面可采用多彩瓦、彩板瓦等屋面材料。
（1）加拿大輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系
加拿大的輕鋼構(gòu)件通常由鍍鋅或鍍鋁鋅合金的薄鋼板冷彎滾壓成型,其截面形狀通常為C型和槽型，鋼板的厚度可根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求而變化,其構(gòu)件長(zhǎng)度可視所需而決定。輕鋼構(gòu)件制作精確,在其制作過(guò)程中通常在構(gòu)件上有規(guī)律地穿孔,以利于水電線路和管道及橫向加強(qiáng)構(gòu)件的通過(guò).雖然,一塊薄鋼板本身的承載力并不高,但通過(guò)冷彎成不同形狀(如C型)后, 其抗彎抗壓的能力成倍提高。因此, 輕鋼構(gòu)件的承載力主要是取決于其截面形狀,而不是板材的厚度。這就構(gòu)成其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。
結(jié)構(gòu)體系
住宅結(jié)構(gòu)通常由樓面,墻體及房頂?shù)润w系組成。輕鋼住宅的結(jié)構(gòu)形式通常采用線內(nèi)支承的板肋體系，輕鋼構(gòu)件可應(yīng)用于不同的房屋構(gòu)件，采用輕鋼構(gòu)件可以大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)又提供有效利用結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件的承載力，設(shè)計(jì)的靈活性及施工便利。
樓面體系
作為樓面托梁的輕鋼龍骨其截面高度通常為150至300毫米之間,其鋼板厚度
大約在0.84至2.56毫米之間，樓面托梁常見支撐形式是簡(jiǎn)支或連續(xù)梁，多跨連續(xù)梁即可采用單一構(gòu)件的形式，也可采取多構(gòu)件搭接的形式。一般說(shuō)來(lái)多構(gòu)件搭接的形式較單一構(gòu)件具有更大的靈活性,同時(shí)在運(yùn)輸上也很方便。樓面托梁龍骨的腹板通常給予等間距的沖孔,以方便水電管線的穿越。
墻體系統(tǒng)
用于墻體的輕鋼龍骨可分為承重和非承重兩種，承重的C型龍骨其截面高度一般在93至200毫米之間，鋼板厚度通常界于0.80至1.91毫米之間；非承重龍骨的截面高度在41至150毫米之間，其鋼板厚度為0.45至0.84毫米，作為一種非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的墻體體系,這種由輕鋼龍骨與石膏板(若作外墻還需加結(jié)構(gòu)板材)組成的板肋墻體也普遍地應(yīng)用于高層住宅建筑。
屋架
不同截面形式及厚度的輕鋼構(gòu)件，可為各式各樣的房頂形式及體系提供廣泛的用途。屋架即可由輕鋼椽梁直接構(gòu)成，也可用輕鋼桁架構(gòu)成。輕鋼桁架既可現(xiàn)場(chǎng)制作也適合于工廠大規(guī)模集成生產(chǎn)，跨度較大的情況下，采用輕鋼桁架尤為經(jīng)濟(jì)。
中低層住宅：
輕鋼板肋結(jié)構(gòu)體系通常適用于六層或六層以下的住宅建筑，但目前也有應(yīng)用到八層的旅館建筑實(shí)例。中層住宅建筑,其底層輕鋼龍骨厚度可達(dá)2.6毫米，龍骨間距常為305毫米，上部樓層的龍骨材料厚度可隨荷載的減小而減少。樓面結(jié)構(gòu)可根據(jù)其跨度的長(zhǎng)短選擇下列體系：輕鋼樓面體系，由壓型鋼板和混凝土構(gòu)成的鋼承復(fù)合樓板,鋼筋混凝土預(yù)制或現(xiàn)澆樓面。特大開間可采用輕型空腹鋼桁架，壓型鋼板和混凝土組成的復(fù)合樓面，抗側(cè)向荷載的體系常由輕鋼拉條構(gòu)成X型斜向支撐體系，或由抗剪板材與輕鋼龍骨組成的剪力墻體系構(gòu)成。屋架多由輕鋼椽梁或桁架構(gòu)成。
高層住宅 ：
在加拿大,輕鋼結(jié)構(gòu)已廣泛地應(yīng)用于在包括住宅在內(nèi)的各種高層建筑,其主要用于內(nèi)外填充墻,隔墻,幕墻,外維護(hù)墻及屋架,屋頂體系.高層住宅的承載結(jié)構(gòu)常由H型鋼或鋼筋混凝土的框架體系組成,由輕鋼構(gòu)件構(gòu)成的輕質(zhì)內(nèi)外墻體系非常便于與承重結(jié)構(gòu)的框架體系融為一體
