輕鋼結構別墅應用實例及關鍵節(jié)點做法介紹
輕鋼結構作為一種新型建筑材料,它已成為別墅房的主體建筑材料。其中以美國、加拿大、澳大利亞及日本應用較多。美國在1993年,只有1 %的新建房為鋼結構,而到了1998年,鋼結構房占新建房的5%～6% ,其中以加州處于領先[1]。輕鋼結構技術成熟可靠，結構體系靈活利于建設及商業(yè)開發(fā)，建筑經(jīng)濟性高，技術先進符合環(huán)保節(jié)能可持續(xù)發(fā)展[2]。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展,住宅業(yè)迫切需要實現(xiàn)標準化、工業(yè)化、集約化生產(chǎn),以提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量[3] 。
本文結合某北美風格輕鋼結構別墅在某房地產(chǎn)開發(fā)項目的應用實例，從建筑構造和結構方面詳細介紹了輕鋼結構別墅的關鍵節(jié)點做法并總結實踐經(jīng)驗。
1 工程概況
本項目為北美風格輕鋼結構別墅，別墅單體建筑面積249~1400平方米，2~3層，層高3.2米，共197棟。采用條形基礎，主體為鋼結構。工期4個月。目前已經(jīng)全部完工并交付使用。見圖1。
圖1 北美風格輕鋼結構別墅外觀
2 墻體做法
2.1 構造做法執(zhí)行規(guī)范及標準。
《蒸壓加氣混凝土砌塊建筑構造標準圖》（03J104）(原為SJ139)。
廣東省標準《非承重混凝土小型砌塊砌體工程技術規(guī)程》(DBJ/T15-18-97)。
《內(nèi)隔墻建筑構造》（J111～J114）。
2.2 墻體做法
外墻均加氣混凝土砌塊+保溫棉+內(nèi)側(cè)12厚石膏板。
居室內(nèi)隔墻均為輕鋼龍骨+保溫棉+雙面12厚石膏板。
衛(wèi)生間廚房內(nèi)側(cè)隔墻為輕鋼龍骨+保溫棉+雙面12厚防水石膏板。
車庫內(nèi)側(cè)隔墻為輕鋼龍骨+保溫棉+ 12厚防火石膏板。
衛(wèi)生間，洗衣房，廚房處的石膏板為防水石膏板。廚房，衛(wèi)生間，洗衣房墻面刷防水膠后貼面磚。二層衛(wèi)生間及露臺地面刷851防水涂料兩道，四周翻起200后再貼面材。墻體做法大樣見圖2，圖3。
圖2 墻體做法現(xiàn)場照片
圖3 墻體做法大樣
3 樓面地面做法
3.1 地磚地面： A，8~10厚地磚素水泥擦縫。
B，5厚水泥膠結合層。
C，地面刷851防水涂料兩道，四周沿墻上翻200高。
D，20厚1：3水泥砂漿找平。
E，素水泥漿結合層一遍。
F，25或45厚C15砼0.5%找坡，坡向地漏。
G，80厚鋼筋網(wǎng)片砼墊層。
H，素土夯實。
3.2塑料地面： A，1.5~2.0厚塑料地板。
B，202膠或XY401膠粘劑粘結。
C，107膠水+水泥膩子批嵌平整。
D，地面刷851防水涂料兩道，四周沿墻上翻200高。
E，20厚1：3水泥砂漿找平。
F，素水泥漿結合層一遍。
G，38或58厚C15砼0.5%找坡，坡向地漏。
H，80厚C20鋼筋網(wǎng)片砼墊層。
3.3 地毯地面： A，進口地毯。
B，四面結合膠。
C，刷851防水涂料兩道，四周沿墻上翻200高。
D，80厚鋼筋網(wǎng)片砼墊層。
E，素土夯實。
3.4車庫地面： A，水泥地板漆。
B，30厚C20細石砼隨打隨抹光。
C，20厚1：3水泥砂漿找平。
D，80厚C20鋼筋網(wǎng)片砼墊層，0.5%找坡，坡向車庫門口。
E，素土夯實。
3.5 木地板地面： A，8厚復合木地板。
B，瀝青油氈一層。
C，刷851防水涂料兩道，四周沿墻上翻200高。
D，80厚C20鋼筋網(wǎng)片砼墊層。
E，素土夯實。
3.6 地磚樓面： A，6厚地磚素水泥擦縫。
B，接合膠。
C，25厚細石砼找坡，最薄處大于10，
D，50厚壓型鋼板。
E，素土夯實。
3.7復合地板樓面： A，8厚100×600復合木地板。
B，防潮地墊。
C，11.5厚OSB板。
D，76厚壓型鋼板。
3.8 地毯樓面： A，進口地毯。
