多层轻钢结构住宅体系在美国
(低层独栋及联排别墅案例)一体化装配式钢结构
(案例分析)一体化装配式钢结构钢结构重量轻、塑性韧性好，具有较好的抗震性能，且对于空间的布置较为灵活。
与钢筋混凝土结构相比，钢结构室内使用面积增大。
装配式结构节约资源, 减少施工现场的环境污染，如噪音、粉尘等。
且现场施工工作量少、施工速度快, 受环境尤其是冬季施工的影响较小，质量稳定。
装配式钢结构建筑汇集了上述两种结构的优点，且可以重复利用，符合绿色环保的发展理念。
我国钢铁产能过剩，传统的住宅建造模式对环境的破坏较大，装配式钢结构住房可以较好地解决这些问题。
2016年2月国务院下发了《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，重点提到发展新型建造方式、大力推广装配式建筑，后续国家颁布了十余个文件推动装配式建筑的发展。
因此，我国的装配式钢结构建筑拥有极大的发展优势，具有良好的应用前景。
一、装配式钢结构建筑的发展历程1、国外发展历程受工业革命以及二战影响，西方发达国家及亚洲的日本等国家的住房需求量增大。
由此，生产速度快、所需劳动力少且质量较为稳定的装配式钢结构建筑进入了人们的视野，装配式钢结构住宅得到了较好的发展。
目前已经具有十分成熟的体系：如美国COnXteCh钢框架体系、英国MOdUIar结构体系、意大禾IJBSAIS 工业化建筑体系等。
美国、英国及意大利的冷弯薄壁型钢结构住宅主流体系有：(1)美国较为广泛采用的体系有CTLS体系、DBS体系以及Conxtech体系。
其中CTLS体系为板框式结构，立柱、梁、支撑等结构构件均采用C形冷弯薄壁型钢，用钢量较节省，适用于1〜4层建筑结构；DBS体系构件采用开孔专利技术，方便水、电、气等管线布置，结构自重轻，适用于4~6层建筑结构，在非地震区最高可以用到12层；Conxtech体系为纯钢框架结构，其梁柱连接具有白锁功能，构造简单、安装方便、节省材料、造价较低，适用于12~15层建筑结构。
(2)英国较为广泛采用的体系有STlC体系、PANEL体系、ModUIar体系以及CaSSette体系。
水平荷载作用下多层轻钢结构墙体有限元分析
混合结 构体 系 ｊ 。如 图 １ 所示 。 殊 的楼 盖和墙 体结 构 、 筑保 温 节 能技 术 以及建 筑 建
的防火 和隔声 技术 ¨ 。
美 国轻 钢 结 构 住 宅体 系 的楼 盖 系 统 由由 Ｃ型 的轻钢搁 栅 与铺 于搁 栅 上 的 薄板 组 成 。搁 栅 一 般 跨度 ３ ６瑚— ． ２ 搁 栅 高为 ２ ４／ ／（ ． ８／， ＂ ／ ５ ７＇ 搁栅 的最 大 ／ ／ ／
体与多层轻钢墙体进行 了对 比分析 ， 出了二者在水平荷 载作 用下的受力性 能。 得 关键词 多层轻钢结构 中图法分类号 Ｔ ３ １ １ Ｕ １． ； 墙体 有限元 文献标志码 Ａ
在我 国 ， 轻钢建 筑结 构体 系主要用 于 ２ 层 的 低层住 宅 、 墅 和 一 些 简 易 的 临 时 性 建 筑 。然 而 ， 别 我 国人 口众 多 ， 均 占有 的 土 地 资 源 较 少 ， 造低 人 建
图 １ 一 种 新 型 的 多 层 轻 钢结 构建 筑
柱 上端为 ｕ形开 口向下 的顶槽 梁 ， 搁栅 固定 于上 槽
２１ ０ ０年 ７月 ２ ｔ 到 ３Ｅ收
普 通 的轻 钢 结构 主要 是 通 过 由 ｃ型墙 架 柱 、 Ｕ
型 的上 下导 轨 梁 和蒙 皮 板 组 成 的墙 体 为 主要 的受 力构 件 。新 型 的多 层 轻 钢 结 构 最 大 的不 同之 处
