如何區(qū)分輕鋼的北美體系和澳洲體系？

在美國，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，美國的住宅建設(shè)中輕鋼結(jié)構(gòu)住宅達(dá)到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%。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，多層輕鋼龍骨住宅在北美地區(qū)迅速發(fā)展。除住宅外，這種體系也廣泛適用于養(yǎng)老院、假日旅館、小學(xué)校等建筑。

加拿大 輕鋼住宅體系

通常有鍍鋅或鍍鋁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)件長度可視所需而決定。

輕鋼構(gòu)件制作精確，在其制作過程中通常在構(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。雖然一塊薄鋼板本身的承載力并不高，但通過冷彎成不同形狀（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。這也構(gòu)成其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。

低層住宅

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)支撐的板肋體系，輕鋼構(gòu)件可應(yīng)用于不同的房屋構(gòu)件，采用輕鋼構(gòu)件可以大大簡化結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)高效利用結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件的承載力，設(shè)計(jì)靈活及施工便利。

樓面體系

作為樓面托梁的輕鋼龍骨其截面高度通常為150~300mm，鋼板厚度大約在0.84~2.56mm，樓面托梁常見支撐形式是簡支或連續(xù)梁，多跨連續(xù)梁即可采用單一構(gòu)件的形式，又可采取多構(gòu)件搭接的形式。一般來說多構(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93~200mm，鋼板厚度通常介于0.80~1.91mm之間；非承重龍骨的截面高度在41~150mm之間，其鋼板厚度為0.45~0.84mm，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）組成的板肋墻體普遍適用于高層住宅建筑。

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，其低層輕鋼龍骨厚度可達(dá)2.6mm，龍骨間距常為305mm，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)其跨度的長短選擇輕鋼樓面體系、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。

高層住宅

在加拿大，輕鋼結(jié)果已廣泛地應(yīng)用于包括住宅在內(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。

美國 輕鋼住宅體系

輕質(zhì)樓蓋系統(tǒng)

由C型的輕鋼擱柵與鋪于擱柵上的薄板組成。擱柵一般跨度為3.6~4.8m，擱柵高為254mm（擱柵的最大跨度可達(dá)11m），擱柵間距為600mm。擱柵在腹板上開有大孔，這樣對(duì)于管線的穿越與布置極為方便。樓面有三種做法，分別為：高密度木纖維水泥板；滿鋪壓型鋼板再澆筑20毫米的陶粒輕骨料混凝土；滿鋪定向木纖維板或高密度層壓膠合板。

在這些輕質(zhì)樓蓋上每平方米可承受316~365kg的荷載。該樓蓋結(jié)構(gòu)體系重量僅為國內(nèi)傳統(tǒng)混凝土樓板體系的四分之一到六分之一，其樓蓋的結(jié)構(gòu)高度將比普通混凝土板高100~120mm。

豎向墻體

豎向墻體結(jié)構(gòu)一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻，墻柱為C型輕鋼構(gòu)件，其壁厚根據(jù)所受的荷載而定，通常為0.84~2mm，墻柱間距一般為400~600mm，墻柱的下端為U型開口朝上的底槽梁，墻柱上端為U型開口向下的頂槽梁，擱柵固定于上槽梁側(cè)邊。

為提高墻柱的穩(wěn)定性，一般墻柱高度范圍內(nèi)設(shè)三道輕鋼拉條。這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便，但該墻體結(jié)構(gòu)不能承受水平荷載。

剪力墻和十字交叉支撐

為抵抗水平風(fēng)荷載與地震作用，美國多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中有兩種方式：采用輕鋼剪力墻或采用帶十字交叉支撐的普鋼框架結(jié)構(gòu)。輕鋼剪力墻一般布置在分戶墻，采用0.5mm鍍鋅薄鋼板蒙于石膏板上，再固定于輕鋼墻柱上，形成類似于應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)的剪力墻，每層之間有一個(gè)特殊的構(gòu)件對(duì)上下樓層剪力墻進(jìn)行連接，以有效傳遞水平剪力與由于水平力作用在墻柱上而產(chǎn)生的拉力。在地震區(qū)，為保證結(jié)構(gòu)安全，采用帶十字交叉支撐的普鋼框架作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，形成以輕鋼承受豎向荷載，以普鋼承受水平荷載的混合結(jié)構(gòu)體系。