（2）美國(guó)的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅
美國(guó)像其他西歐國(guó)家一樣，輕鋼結(jié)構(gòu)主要用于低層住宅建筑，近些年來(lái)，美國(guó)也開始進(jìn)行多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研發(fā)，最早一幢多層輕鋼住宅于1990年開始設(shè)計(jì)，至目前總面積發(fā)展到約30萬(wàn)平方米。并取得許多成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。
美國(guó)的多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)是一項(xiàng)綜合的技術(shù)，集輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑節(jié)能保溫、建筑防火、建筑隔聲、新型建材、設(shè)計(jì)施工于一體的集成化技術(shù)，社會(huì)化分工明確，各種產(chǎn)品的生產(chǎn)商、施工方、設(shè)計(jì)方緊密合作，發(fā)展多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)，最關(guān)鍵的問(wèn)題是其結(jié)構(gòu)本身的性能，樓蓋結(jié)構(gòu)要具有適當(dāng)?shù)目缍炔⒈M可能輕，并希望有較好的樓蓋平面內(nèi)剛度，墻體結(jié)構(gòu)在承擔(dān)豎向荷載（自重與樓面活荷載）的同時(shí)還要承擔(dān)橫向荷載（風(fēng)荷載與水平地震作用）。
一、鋼結(jié)構(gòu)及薄壁輕鋼住宅建筑的發(fā)展
（一）國(guó)外的情況：
鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑體系誕生于20世紀(jì)初，在二戰(zhàn)期間得到快速發(fā)展。其間多用于對(duì)施工速度要求很高的軍事建筑設(shè)施；40年代出現(xiàn)了門式剛架結(jié)構(gòu)；60年代開始大量應(yīng)用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼檀條組成的輕質(zhì)圍護(hù)體系。近些年來(lái)，世界鋼鐵總量的增加和國(guó)際軍需用鋼量的下降，一些鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如歐洲、北美、日本和澳大利亞等，不斷拓展鋼結(jié)構(gòu)使用范圍，建設(shè)各種鋼結(jié)構(gòu)住宅，根據(jù)他們的生活習(xí)慣，主要建設(shè)以1-3層為主的低層獨(dú)立住宅，隨著各國(guó)土地資源的減少和人口數(shù)量的增加以北美、歐洲為代表，開始多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究和開發(fā)。各國(guó)建筑用鋼量在鋼材總耗量中的比例明顯提高，日本在50%左右。美國(guó)、瑞典、日本等國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)用鋼量已占鋼材產(chǎn)量的30%以上，鋼結(jié)構(gòu)面積約占到總建筑面積40%以上。
1．歐洲
20世紀(jì)50年代，歐洲由于受“二戰(zhàn)”的嚴(yán)重創(chuàng)傷影響，對(duì)住宅需求非常大，為解決房荒問(wèn)題，歐洲一些國(guó)家采用了工業(yè)化程度較高的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，建造了大量住宅，形成了一批完整的、標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，并延續(xù)至今。在芬蘭、瑞典、丹麥、法國(guó)等國(guó),各種鋼結(jié)構(gòu)建筑體系變得非常普及，其中瑞典的鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)最為發(fā)達(dá)，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅預(yù)制構(gòu)件達(dá)95％，同時(shí)也是當(dāng)今世界上的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅制造國(guó)，生產(chǎn)供應(yīng)歐洲各國(guó)。