住 宅 向多层发 展 ， 层 的 多层住 宅 在我 国很 多 中 ４ 小城 镇有 巨大 的市 场 潜 力 。利 用 轻 钢结 构 的 优 势 发 展多层轻 钢结 构体 系符合 我 国的国情 。
采用 带 十字交叉 支 撑 的普 钢 框 架作 为 抗 侧 力结 构 ，
中、外钢结构住宅的几种实用体系,涨知识了~~
1.SI体系SI，是Skeleton Infill的缩写，顾名思义是将住宅建筑分为“支撑体”与“填充体”两大部分。
S包含所有主体结构包括梁、柱、楼板及承重墙、共用设备管网等；I包含户内设备管网、室内装修、非承重外墙及分户墙。
1961年，美国哈布瑞根教授在其著作中提出“骨架支撑体”理论，被视为SI体系的前身。
国内外多数钢结构住宅多以此为基础衍生而来，如日本的KSI住宅体系、NEXT21住宅体系、美国的预应力板柱体系及我国的CSI体系和VSI体系等等。
区分SI体系与非SI体系的关键点在于除主体结构外的构件是否可以拆卸替换。
SI体系的提出有两方面的优势，一是住户可在建筑主体框架不变的前提下，在建筑的全生命周期内，依据自身经济能力的变化、家庭成员的发展变化及不同阶段的喜好对住宅进行平面及空间改造。
二是将一些使用寿命较短的构件与主体结构的寿命区别对待，比如埋置于主体结构内的管线及配管等设备构件的寿命一般只有20-30年，与主体结构的设计年限50年-100年相比相差甚远，SI体系可确保住户在不损伤主体结构的前提下更换设备及构件，从而实现百年住宅的目标。
以下列举钢结构体系均可实现SI体系的概念。
2.日本积水住宅β体系由积水住宅创建的β体系为框架结构，适用于三层至四层建造体系，均为工厂生产的高精度高强度的钢结构构件。
积水住宅目前可实现梁位置固定后柱子位置可变，即上下层柱子位置可不对齐，平面灵活度更高。
不仅可以灵活布置平面，也能实现角部无柱灵活布置角窗的效果。
β体系中，外墙板运用挤塑成型水泥墙板，此类墙板不仅具备优异的耐久耐火等性能，独特的工艺早就了丰富的表面肌理。
除此之外，锁定工法及墙壁内通气工法的使用提升了墙体性能及耐久性。
3.意大利BSAIS钢框架支撑结构体系BSAIS体系适用于1~8层钢结构住宅，柱子采用H型钢，主梁采用大断面冷弯型钢，支撑采用角钢，梁柱通过高强螺栓连接。
楼板为带凹痕的压型钢板。
外墙板采用双层墙板体系，外侧为普通混凝土预制条形板，内侧为轻钢龙骨石膏板；内隔墙采用轻钢龙骨石膏玻璃棉。
钢结构住宅建筑前景分析
钢结构住宅建筑前景分析摘要;钢结构作为一种与自然和谐共生的绿色循环低碳建筑，已广泛应用于工业和民用建筑。
其具有承载力高、截面尺寸小、建筑总重轻、基础费用低和耐久性高等优点，最适宜建造高层建筑。
与钢筋混凝土结构相比较，钢结构具有更大的軔性、延性、变形能力和耗能容量，是地震区高层建筑的首选类型。
随着建筑技术的发展和工程实践经验的积累，钢结构高楼也从单一的全钢结构，拓展为钢－混凝土混合结构、型钢混凝土结构和钢管混凝土结构，进一步增强了高楼的抗风和抗震能力。
关键词：钢结构；住宅；优缺点一、引文在我国经济持续増长的促进下，近年来我国加快了对城镇化建设的步伐，增加了对住房的需求量。
同时也对居住环境提出了更高的要求，在经济发展的需求下。
房地产也迎来了更大的发展契机。
房地产行业加速发展的同时也急切需要将住宅产业上升到技术层面，进而加快推动住宅产业化的前进步伐。
政府逐步改变国内经济发展模式，由原来的粗放模式向集约效率型转变，并向建筑行业提出了绿色低碳要求和科技创新要求。
该政策特别提出大力提倡选用钢结构体系住宅，充分展示钢结构体系住宅的轻巧、快速、装配等优点，完全由工厂加工、现场拼装。
