一种低层轻钢结构住宅的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种新型结构体系，尤其是涉及一种低层轻钢结构住宅。
【背景技术】
[0002] 20世纪90年代初，发达国家针对日益快速发展的经济给自然环境带来的巨大影 响和压力，提出了"绿色建筑"或"可持续建筑"的概念，强调建筑物的建造不仅要满足人们 的生活和工作环境的需求，而且要做到经济合理的消耗能源和资源，对环境的影响降至最 小。在国家发布的"十一五"经济社会发展纲要中明确建设领域的任务是"大力发展节能省 地型建筑"。
[0003] 目前，我国传统住宅建筑的风格及形式多样化，但就结构体系来说，是以砖混结构 与钢筋混凝土结构为主，其共同的特点是空间利用率小，自重较大。传统结构的住宅以其成 熟的建造技术及管理模式，为缓解我国的城镇化进程起到了积极作用；但由于缺乏集约的 控制，不仅在建造过程中消耗并占用大量的土地、水及建筑材料等能源，而且在建成后的能 源消耗量也很大，这给社会及自然环境造成了严重的负面影响。基于我国的国情及可持续 发展的战略要求，提倡并发展绿色节能住宅已势在必行。
[0004] 钢结构建筑是绿色环保的建筑。轻钢结构为钢结构的一个重要分支，它是相对于 普通钢结构而言的，是以轻型焊接、高频焊接型钢，冷弯薄壁型钢，热乳H型钢，薄钢管，薄 钢板等构件焊接、拼接而成的组合构件为主要受力构件，采用轻质材料为围护结构的低层 和多层建筑。
[0005] 轻钢结构用于住宅有如下特点：环保节能，节约土地资源，节约水资源，工业化程 度高，施工周期短自重轻，空间利用率大，抗震性能好，建筑造型丰富，装修方便。
[0006] 由上述特点可知，轻钢结构住宅是目前实现建筑节能和达到绿色建筑评价标准的 一个最佳选择。然而，该结构住宅体系，在我国却发展的比较缓慢。目前，轻钢结构住宅的 研究与开发应用尚处于示范试点的起始阶段，全国已建钢结构住宅在住宅建筑中的比例还 不足1 %。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种低层轻钢结构住宅。 其整体结构的设计更加合理并且符合实际，能够获得加强结构整体刚度、降低结构用钢量 等方面的使用效益和经济效应。
[0008] 本实用新型解决其技术问题采用的技术方案如下：一种低层轻钢结构住宅，包括 支撑结构和围护结构，所述支撑结构为受力蒙皮结构，由框架、蒙皮板和连接件组成，所述 框架采用热乳型钢或冷弯薄壁型钢支撑，包括梁、柱和檩条；蒙皮板采用有机涂层薄钢板、 镀锌薄钢板或防腐薄钢板，连接件用于蒙皮板之间相连或蒙皮板与框架之间的相连，蒙皮 板与框架的相连为两边连接或四边连接；所述围护结构包括内外墙、楼板以及屋顶。
[0009] 优选的，所述围护结构的外墙在金属构件之间设置热阻断，并在内外墙之间设置 密闭空气层及通气层，并且墙间的缝隙部位选取柔性连接，所述内外墙均采用夹芯复合墙 板。
[0010] 在上述任一方案中优选的是，所述屋顶为坡形屋顶，从上到下依次包括屋面瓦、防 潮呼吸纸、冷弯薄壁型钢屋架和玻璃纤维棉，该冷弯薄壁型钢屋架为三角梁形式，采用Q235 钢或Q345钢，厚度为l-2mm;该冷弯薄壁型钢屋架的底部铺设有一层玻璃纤维棉，厚度为 5-lOcm;防潮呼吸纸铺设在该冷弯薄壁型钢屋架上，其上铺设有屋面瓦；该防潮呼吸纸包 括防水主层，所述的防水主层上设有孔，所述的防水主层上面设有保护层，下面设有改性柏 油层。
[0011] 在上述任一方案中优选的是，所述蒙皮板由压型钢板制成；所述连接件为蒙皮板 与框架以及蒙皮板与蒙皮板之间相连的铆钉或者自攻螺钉；所述冷弯薄壁型钢为C型、U型 或Z型，厚度为1. ;所述冷弯薄壁型钢通过冷乳成型、模压成型或弯折成型，所述蒙 皮板可压成波形、双曲波形、肋形、V形或加劲型；所述连接件为自攻螺钉、铆钉、螺栓或采 用配件的暗扣。
[0012] 在上述任一方案中优选的是，在所述屋顶的吊顶上平铺保温材料或随坡形屋顶斜 铺保温材料，并且确保屋顶保温材料与墙体保温材料的连续性，并可采用坡形屋顶架空隔 热。
[0013] 本实用新型的有益效果：
[0014] 1.本实用新型的结构体系克服了现有技术结构中的重大不足，具有低碳环保、现 场用工少、施工速度快、综合成本低的特点，其工业化生产程度较高，符合我国建筑工业化 和住宅产业化的要求，可使居住者感觉更为安全和舒适；