B，四面結合膠。
C，11.5厚OSB板。
D，76厚壓型鋼板。
3.9 地磚樓面（有保溫層）： A，6厚地磚素水泥擦縫。
B，15厚1：4干硬性水泥砂漿面撒素水泥一道。
C，1.5厚防水卷材兩層。
D，851防水涂料兩道。
E，刷基層處理劑一道。
F，15厚1：2.5水泥砂漿找平。
G，30厚水泥膨脹珍珠巖2%找坡。
H，50厚壓型鋼板。見圖4 樓面及吊頂做法大樣，圖5 樓地面做法大樣
圖4 樓面及吊頂做法大樣
圖5 樓地面做法大樣
4 門窗
塑鋼門窗均采用乳白色型材，門為6厚凈面雙層玻璃，窗為5厚凈面雙層玻璃。
大門為鐵質(zhì)模壓門，臥室門，衛(wèi)生間門，傭人房門，廚房門均為成品木質(zhì)模壓門。
5 屋面做法
屋面做法（由上而下）：
英紅彩瓦，40*25掛瓦條，40*20順水條，1．5厚防水卷材2層，端頭包住雨水溝內(nèi)檐，11．5厚OSB板，鋼屋架，保溫棉（帶錫箔密閉層），鋼絲網(wǎng)，輕鋼龍骨，12厚防火石膏板。
見圖6 屋面、檐口及吊頂做法大樣
圖6 屋面、檐口及吊頂做法大樣
6 防火
建筑防火等級按照規(guī)范定為二級。對所有結構受力構件均涂超薄膨脹型防火涂料,涂層厚度要求滿足《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16-87的要求，做到承重柱、梁、屋架和檁條分別滿足2.5、1.5、0.5h的耐火極限要求。
7 防銹
要求所有的鋼結構構件再出廠前都必須做熱鍍鋅防銹處理，雙面鍍鋅量不小于275 g/m2。同時要求構件安裝完成后必須做構件表面防銹檢查,破壞的面層補刷防銹漆,并刷酚醛瓷漆面漆二度。防銹漆與超薄膨脹型防火涂料相容，并出具相容性報告。
8 保溫、防潮、防結露[4]
鑒于室外保溫對造型復雜的別墅較為困難，主要采用室內(nèi)保溫。采用屋面及天花的雙重保溫隔熱措施，即先在屋面下直接做一層保溫層，盡量減少屋面日照的熱輻射作用。再在吊頂上部緊貼著天花板做一層保溫層起到直接的保溫效果。外墻的保溫與屋面保溫相似，在輕鋼龍骨石膏板內(nèi)墻面與鋼結構之間密布保溫棉。墻體材料則選擇了保溫性能較優(yōu)的加氣混凝土砌塊，起到保溫作用。
底層地面的防潮具體做法是選擇耐水性好的保溫材料鋪設于地面裝飾層下。當然窗戶等建筑開口部是關系到建筑整體保溫性能的關鍵內(nèi)容之一，本項目使用雙層中空塑鋼門窗。
為避免鋼結構的冷橋作用而出現(xiàn)室內(nèi)結露的現(xiàn)象。本項目在內(nèi)墻石膏板及吊頂石膏板和保溫材料之間做一層隔汽紙作為防濕措施。并要求該隔汽紙必須做到密閉，鋪設時的相互搭接必須保證100mm的寬度。還有，考慮到在鋼結構的柱腳部位，混凝土基礎中的浸透水會對柱腳形成腐蝕，在基礎混凝土與柱腳之間設有聚乙烯塑料膜作為防濕措施。另外，為了防止室內(nèi)的日常生活而散發(fā)的水蒸汽會上升到吊頂內(nèi)，在鋼屋架上或柱子的上端出現(xiàn)結露現(xiàn)象，我們在吊頂上屋架內(nèi)還設置了通風裝置，并且在選擇保溫材料時選擇比較柔軟的材料，以便在施工時堵實天花的各種縫隙，杜絕室內(nèi)水蒸汽逸入吊頂之內(nèi)。
9 隔音
采用嚴格的隔音處理。樓面由上至下做法層次：吸音地毯+防潮層+鋼龍骨+隔音棉+ 12厚石膏板。外墻體的內(nèi)面采用加氣混凝土砌塊+保溫棉+內(nèi)側(cè)12厚石膏板，內(nèi)隔墻均為輕鋼龍骨+保溫棉+雙面12厚石膏板，車庫內(nèi)側(cè)隔墻為輕鋼龍骨+保溫棉+ 12厚防火石膏板，所填充的保溫材料也可以使建筑達到一定的隔音效果。見圖7。
圖7 墻面隔音棉施工
10 主體鋼結構
主體框架和屋面結構均為鋼結構，鋼結構材質(zhì)Q235B，材質(zhì)符合《
碳素結構鋼》（GB700-88）的規(guī)定。焊條E43XX，焊縫等級為二級。螺栓采用8.8級承壓型高強螺栓。