推进建筑行业工业化发展，实现工期短、质量好、成本低的目标。
最重要的是全面推广钢结构体系住宅也正是我国现阶段国情的需要。
二、钢结构住宅的发展国外对于钢结构体系住宅开发相比我国要早很多，他们其中大多数国家都是以工业化的基础上。
进而大力推动钢结构体系住宅建筑的推广使用，在钢结构体系住宅建筑得到发展的同时。
又不同程度的促进了本国工业化的提升。
到上个世纪60年代，欧美、日等国家的钢结构住宅结构体系的发展基本上完整。
例如框架－芯筒体系、框架－剪力墙体系、框架-筒体体系等。
强大的工业基础，也推动了钢结构住宅的产业化、系统化、模数化发展。
目前钢结构已是发达国家的主导建筑结构。
在欧、美、日本等地，钢结构住宅已经在住宅中占据绝对的优势，在美国，大约70%的居民住宅采用钢结构住宅，特别是别墅建筑均采用轻钢体系。
国外钢结构住宅发展历程及现状
T钢结构住宅国外钢结构住宅发展历程及现状□刘钊王詰邱林波郁银泉刘毅摘要本文介绍了日本、美国、欧洲等国家和地区钢结构住宅的发展历史、应用现状及常用结构体系，通过分析国外发达国家钢结构住宅的发展和现状.总结得出钢结构住宅发展的主要经验，对我国钢结构住宅的发展有一定的指导作用。
关键词国外；钢结构；住宅引言钢结构住宅是材料、结构、技术和人们对舒适居住环境要求的综合体，其技术在发达国家已经基本成熟。
近年来，中国钢结构住宅的研究开发虽已初步展开，但与其他结构的住宅发展相比，差距仍很明显，特别是对于绝大多数工程师来说，钢结构住宅仍然是一个陌生的课题。
中国钢结构住宅设计和研究人员应重视对国外钢结构住宅发展历史及其规律的研究，从中吸取经验和教训，力求在以后的工作中少走弯路，这对促进中国钢结构住宅事业的进一步发展是必要的。
一、国外钢结构住宅发展历史1.国外钢结构住宅发展综述国外钢结构住宅的发展历史大致分为四个阶段。
第一阶段，钢和钢结构技术的产生和初步发展。
18〜20世纪初，随着工业革命的不断深入，资本主义经济得到快速发展，一些资本主义强国钢铁工业发展更是得到了有力的推动，钢结构技术得以产生和初步发展。
第二阶段，钢结构住宅初步探索时期。
20世纪前50年，由于钢结构防火能力的缺陷和钢筋混凝土结构的兴起，钢结构在建筑领域里失去了魅力，钢结构发展暂时受挫进入低潮，但一些建筑师却开始关注并研究钢结构技术，并在自己的作品中运用钢结构技术和钢材的特性来表达自己的现代建筑理念。
第三阶段，钢结构住宅全面发展时期。
钢结构建筑在西方发达国家的再度兴起是在20世纪50年代。
因为二次大战，西方发达资本主义国家钢材的性能和产量取得了突破性的进展，计算机也开始早期运用于钢结构建筑的辅助设计，钢结构建筑的各种结构体系日益成熟。
第四阶段，钢结构住宅总体走向成熟时期。
20世纪70年代至今，随着全球经济的快速发展，钢结构和钢结构住宅技术在全球经济发达国家和地区得到了深入发展，总体走向成熟。
美国两种装配式房屋
墙材网2019.92019年第9期美国两种装配式房屋HUD 预制房屋和IRC 模块房屋，是装配式房屋的两种类型，这两种房屋是预制化程度最高的房屋类型，想在美国做项目的企业，需要提前了解这两种房屋的定义和使用的建筑标准，以下就为大家做相关介绍。
1HUD 预制房屋（HUD manufactured home ）首先，HUD 预制房屋或IRC 模块化房屋不是“移动房屋(Mobile home)”。
事实上，40多年来，还没有建造过移动房屋。
在1976年7月15日，美国国会通过了一项名为《联邦建筑和安全标准法》的法规，该法规由住房和城市发展部（HUD ）管理。
《HUD 规范》规定了预制房屋的设计和建造、强度和耐久性、耐火性、风力安全性、能源效率和总体质量。
