广西大学行健文理学院 广西南宁 530005
摘要：轻钢结构特点为绿色环保、质量轻、强度高、制作便捷、施工工期短等。随着国家绿色可持续发展政策的推出，我国的建筑结构模式也相继改变。因此，装配式建筑中的轻钢结构建筑作为国家大力推广的对象。通过结合理论知识以及实地考察对轻钢结构——轻钢别墅在装配式中的应用进行研究分析。本文主要介绍轻钢别墅的施工流程、构件节点连接方式、推广意义以及对此结构的一些发展建议。
关键词：轻钢结构；轻钢别墅；装配式；施工流程；构件节点
一、现状
2005年，我国钢产量上升到3.5亿吨，近年大概维持在7-8亿吨。2017年3月份住建部发布了《“十三五”装配式行动方案》到2020年，全国装配式建筑占新建筑的比例达到15%以上。国家政策《大力推广装配式建筑促进我区建筑产业现代化发展的指导意见》中明确指出广西区到2020年，全区装配式建筑在新建筑面积的比例达到20%以上；到2025年，全区装配式建筑占新建筑的比例达到30%。从国家方案明确到区目标，进一步将钢结构建筑推出新层面，引领现代建筑产业更加可持续化、经济化、安全化、便捷化。目前，我国钢材的品种、规格和产品质量均接近和达到国际先进水平，加上钢结构形式与设计手段的逐年改进与创新，因此这极大地促进了轻钢结构的推广应用。轻钢结构主要指采用小截面的角钢，钢管和圆钢或薄壁型钢，铝合金H型钢以及金属板制作而成。随着我国住房体制的改革，建筑产业面临转型，而轻钢结构在装配式中的应用将会在近期以及今后的发展中成为主推项目。
二、轻钢结构的施工流程
（一）、前期设计准备
1、建筑风格类型选择
轻钢别墅具有一定的多样性与多变性，在设计前期可以选择不同的风格类型，例如中国田园风、欧美风等等。每一种风格的轻钢别墅都别有一番风味。业主可以选择自己的要求，以及根据用地的气候环境，选择不同的墙体、屋面楼板等建筑材料，以提高建筑的功能性以及舒适性。
2、杆件结构设计
在你选择相应的类型以及对别墅的部分需求之后，结构设计师会根据现有条件以及经验，设计一套完整的轻钢龙骨杆件，作为别墅的主要支撑构件。
3、杆件一体化生产
在结构构件完成设计后，将设计图纸发往工厂。构件通过3D打印机一件一件呈现在人们的面前。无论是节点还是预留孔洞等问题都可以直接通过设计进行解决。
4、墙体、楼板定制
满足隔音、隔热、抗震、防火防潮等要求的新型材料给轻钢别墅带来了很大优势。
（二）、现场施工顺序
1、基础安装
在龙骨运输到现场前，需要对现场进行平整。地基一般采用螺旋桩，用化学锚栓作为地脚螺栓。基础施工时首先要进行找平和定出龙骨安装中心线。
2、现场组装
将打包好的龙骨运输到施工现场后，可立即进行单榀骨架组装。通常单榀骨架打包为一捆，根据对应骨架的组装图，在平整的地面上摆放。骨架的方向和位置要严格按照图纸摆放，角度要垂直，然后用专门自攻螺丝进行固定，完成组装。
3、安装固定
墙体、楼板、屋面、天花板结构应根据图纸上对应编号的位置进行安装，方向与图纸一致。
①墙体与基础连接
墙体与基础连接要用抗拔连接件和化学锚栓进行固定：抗拔连接件在每面墙体的拐角处安装，化学锚栓每隔1000mm安装一颗。
②同层墙体与墙体连接
T型墙与S型墙的连接采用扁头钻尾螺丝和直角连接件配合固定，连接处至少有3个连接件进行固定；在同一平面内的墙体连接采用扁头钻尾螺丝“S”型连接，打钉间距150mm。
对于两层以上的建筑，上层墙体与下层墙体之间需要加固，剪力墙外部采用厚度不小于1.2mm、规格为80×1000mm的条形钢带，用扁头钻尾螺丝打钉，降生层墙体、楼板以及下层墙体连接起来，条形连接件在端部、墙体拼接处和每隔2米处设置。剪力墙内部采用抗拔连接件、化学锚栓，用螺母进行上下固定。
③墙体龙骨加固
有空洞的门窗上方过梁处，两面均用钢板固定加强；无空洞的墙体两面均要用斜拉钢带进行交叉支撑，固定斜拉钢带时，现将两端用螺丝固定牢固后，用紧固件向墙体框架内拉紧钢带，最后在其余地方打钉固定。
④楼板固定
对于两层以上的建筑，楼板的固定采用自攻螺丝和连接件配合固定，在每端楼板与墙体的连接处用两颗外六角自攻钉固定，在内侧用直角连接件进行加固，并可用交叉钢带进行加强处理。
⑤屋面的固定
屋顶桁架与墙体或者天花板的连接件固定加强，在每个桁架与墙体上导梁连接处用三向连接件固定；屋面龙骨与桁架的连接采用扁头钻头螺丝“S”型连接，打钉距离150mm，必要部位采用抗风连接件加强。