鍍鋅壓型鋼板波高75MM，T=1.2MM。壓型鋼板的尺寸、形式、板厚允許偏差應符合《建筑用壓型鋼板》（GB／T12755-1991）的要求。鍍鋅壓型鋼板，其基板為熱鍍鋅板，雙面鍍鋅層重應不小于275g/m2，產(chǎn)品標準應符合國際《連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板和鋼帶》（GB2518-88）的要求。壓型鋼板基板材料一般應選用符合國際GB700-88的Q235-B.級鋼。
施工驗收執(zhí)行《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）、《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》（JGJ81-2002）及其他驗收標準。
10.1 屋面多點匯交鋼結構節(jié)點
別墅最復雜的地方就是屋架部分,屋面有三面坡，四面坡，五面坡，甚至六面坡。建筑造型復雜，導致結構做法也比較復雜。鋼結構屋面存在多根屋面梁匯交的情況。屋面斜鋼梁多根匯交，采用Φ102X7鋼管作為連接接點，在Φ102X7工廠焊接8厚鋼連接板，采用高強螺栓與屋面斜鋼梁連接。見圖8，圖9。
圖8 屋面鋼結構梁匯交情況及屋面保溫棉施工現(xiàn)場照片（白色為超薄膨脹型防火涂料）
圖9 屋面鋼結構梁匯交節(jié)點大樣
10.2 鋼結構梁柱節(jié)點
鋼結構梁柱均采用大通高頻焊接H型鋼。梁腹板采用高強螺栓與柱上耳板連接, 上下翼緣熔透焊, 焊縫等級為二級, 超聲波探傷。見圖10，梁柱剛接節(jié)點大樣。
主要梁型號為：H250X150X4.5X6，H200X100X4.5X6，H150X100X4.5X6。
主要柱型號為：H100X100X4.5X6，2H100X100X4.5X6，H100X100X6X8。
圖10 梁柱剛接節(jié)點大樣
10.3 柱與基礎梁連接做法
在條形基礎施工預埋4Φ20X480錨栓，鋼柱柱腳與預埋錨栓連接定位后澆到C20混凝土。見圖11，鋼柱與基礎梁連接大樣
圖11 鋼柱與基礎梁連接大樣
11 結語
本項目目前已經(jīng)全部完工并交付使用。從使用情況來看，屋面、墻體、隔音、樓地面、防腐等做法均比較成功，值得推薦。但存在以下問題，需進一步在設計和施工中加強控制及改善。
第一、 施工中容易出現(xiàn)砌塊達接長度過小、拉接鋼筋不按要求設置以及裂縫等質(zhì)量通病產(chǎn)生。應嚴格按規(guī)范施工，加強施工過程監(jiān)管、構造措施及操作人員培訓。
第二、 加氣混凝土砌塊露天堆放時，要采取遮蓋措施及四周做好排水處理，避免雨水淋濕?，F(xiàn)場施工比較容易出現(xiàn)砌塊不進行澆水濕潤或澆水不夠,砌塊砌筑前24h澆水濕潤，直到表面充分濕潤為止，砌筑時要達到面干狀態(tài)，含水率小于15%。
第三、 加氣混凝土砌塊施工，比較容易出現(xiàn)砌塊水平灰縫、垂直灰縫飽滿度不足。在砌筑過程中，應采用“擠法”或“灌漿法”使豎縫灰漿飽滿，一邊砌筑，一邊進行補縫、勾縫處理。在砌筑完上層砌塊后，應隔層砌塊對灰縫進行二次勾縫。待砌體砌筑完畢至少7天后用紅磚進行頂部斜砌（角度60°～75°）頂緊，并用砂漿填實。[5]
第四、 由于坡屋面的原因，本項目墻體沒有在頂部設計圈梁，導致部分房屋墻體出現(xiàn)裂縫。建議墻體頂部做鋼筋混凝土圈梁壓頂。
第五、 外墻及隔墻均采用加氣混凝土砌塊+保溫棉+12厚石膏板做法。業(yè)主在使用中在墻面安裝掛鉤等均不方便，導致業(yè)主對該做法的不認可及投訴。建議內(nèi)墻面改用其他較厚輕質(zhì)墻板，或安裝專用掛鉤龍骨并給業(yè)主提供專用掛鉤龍骨安裝位置圖，方便業(yè)主二次裝修。
第六、 樓面主要采用76厚壓型鋼板+11.5厚OSB板做法。相比之下改為壓型鋼板+鋼砼結構做法效果會更好。
第七、 本項目層高3.2米，采用中央空調(diào)?？照{(diào)管及機電管線均穿吊頂。實際裝修后凈高2.6米左右，在別墅大戶型中顯得比較矮。建議大戶型別墅層高設計為3.6~3.9米會比較舒服。
第八、 屋面排水溝采用成品塑料天溝，車庫門采用壓型成品自動卷閘門。使用3年左右出現(xiàn)發(fā)黃及變形現(xiàn)象。應加強制作材質(zhì)的選擇和廠家生產(chǎn)能力的考察。
