经济环保 抗震防台风隔音性好 钢结构别墅

一.钢结构别墅材料：

墙体：轻钢结构+保温材料+各种挂板/轻体水泥板

屋顶：沥青瓦/彩钢装饰瓦等+钢结构+OSB+防潮透气膜+保温材料

常用钢结构：格形桁架结构，C型轻钢龙骨。

二.轻钢别墅性能：

1、抗地震、抗台风：

能够抗震八级以上，并可抵御十一级台风（风速140km/小时）。

2、防锈抗腐：

轻钢结构普通采用热镀锌钢板与Ⅴ型连接件铰接作骨架，防锈蚀性能好、强度高，使用寿命长，不扭曲，不变形，不腐蚀，结构稳固，钢结构的设计使用年限为50年。

3、防火耐火：

轻钢结构与传统建筑体系几其他钢结构体系相比，耐火性能好。

4、保温隔热：

温隔热性能大大提高，房屋节能可达65%，超过国家对房屋节能的要求。

5、保护环境：

传统建筑体系施工尘土及噪声污染严重，质量不易控制，能耗高，有害气体排放量大，现场施工垃圾少，噪音低，适合在人口密集和环境要求高的地区施工。

6、隔音性好：

满足国家对房屋建筑的隔声要求，并可解决更高标准建筑的空气传声隔音要求。

7、更多的使用空间：

别墅房屋每百平米建筑可增加8-13平方米有效使用面积。

1.钢结构设计简介

传统工业建筑多采用砖混或钢筋砼框（排）架承重结构，配合大型屋面梁板屋盖和大型墙板墙体围护结构，组成结构体系。体系重量大，工厂预制及现场施工技术复杂，施工周期长；受季节性施工的影响，土建工程在很大程度上制约着工程项目的建设周期。但对以往已取得的成果进行分析，仍然未能摆脱传统的砌体和钢筋砼结构所用材料和应用技术的束缚，因而也难以在实践中取得更大的突破性进展。

2．房屋钢结构体系

房屋钢结构体系，简言之，是由门式刚架承重结构，配套轻型屋盖和墙体围护结构，以及相应的支撑系统所组成的结构体系。目前的体系构成，是采用实腹式焊接I型钢门式刚架承重结构；薄壁型钢檩条或墙梁与彩色金属压型钢板组成的组合屋面及墙面围护结构；支撑系统则主要由用于纵向传力和空间协同作用的纵向水平系杆、刚性或柔性水平支撑，以及用于控制焊接I型钢截面远端翼缘局部屈曲和出平面稳定性的隅撑等所构成。以此取替传统结构体系中的砖排架或钢筋砼框（排）架结构，大型钢筋砼屋面梁板和大型墙板结构，以及相应的支撑系统等。

门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，这种结构型式的主要特点是：体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期；结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显；柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。

门式刚架轻型房屋钢结构的主要应用范围，包括单层工建厂房、民建超级市场和展览馆、库房以及各种不同类型仓储式工业及民用建筑等，都是它强有力的竞争领域，有广泛的市场应用前景。

轻板刚架与其它传统结构型式的经济比较结论如下（现有主要建筑物，以各自最可靠的应用范围内综合造价为基础，在常用跨度间划分做比较单位：元/m2）

单层工业厂房或砖混钢筋混凝土框（排）架轻板刚架

库房（檐高8m以内）

跨度6 ---12m 800左右600左右

12---24m 1000左右1200左右800左右

24m以上1200以上1500以上不超1000

其它单层空间结构钢筋混凝土排架平面网架屋盖轻板刚架

（檐高8m以内）

跨度15---30m 1200左右800左右

30m以上1500以上不超1000

3．钢结构体系的主要结构方案的选择

3．1焊接实腹式Ⅰ型截面门式刚架承重结构主要结构方案的选择

焊接实腹式I型截面门式刚架承重结构由刚架和基础两部分组成。这里须着重指出的是，与传统钢结构体系在受力计算时传力路径明确相比，门式刚架承重结构体系的刚架、檩条（或墙梁）以及压型钢板间通过可靠的连接和支撑相互依托，体系受力更趋向于空间化。门式刚架承重结构主要结构方案，按刚架型式分为无内柱净跨结构和有内柱多跨连续结构两类，前者跨距可达到48m，而后者之内柱连续跨距可达到30m。应用时还可根据具体工程，采用单坡和多坡以及不等跨、高等多种型式。基础型式多采用钢筋混凝土独立式基础。根据建筑对侧向位移和变形的不同要求，从节约用钢量的角度出发，可采用变截面梁柱、基础铰接结构方案或等截面柱变截面梁、基础刚接结构方案。设计时应依实际情况，按最合理的刚架承重结构方案选用。

3．2檩条或墙梁与彩色金属压型钢板组合屋面或墙面围护结构主要结构方案的选择

组合屋面和墙面围护结构的主要作用是：1）檩条和墙梁作为基本骨架与压型钢板组合成屋面和墙面围护结构，并参与结构受力。2）与支撑系统一起参与纵向传力和空间协同作用。

檩条和墙梁目前主要的构件型式是采用C型或Z型薄壁型钢，截面大小均要经受力计算后确定。C型截面与Z型截面相比，强弱轴的力学性能差异较大，且与刚架的连接多为螺栓铰接，计算时须按简支考虑（Z型截面间可通过可靠搭接实现刚接，从而可按连续梁计算）。故从受力状态、计算结果以及构造等角度看，后者更合理一些。所以除门窗洞口以及其它特殊节点处理需要外，应优先选用Z型截面。檩条与墙梁的间距，一般决定于压型板的板型和规格，并须经过力学计算后确定。但从构造要求的角度上看，一般不超过1。5米。