HUD 规范还规定了供暖、管道、空调和热电系统的性能标准。
这意味着，在美国，预制房屋是唯一受联邦政府授权的国家建筑法规约束的住房形式。
如今的现代预制房屋是那些寻求可负担优质住房用户的可行解决方案。
新建的预制房屋的质量、特点、设施等同于甚至有时优于同等地段的现场建造房屋，其建筑价格可降低50%，不包括土地成本。
2IRC 模块化房屋（IRC modular home ）模块化房屋也被认为是一种预制房屋，即在工厂里生产的房屋。
通常这些房屋被称为工厂建造、系统建造或预制房屋。
在美国出现的一种现象是，HUD 预制房屋的制造商是模块化房屋在北美的最大的建筑商和销售商，他们获取的利润比单纯生产模块化房屋的制造商要大得多。
那这两种类型的房屋有什么区别？答案是建筑规范。
如前面介绍的，预制房屋是按照HUD 规范建造的。
适用于全国。
而各州、县和市通常只允许在住宅区建造符合《国际住宅法规》(IRC)的模块化房屋，该法规要求房屋必须永久地固定在其所安放的土地上。
因此模块化房屋具有房地产交易属性，有资格跟现场建造的房屋一样获得银行的资金支持。
由于建筑规范要求，模块化房屋的成本会更高一些。
钢结构住宅建筑发展问题与国外经验借鉴论文
钢结构住宅建筑发展问题与国外经验借鉴论文钢结构住宅建筑发展问题与国外经验借鉴论文一、概述钢结构住宅在国外推广较早且发展迅速，例如美国、瑞典、加拿大、日本等发达国家，特别是第二次世界大战之后，为解决住宅短缺问题，欧美等国家走向了住宅产业化道路，加速了钢结构住宅在西方国家的发展以及工业化进程。
我国钢结构住宅建筑起步晚，近年来，钢结构住宅才逐渐在我国发展起来，但由于国内整个社会对钢结构住宅建筑体系了解较少以及固有观念，使得钢结构住宅在我国的发展速度较国外相对缓慢，我国现有住宅中，钢结构住宅所占比例不足1%,而发达国家基本建筑用钢量远高于我国。
我国发展钢结构住宅建筑，实现住宅产业化是十分有利的，同时也是促进我国工业化进程的必要条件。
目前，我国城市人口数量增加，城市化进程加快，2000年我国城镇化率为36.2%,之后的10年里年均提高约1个百分点，到2020年预计将达到56%,从居住环境及住宅数量来看，人们对住宅的潜在需求逐渐提高。
在环境保护方面，建筑业是个高能耗的行业，国家制定了严格的土地政策，要求节约土地，节能减排，集约化发展，降低住宅建设对资源和能源的浪费。
此外，震害的发生更凸显了推广钢结构住宅建筑的必要性，例如，我国“5.12”8级汶川大地震死亡11.8万人，而“3.11”日本9级大地震加海啸死亡不到3万人，死亡率相差如此悬殊，除了人口密度因素，专家分析日本钢结构住宅对减轻震害、降低人员伤亡起到了关键作用，日本住宅71%以上是钢结构住宅，一般都可抵抗7级以上地震。
因此，大力发展钢结构住宅建筑，加快住宅产业化进程，改变传统住宅设计建造方式，提高住宅防灾减灾性能，对我国走可持续发展道路具有重要意义。
二、钢结构住宅建筑体系概念与优势分析1 钢结构住宅建筑体系概念钢结构住宅建筑体系与传统住宅有较大区别，它是以钢骨架作为主体支撑受力构件，以复合墙体材料、门窗为围护结构，再配合楼盖结构体系拼装而成，体现了住宅的现代化。
国内外10个国家装配式建筑的发展现状
国内外10个国家装配式建筑的发展现状国内外共10个国家：中国、美国、英国、德国、法国、日本、加拿大、新加坡、丹麦、瑞典装配式建筑的发展现状。
美国美国装配式住宅盛行于20世纪70年代。
1976年，美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案，同年出台一系列严格的行业规范标准，一直沿用至今。