（三）装饰装修施工
1、水电工程
整栋建筑的水电管线安装，均由电脑软件提前进行设计，以便选择最合适的管线安装。再进行编制结构构造书，通过记录以便未来对建筑管线的准确定点维护以及更换，提供更简便的房屋建设操控系统。
2、智能家居系统
安防系统、智慧照明、情景模式、智能物联、智能控制等系统的安装给别墅带来的新的体验感。这套系统安装简便，且易于使用。
三、轻钢别墅的推广意义分析
现在是我国大力推广装配式建筑的阶段，轻钢别墅作为装配式建筑中的一种具有绿色环保型建筑，其推广意义是非常重大的。轻钢结构由于自重轻，对基础的要求不大，场地平整就好，这大大减少了土方工程的开挖以及对土地资源的破环。即使房子使用期限到了，结构拆除产生的固体垃圾也少，废钢可进行100%回收。而且，钢结构建筑的干式施工技术，也有利于节约用水。所以，轻钢结构建筑是对城市环境影响最小的。
另外，在价格方面，如果单纯地考虑结构的造价问题，轻钢结构约为混凝土结构造价的2倍左右。但轻钢别墅的全生命周期、节能、环保等效益，还有轻钢别墅建筑材料可以循环利用，轻钢别墅的造价也不高。
轻钢建筑作为新型环保建筑，具有施工快捷、干净环保、构件平整密实、安全性能好等优点。但轻钢别墅全面推广还需要一个过程，这不仅需要政府相关政策的支持，还需要房地产开发商、建材商及大众能够认可这一建筑结构形式。因此，轻型钢结构住宅的未来如何，取决于多种因素。
四、发展建议
轻钢结构作为一种新型建筑，其发展道路还是比较艰难的。在当前我国轻钢结构建筑发展的起步阶段，技术人才方面缺失，市场方面得不到广大农村市场的认可，大家对轻钢结构的认识不足。
针对当前局面，我们提出以下建议，供有关方面参考：
（1）建议国家组织有关部门及早制定轻钢结构设计规范或在原有钢结构设计规范中补充新型轻钢结构的设计内容；
（2）利用现有钢结构制造厂和钢网架公司的资金资产，技术人员和管理人员组建成几个有规模效益的大型轻型钢结构建筑公司，成为发展我国轻钢结构建筑的主力军，迅速开拓国内市场；
（3）轻钢结构建筑公司应依托大专院校和建筑设计院的技术人员，研究开创自已的专利系列轻钢建筑，以利于与国外公司竞争；
（4）研发改进更环保、更经济的材料，减少轻钢建筑造价成本。
（5）政府应及早制定出保护和扶持我国轻钢建筑企业的优惠政策；
（6）我国的建筑师要关注国内外轻钢建筑的发展动向，学习国外的设计经验，逐步开展轻钢结构的建筑设计，结构工程师要了解和掌握轻钢结构的设计方法，要熟悉钢结构和冷弯型钢结构设计规范。
五、结语
目前，到2030年前要实现在建筑节能方面减排为70%的目标，我国的建筑产业在国家政策的推广下由混凝土结构向轻钢结构转型。虽然建筑行业劳动力日益紧缺，但是钢结构装配式建筑以本身独特的优势，使得构件制作简便，施工工期短，减少了对劳动力的需求。并在建筑拆除后，材料大部分都可高度循环利用，达到了节能减排的效果，同时也是满足当今我国的发展趋势，能够较好实现“适用、经济、绿色、美观”的建筑方针以及实现节能目标。
尽管我国下发了多项相关政策，极大推广该建筑模式，但由于技术方面相对落后，导致国内对冷成型钢研究较少，在建筑行业实施过程中存在诸多可讨论性问题，如材料的选择、产品的规格、性能的强弱、构件的安装等。并且建筑结构系统不够完善，钢结构部件的产量不足，难以形成规模效应，无法实现工厂化制造，产业化生产。但是从长远角度来看，我们希望轻钢结构能够解决当今我国的住房建筑问题，并在装配式建筑中得以广泛应用。随着我国的科技发展，研究团队不断扩大，相信在不久的将来轻钢结构所建造的绿色建筑在建筑产业中引领前行，壮阔发展。
参考文献：
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【2】谷佳冰《低层冷弯薄壁型轻钢房屋龙骨设计和安装技术》《水电站机电技术》2018年9期；ISSN：1672-5387
【3】汤炜晨《装配式建筑在我国的发展及建议》《区域治理》2018年10期
【4】 彭晓彤，林晨，满杰.轻钢结构住宅体系发展现状[J].四川建筑科学研究，2005（06）：23-26.
【5】 2017年3月住建部发布《“十三五”装配式行动方案》
【6】 201609广西关于印发《大力推广装配式建筑促进我区建筑产业现代化发展的指导意见》的通知
项目名称：广西大学行健文理学院大学生创新创业训练计划项目区级项目，项目编号：201913638027