2．北美和澳洲
在美國(guó)、加拿大以及澳大利亞，用鍍鋅輕鋼龍骨代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木結(jié)構(gòu)的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系，發(fā)展至今已有30多年的歷史。1996年，美國(guó)的住宅建設(shè)中輕鋼結(jié)構(gòu)住宅達(dá)20％的比例；加拿大則有30％左右的比例；澳大利亞鋼結(jié)構(gòu)住宅建造數(shù)量約占50％。但是，這種結(jié)構(gòu)形式主要應(yīng)用于低層的小住宅。90年代后期以來(lái)，多層輕鋼龍骨住宅在北美地區(qū)迅速發(fā)展，至今已建成約300萬(wàn)平方米。除住宅外，這種體系也用于養(yǎng)老院、假日旅館、小學(xué)校等建筑。
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系是用鍍鋅冷彎薄壁型鋼制作的型材作為結(jié)構(gòu)承重部分，常用于建造2-3層的低層住宅。鍍鋅冷彎薄壁型鋼所使用材料的屈服強(qiáng)度為Q235或Q345。其墻體鋼龍骨按照一定的模數(shù)排列，一般中心距為400mm或600mm；冷彎薄壁型鋼截面在93-200mm之間，鋼板厚度在0.84-1.91mm之間。其樓層結(jié)構(gòu)的鋼龍骨截面一般在150-300mm之間，鋼板厚度在0.84-2.56mm之間，樓層跨度目前可達(dá)8-9m。屋架可采用輕鋼棱條直接搭接的方式。
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻常采用節(jié)能、輕質(zhì)復(fù)合夾芯墻，內(nèi)墻可采用石膏板；廚房及衛(wèi)生間墻面采用防水石膏板或水泥加壓板；樓板采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)板材；屋面可采用多彩瓦、彩板瓦等屋面材料。
（1）加拿大輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系
加拿大的輕鋼構(gòu)件通常由鍍鋅或鍍鋁鋅合金的薄鋼板冷彎滾壓成型,其截面形狀通常為C型和槽型，鋼板的厚度可根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求而變化,其構(gòu)件長(zhǎng)度可視所需而決定。輕鋼構(gòu)件制作精確,在其制作過(guò)程中通常在構(gòu)件上有規(guī)律地穿孔,以利于水電線路和管道及橫向加強(qiáng)構(gòu)件的通過(guò).雖然,一塊薄鋼板本身的承載力并不高,但通過(guò)冷彎成不同形狀(如C型)后, 其抗彎抗壓的能力成倍提高。因此, 輕鋼構(gòu)件的承載力主要是取決于其截面形狀,而不是板材的厚度。這就構(gòu)成其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。
結(jié)構(gòu)體系
住宅結(jié)構(gòu)通常由樓面,墻體及房頂?shù)润w系組成。輕鋼住宅的結(jié)構(gòu)形式通常采用線內(nèi)支承的板肋體系，輕鋼構(gòu)件可應(yīng)用于不同的房屋構(gòu)件，采用輕鋼構(gòu)件可以大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)又提供有效利用結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件的承載力，設(shè)計(jì)的靈活性及施工便利。
樓面體系
作為樓面托梁的輕鋼龍骨其截面高度通常為150至300毫米之間,其鋼板厚度