除注重质量，现在的装配式住宅更加注重美观、舒适性及个性化。
据美国工业化住宅协会统计，2001年，美国的装配式住宅已经达到了1000万套，占美国住宅总量的7%。
在美国、加拿大，大城市住宅的结构类型以混凝土装配式和钢结构装配式住宅为主，在小城镇多以轻钢结构、木结构住宅体系为主。
美国住宅用构件和部品的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100%。
用户可通过产品目录，买到所需的产品。
这些构件结构性能好，有很大通用性，也易于机械化生产。
钢-木结构别墅，钢结构公寓。
建材产品和部品部件种类齐全。
构件通用化水平高、商品化供应。
BL质量认证制度。
部品部件品质保证年限。
英国英国政府积极引导装配式建筑发展。
明确提出英国建筑生产领域需要通过新产品开发、集约化组织、工业化生产以实现“成本降低10%，时间缩短10%，缺陷率降低20%，事故发生率降低20%，劳动生产率提高10%，最终实现产值利润率提高10％”的具体目标。
同时，政府出台一系列鼓励政策和措施，大力推行绿色节能建筑，以对建筑品质、性能的严格要求促进行业向新型建造模式转变。
英国装配式建筑的发展需要政府主管部门与行业协会等紧密合作，完善技术体系和标准体系，促进装配式建筑项目实践。
可根据装配式建筑行业的专业技能要求，建立专业水平和技能的认定体系，推进全产业链人才队伍的形成。
除了关注开发、设计、生产与施工外，还应注重扶持材料供应和物流等全产业链的发展。
钢结构建筑、模块化建筑，新建占比70%以上。
设计、制作到供应的成套技术及有效的供应链管理。
英钢联起到关键作用。
德国德国的装配式住宅主要采取叠合板、混凝土、剪力墙结构体系，采用构件装配式与混凝土结构，耐久性较好。
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美方轻钢住宅体系中，对保温节能技术十分重视，对于墙来说为确保达到保温效果，一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维外，在墙外侧再贴一层保温材料，有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥；楼层之间搁栅内填充玻璃纤维，减少通过楼层的热传递；所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维，减少户墙之间的热传递。
4．建筑防火技术
对于轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用，在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板，对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护，以达到1个小时的防火要求，另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。这些产品都通过了美国UL认证试验室的试验测试与认证。美国住宅对耐火极限的要求比中国低一些，这与美国的住宅设计中更多强调保证逃生需要的时间有关，而不过分强调住宅本身的耐火极限要求。
该楼盖结构体系重量仅为国内传统的混凝土楼板体系的四分之一到六分之一，但其楼盖的结构高度将比普通混凝土板高100～120毫米。
2．竖向墙体结构