[0015] 2.该结构明显改善其热工性能，该低层轻钢结构住宅其体形系数比较大，在对外 围护结构节能设计的同时要与建筑设计结合，可以采用住宅联排设计，这样可以降低其体 形系数利于节能；
[0016] 3.本实用新型的住宅增加了结构的整体刚度，将力更均匀的分配到结构中。
[0017] 附图简要说明
[0018] 图1是建筑结构的模型总计算简图；
[0019] 图2是建筑结构的Y向位移图。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步描述。
[0021] 河北省邢台市的别墅住宅，建筑物总高度10. 650m，室内外高差0.45m，二类建 筑，轻型钢结构，耐火等级二级，建筑面积为333. 61m2,本工程屋面防水等级为二级。建筑场 地类别为II类，地基承载力为120kN/m2。基本风压为0. 35kN/m2。基本雪压为0. 38kN/m2。 7度设防烈度，建筑物抗震等级为II级，设计基本地震加速度为0. 10g。
[0022] 具体结构包括支撑结构和围护结构，所述支撑结构为受力蒙皮结构，由框架、蒙皮 板和连接件组成，所述框架采用热乳型钢或冷弯薄壁型钢支撑，包括梁、柱和檩条；蒙皮板 采用有机涂层薄钢板、镀锌薄钢板或防腐薄钢板，连接件用于蒙皮板之间相连或蒙皮板与 框架之间的相连，蒙皮板与框架的相连为两边连接或四边连接；所述围护结构包括内外墙、 楼板以及屋顶。
[0023] 所述围护结构的外墙在金属构件之间设置热阻断，并在内外墙之间设置密闭空气 层及通气层，并且墙间的缝隙部位选取柔性连接，所述内外墙均采用夹芯复合墙板。
[0024] 所述屋顶为坡形屋顶，从上到下依次包括屋面瓦、防潮呼吸纸、冷弯薄壁型钢屋架 和玻璃纤维棉，该冷弯薄壁型钢屋架为三角梁形式，采用Q235钢或Q345钢，厚度为l-2mm; 该冷弯薄壁型钢屋架的底部铺设有一层玻璃纤维棉，厚度为5-lOcm;防潮呼吸纸铺设在该 冷弯薄壁型钢屋架上，其上铺设有屋面瓦；该防潮呼吸纸包括防水主层，所述的防水主层上 设有孔，所述的防水主层上面设有保护层，下面设有改性柏油层。
[0025] 所述蒙皮板由压型钢板制成；所述连接件为蒙皮板与框架以及蒙皮板与蒙皮板之 间相连的铆钉或者自攻螺钉；所述冷弯薄壁型钢为C型、U型或Z型，厚度为1. ;所 述冷弯薄壁型钢通过冷乳成型、模压成型或弯折成型，所述蒙皮板可压成波形、双曲波形、 肋形、V形或加劲型；所述连接件为自攻螺钉、铆钉、螺栓或采用配件的暗扣。
[0026] 在所述屋顶的吊顶上平铺保温材料或随坡形屋顶斜铺保温材料，并且确保屋顶保 温材料与墙体保温材料的连续性，并可采用坡形屋顶架空隔热。
[0027]荷载统计
[0028] 根据《建筑结构荷载规范（GB50009-2012)》规定，选取楼面活荷载值为2.OkN/m2。 分析中考虑承载能力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态，因雪荷载小于其他活荷 载，故不予考虑。
[0029] 表1恒荷载设计值
[0030]
[0031] 表2活荷载设计值
[0032]
[0033] 经计算对比，当恒荷载分项系数为1. 2,活荷载分项系数为1. 4时为最不利组合， 故采用此种组合方式。
[0034] 当计算主要承重结构时，风荷载设计值见表3 (已换算为线荷载）。风振系数取为 1. 〇,风荷载体形系数迎风面为+〇. 8,背风面为-0. 5,垂直风面为-0. 7,因建筑物总体大致 对称，故可只采用一种风荷载的加荷方式。
[0035] 表3风荷载设计值
[0036]
[0037] 初步模型梁柱、檩条设计以及总计算简图如图1所示，梁柱间距均采用600mm。在 建筑物的拐角及门窗洞口附近都设置有斜向支撑以增加整体刚度。建筑物全部梁柱节点刚 接，柱脚也采用刚接的形式。
[0038] 框架结构竖向位移分析
[0039] 模型加载后结构位移如图2所示。
[0040]表4荷载作用下Y向位移最大的10个节点
[0041]
[0042] 竖向位移最大的前10个节点见表4。从图2可以看出，结构Y向最大位移 为-0. 82933