大約在0.84至2.56毫米之間，樓面托梁常見支撐形式是簡(jiǎn)支或連續(xù)梁，多跨連續(xù)梁即可采用單一構(gòu)件的形式，也可采取多構(gòu)件搭接的形式。一般說(shuō)來(lái)多構(gòu)件搭接的形式較單一構(gòu)件具有更大的靈活性,同時(shí)在運(yùn)輸上也很方便。樓面托梁龍骨的腹板通常給予等間距的沖孔,以方便水電管線的穿越。
墻體系統(tǒng)
用于墻體的輕鋼龍骨可分為承重和非承重兩種，承重的C型龍骨其截面高度一般在93至200毫米之間，鋼板厚度通常界于0.80至1.91毫米之間；非承重龍骨的截面高度在41至150毫米之間，其鋼板厚度為0.45至0.84毫米，作為一種非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的墻體體系,這種由輕鋼龍骨與石膏板(若作外墻還需加結(jié)構(gòu)板材)組成的板肋墻體也普遍地應(yīng)用于高層住宅建筑。
屋架
不同截面形式及厚度的輕鋼構(gòu)件，可為各式各樣的房頂形式及體系提供廣泛的用途。屋架即可由輕鋼椽梁直接構(gòu)成，也可用輕鋼桁架構(gòu)成。輕鋼桁架既可現(xiàn)場(chǎng)制作也適合于工廠大規(guī)模集成生產(chǎn)，跨度較大的情況下，采用輕鋼桁架尤為經(jīng)濟(jì)。
中低層住宅：
輕鋼板肋結(jié)構(gòu)體系通常適用于六層或六層以下的住宅建筑，但目前也有應(yīng)用到八層的旅館建筑實(shí)例。中層住宅建筑,其底層輕鋼龍骨厚度可達(dá)2.6毫米，龍骨間距常為305毫米，上部樓層的龍骨材料厚度可隨荷載的減小而減少。樓面結(jié)構(gòu)可根據(jù)其跨度的長(zhǎng)短選擇下列體系：輕鋼樓面體系，由壓型鋼板和混凝土構(gòu)成的鋼承復(fù)合樓板,鋼筋混凝土預(yù)制或現(xiàn)澆樓面。特大開間可采用輕型空腹鋼桁架，壓型鋼板和混凝土組成的復(fù)合樓面，抗側(cè)向荷載的體系常由輕鋼拉條構(gòu)成X型斜向支撐體系，或由抗剪板材與輕鋼龍骨組成的剪力墻體系構(gòu)成。屋架多由輕鋼椽梁或桁架構(gòu)成。
高層住宅 ：
在加拿大,輕鋼結(jié)構(gòu)已廣泛地應(yīng)用于在包括住宅在內(nèi)的各種高層建筑,其主要用于內(nèi)外填充墻,隔墻,幕墻,外維護(hù)墻及屋架,屋頂體系.高層住宅的承載結(jié)構(gòu)常由H型鋼或鋼筋混凝土的框架體系組成,由輕鋼構(gòu)件構(gòu)成的輕質(zhì)內(nèi)外墻體系非常便于與承重結(jié)構(gòu)的框架體系融為一體
（2）美國(guó)的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅
美國(guó)像其他西歐國(guó)家一樣，輕鋼結(jié)構(gòu)主要用于低層住宅建筑，近些年來(lái)，美國(guó)也開始進(jìn)行多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研發(fā)，最早一幢多層輕鋼住宅于1990年開始設(shè)計(jì)，至目前總面積發(fā)展到約30萬(wàn)平方米。并取得許多成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。
美國(guó)的多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)是一項(xiàng)綜合的技術(shù)，集輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑節(jié)能保溫、建筑防火、建筑隔聲、新型建材、設(shè)計(jì)施工于一體的集成化技術(shù)，社會(huì)化分工明確，各種產(chǎn)品的生產(chǎn)商、施工方、設(shè)計(jì)方緊密合作，發(fā)展多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)，最關(guān)鍵的問(wèn)題是其結(jié)構(gòu)本身的性能，樓蓋結(jié)構(gòu)要具有適當(dāng)?shù)目缍炔⒈M可能輕，并希望有較好的樓蓋平面內(nèi)剛度，墻體結(jié)構(gòu)在承擔(dān)豎向荷載（自重與樓面活荷載）的同時(shí)還要承擔(dān)橫向荷載（風(fēng)荷載與水平地震作用）。