一般将内横墙作为结构的承重墙，墙柱为C形轻钢构件，其壁厚根据所受的荷载而定，通常为0.84～2毫米，墙柱间距一般为400～600毫米，墙柱的下端为U形开口朝上的底槽梁，墙柱上端为U形开口向下的顶槽梁，搁栅固定于上槽梁侧边。为提高墙柱的稳定性，一般墙柱高度范围内设三道轻钢拉条。这种墙体结构布置方式，可有效承受并可靠传递竖向荷载，且布置方便，但该墙体结构不能承受水平荷载。
为抵抗水平风荷载与地震作用，美国多层轻钢结构住宅体系中有二种方式，分别为采用轻钢剪力墙或采用带十字交叉支撑的普钢框架结构。轻钢剪力墙一般布置在分户墙，采用0.5毫米镀锌薄钢板蒙于石膏板上，再固定于轻钢墙柱上，形成类似于应力蒙皮结构的剪力墙，每层之间有一个特殊的构件对上下楼层剪力墙进行连接，以有效传递水平剪力与由于水平力作用在墙柱上而产生的拉力。在地震区，为保证结构安全，采用带十字交叉支撑的普钢框架作为抗侧力结构，形成以轻钢承受竖向荷载，以普钢承受水平荷载的混合结构体系。
发展多层轻钢结构住宅技术，最关键的问题是其结构本身的性能，楼盖结构要具有适当的跨度并尽可能轻，并希望有较好的楼盖平面内刚横向荷载(风荷载与水平地震作用)。美国多层轻钢结构住宅的特点为：
1．轻质楼盖系统
其楼盖由C型的轻钢搁栅与铺于搁栅上的薄板组成。搁栅一般跨度为3.6米～4.8米，搁栅高为254毫米(搁栅的最大跨度可达11米)，搁栅间距为600毫米。由美国迪垂驰公司研发的搁栅专利产品在腹板上开有大孔，这样对于管线的穿越与布置极为方便。楼面有三种做法，分别为：高密度木纤维水泥板；满铺压型钢板再浇筑20毫米的陶粒轻骨料混凝土；满铺定向木纤维板或高密度层压胶合板。在这些轻质楼盖上每平方米可承受316～365公斤的荷载。
多层轻钢结构住宅体系在美国
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摘要：美国多层轻钢结构主要用于多层公寓、酒店，最早一幢多层轻钢住宅于1990年开始设计。至目前多层轻钢结构总面积发展到约30万平方米。从发展形势看，美国已成功开展了多层轻钢结构住宅体系的研发与工程应用，并有许多成熟的技术可以作为我国发展多层轻钢住宅体系的参考。
关键词：钢结构住宅体系
美国多层轻钢结构主要用于多层公寓、酒店，最早一幢多层轻钢住宅于1990年开始设计。至目前多层轻钢结构总面积发展到约30万平方米。从发展形势看，美国已成功开展了多层轻钢结构住宅体系的研发与工程应用，并有许多成熟的技术可以作为我国发展多层轻钢住宅体系的参考。
美国的多层轻钢结构住宅技术是一项综合的技术，集轻钢结构、建筑节能保温、建筑防火、建筑隔声、新型建材、设计施工于一体的集成化技术，社会化分工明确，各种产品的生产商、施工方、设计方紧密合作，在北美金属结构协会的促进下，依靠新编的轻钢结构设计标准与广泛的宣传发展很快。可以预计，对于美国多层公寓与多层酒店的建造来说，轻钢结构的建设将是一个主要的结构发展方向。
5．建筑隔声技术
轻钢建筑中，美国的研发工作对于隔声处理下了较大功夫，在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉，有效阻止了通过空气传播的音频部分，而对于通过固体传播的冲击声，在美国的多层轻钢住宅中，作了如下构造处理：对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体；而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨，用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。