彩色金属压型钢板，按工厂加工制作的成品型式，分成压型板单板和复合板两类。单板主要用于无保温和隔热要求的建筑，依托其内侧檩条或墙梁组合成屋面和墙面围护结构。复合板主要用于有保温和隔热要求的建筑，按相应的施工和加工工艺，分成现场复合板和工厂复合板两大系列。工厂复合板在工厂加工（包括加芯）成成品，现场组合安装，依托其内侧檩条或墙梁，组合成屋面或墙面围护结构。采用此类复合板现场工作量小，施工快捷，适合于规模较大和工期要求较紧的彩板安装项目。但设备资金投入量较大，须形成一定的经营规模。现场复合板在工厂加工成单板，现场夹芯复合。屋面根据不同板型，依托其內侧有时甚至包括内部檩条，夹芯后组合成屋面结构。墙面复合板则多利用墙梁作內檩，夹芯后组合成墙面围护结构。现场复合施工周期较长，但设备资金投入量少，适合中小型经营规模，是目前没有形成一定产业规模地区，最适用的彩板安装型式。复合板的夹芯材料目前主要包括聚苯、聚胺酯泡沫、岩棉和玻璃棉等几类。设计时应根据项目规模、建设周期要求、综合技术水准以及地区产业发展状况酌情选择方案。

3．3支撑系统主要结构方案的选择

支撑系统的主要作用是：1）纵向刚性系杆传递纵向水平力。2）水平支撑形成局部刚域，抵抗在柱间和屋面梁间传递的水平力作用。3）隅撑的作用则为约束I型截面远端翼缘板，起到远端翼缘板平面内支座作用，避免形成局部屈曲；或出平面支点作用，减小翼缘板的出平面计算长度，从而控制出平面稳定性。4）全部支撑系统与檩条或墙梁以及刚架一道组成空间体系，参与空间协同工作。刚性系杆构件主要选用型钢和钢管，与刚架通过螺栓铰接，截面大小一般按压杆稳定性要求或通过受力计算来决定。设置主要考虑在刚架转角和屋脊联结处（其中屋脊处的刚性系杆，可由用于此处屋脊构造需要的，刚度较大的双檩条及联结所代替）。另外，刚性系杆的间距主要取决于刚架构件的出平面稳定性要求，一般应为：在刚架斜梁上12—18m之间，在刚架柱上约8m左右，否则应考虑在其间增设。强调一点的是，刚度较大的吊车梁等均可作为刚性系杆考虑。水平支撑主要分为拉杆支撑和压杆支撑两类（又称拉力系统和压力系统）。拉力系统主要用于抵抗较小的水平力作用，和用于水平位移和变形要求不严格的建筑，而后者则相反。两者的界限参考上海地方轻钢规程规定，为后者吊车吨位应大于5t。水平支撑设置的位置应考虑在每个温度单元居中设置，并要求屋面梁间和柱间水平支撑须设在同一开间，同时支撑间距按规程规定不应大于60m。另外，建筑的端部第一或第二开间，以及温度缝两側开间，考虑空间协同作用的需要，也要设置水平支撑。水平支撑的构件截面大小主要决定于纵向水平力作用，须经受力计算来确定。隅撑构造是连接于I型截面的远端翼缘和檩条或墙梁之间，起I型截面远端翼缘板的板件约束和平面外支点作用。隅撑设置主要在I型截面远端翼缘板的受压区，间距应符合避免翼缘板板件屈曲的条件和刚架平面外稳定性计算要求，目前主要按构造要求设置，取间距3m左右。隅撑杆件截面型式多选用小型钢，规格大小须经过受力计算来确定

轻型钢结构设计规程（上海市标准）是这样来区分轻钢和普钢的：

轻型钢结构房屋没有严格的定义，一般可用主要受力构件的截面组成来区分。

因此以下的结构都可称为轻型钢结构：

（1）由冷弯薄壁型钢做成的结构；

（2）由热轧轻型型钢做成的结构；

（3）由焊接和高频焊接轻型型钢组成的结构；

（4）由圆管、方管、矩形管等做成的结构；

（5）由薄钢板焊成的构件做成的结构；

（6）由以上各种构件组合做成的结构。

判定结构为重钢与轻钢结构确实没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断：

1、厂房行车起吊重量：大于等于25吨，可以认为为重钢结构了。

2、每平米用钢量：大于等于50KG/M2，可认为是重钢结构。

3、主要构件钢板厚度：大于等于10MM，轻钢结构用的较少。

另外，还有一些参考值：如每平米造价，构件重量，跨度，结构形式，檐高等，以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据，当然现在很多建筑都是轻、重钢都有。但有一些我们可以较肯定的说是重钢：如：石化厂房设施、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心，高层或超高层钢结构。

实际上国家规范和技术文件都并没有重钢一说，为区别轻型房屋钢结构，也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广，可以包含各种钢结构，不管荷载大小，甚至包括轻型钢结构的许多内容，轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容，而且范围只局限在单层门式刚架。

轻钢也是一个比较含糊的名词，一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》（GBJ50017－2002)中“圆钢、小角钢的轻型钢结构”，是指用圆钢和小于L45＊4和L56＊36＊4的角钢制作的轻型钢结构，主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构，现已基本上不大采用，所以这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。另一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》所规定的具有轻型屋盖和轻型外墙（也可以有条件地采用砌体外墙）的单层实腹门式刚架结构，这里的轻型主要是指围护是用轻质材料。既然前一种已经快取消，所以现在的轻钢含义主要是指后一种。

由此可见，轻钢与普钢之分不在结构本身的轻重，而在所承受的围护材料的轻重，而在结构设计概念上还是一致的。