建筑保溫節(jié)能

美國輕鋼住宅體系中對(duì)保溫節(jié)能技術(shù)十分重視，對(duì)于墻來說為確保達(dá)到保溫效果，一般除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維外，在墻外側(cè)再貼一層保溫材料，有效隔斷了通過墻柱至外墻板的熱橋；同時(shí)，樓層之間格柵內(nèi)填充玻璃纖維，減少通過樓層的熱傳遞。

建筑防火

輕鋼結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的技術(shù)應(yīng)用，在墻的兩側(cè)與樓蓋的天花處貼防火石膏板，對(duì)于普通防火墻和分戶墻用25.4mm石膏板保護(hù)，可達(dá)到1小時(shí)的防火要求，另外在墻體墻柱間與樓蓋格柵間填充的玻璃纖維對(duì)于防火與熱傳遞也起了積極的保護(hù)作用。

建筑隔音

美國輕鋼研究對(duì)于隔聲處理下了較大功夫，在內(nèi)外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉，有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分，而對(duì)于通過固體傳播的沖擊聲，在美國的輕鋼住宅中，作了如下構(gòu)造處理：對(duì)于分戶墻，用二道墻柱構(gòu)成帶有中間空隙的二道墻體；而對(duì)于吊頂用的固定石膏板的小龍骨，用帶有小切槽的彈性構(gòu)造以有效減少樓層間的固體聲傳播。

澳大利亞 輕鋼住宅體系

構(gòu)造特點(diǎn)

承載結(jié)構(gòu)采用冷彎薄壁輕鋼骨架，采用高強(qiáng)、防腐鋼卷板（屈服強(qiáng)度550Mpa，鋅鋁合金鍍層厚度270g/m2），鋼材厚度為0.85mm，通過電腦輔助制造，直接軋制成各種不同類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

豎向承重構(gòu)件采用密排柱，最大柱中距600mm。平面承重構(gòu)件：屋面采用桁條網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為600*600mm，樓（地）面采用桁架式梁，最大中距1200mm，門窗過梁采用小桁梁。

圍護(hù)及施工

墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)高強(qiáng)圍護(hù)材料或纖維水泥板。屋面、樓面、內(nèi)外墻采用防水、保溫材料。屋面樓面系統(tǒng)采用防水玻纖瓦、防水卷材、保溫材料棉、桁條、防火石膏板等。

輕鋼構(gòu)件的生產(chǎn)制作，由電腦軟件全過程控制，確保了構(gòu)件的制造精度，誤差小。除基礎(chǔ)施工外，其余全為干作業(yè)施工安裝。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)

冷彎薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)體系是澳大利亞的成熟技術(shù)，設(shè)計(jì)中使用了專業(yè)的輕鋼結(jié)構(gòu)建造設(shè)計(jì)軟件，生成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)文件可以直接輸入到加工設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)加工。

北美體系和澳洲體系，認(rèn)知誤區(qū)

墻體厚度

通常說“美標(biāo)比澳標(biāo)墻體、外圍護(hù)要厚。”

外圍護(hù)墻體厚度，主要是由當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)決定的。

結(jié)構(gòu)成本

“美標(biāo)用鋼量大，看起來很結(jié)實(shí)，澳新標(biāo)看起來比較單薄，所以美標(biāo)的造價(jià)肯定高于澳標(biāo)。”

美標(biāo)采用Q235，Q345的鍍鋅鋼，造價(jià)相對(duì)澳標(biāo)采用的Q460，Q500，Q550鍍鋁鋅鋼要便宜。所以，很多人感覺北美體系的厚實(shí)，那也只是外觀給人的感覺。

安全性

澳新標(biāo)結(jié)構(gòu)中“蒙皮效應(yīng)”的應(yīng)用使得結(jié)構(gòu)整體看起來較為簡潔、單薄，美國獨(dú)特的屋架設(shè)計(jì)、過梁、樓板系統(tǒng)使得整體感觀比較穩(wěn)固，安全性能看起來更高。

這其實(shí)是一個(gè)誤區(qū)。

只要設(shè)計(jì)得當(dāng)。兩個(gè)體系都一樣堅(jiān)固耐用。而真正的計(jì)算體系，會(huì)更加優(yōu)化材料的實(shí)際用量，長遠(yuǎn)來看成本效益需要獲得更多的關(guān)注。