新型轻钢建筑的发展历史
发布时间：
2023-04-12 15:35
轻钢结构建筑，起源于上世纪四十年代的美国，当时人们是基于木结构房屋的基础研发而出的轻钢房屋，所以轻钢建筑的结构设计也与木结构建筑非常相似。在后来轻钢结构经历了哪些发展与突破呢？本文将从基础技术、材料工艺以及应用领域三个方面浅谈一下轻钢建筑数十年来取得的进步。
初的美式轻钢建筑，其结构设计与新式木结构房屋十分相似，可以简单的理解为就是将木材换成了钢材，美式体系下中轻钢龙骨，和木结构房屋所使用的木方、重钢房屋所使用的H型钢一样，都属于是普通建材。到了九十年代，人们基于美式轻钢房屋的基础研发出了澳新轻钢体系，澳新轻钢与传统的美式轻钢最大的不同，就是改变了轻钢龙骨的生产方式和连接工艺。美式轻钢龙骨是一种普通建材，轻钢房屋厂家在购买时就已经是C字型的龙骨，因为长度等规格都是统一固定的，所以后期一定会有大量的切割等二次加工。而澳新轻钢体系，则是把将钢带加工成C字型龙骨这个工程交由轻钢房屋厂家来完成，这样的好处是通过专门的龙骨打印机的定制化生产，厂家能根据实际所需来制造龙骨。机器折弯、冲孔后制造出来的龙骨就是可直接进行安装的最终形态了，龙骨的长度裁剪、折弯变形、预留铆钉孔、预留水电孔、冲压加强筋等所有工序都在一个机器内同时解决，彻底摆脱了美式轻钢中大量的二次加工，同时还能避免钢材的浪费。而且澳新轻钢采用的是与美式轻钢所不同的铆钉连接方式，这种“柔性”连接的好处是龙骨之间的可活动性比直接打入螺丝的美式轻钢更高，能够更好地缓冲外力的冲击。而正是由于澳新轻钢采用机器定制生产龙骨精度高、无需现场二次加工，所以人们在设计轻钢建筑时，就可以将其主体钢结构设计得更加错综复杂，所以澳新轻钢所使用的钢材会比美式轻钢更薄，常用厚度仅为0.8mm-1.2mm，但是却能够达到比美式轻钢建筑更好的稳定性和整体性。工人在现场只需按照图纸对每一根拥有不同编码的龙骨进行拼接，房屋每一个小的结构模块都会有单独的详细图纸，再将一个个不同的模块组装成为房屋整体即可，这使得轻钢建筑的施工变得非常简单易懂，“傻瓜式”搭积木般的安装方式最大程度降低了出错的几率。
再说到轻钢结构的材料工艺，这就要涉及到钢材制造技术水平的提升了，人们用重钢建房，不用过多考虑钢材腐蚀的问题，因为重钢足够厚实，不是一些常见的腐蚀源能够穿透的，所以重钢的防腐蚀处理，只是在其表面冷镀一层防腐涂层或是油漆，保证其轻易不会出现锈迹即可。而轻钢结构则不然，钢材较薄就必须将防腐工作做好，否则时间久了可能会直接被锈蚀穿透。所以轻钢行业一开始选用的就是热镀锌钢材，在钢材基板两面镀上一层锌层，能够有效地保护钢材基板免受外界腐蚀，耐腐性能是重钢的很多倍。不过随着建造轻钢房屋的地区越来越多，人们也就发现了镀锌钢材的局限性，就是它的耐腐蚀性能不足以在一些沿海或是盐碱地带长久使用，在保护基板不被腐蚀的时候锌层也会越来越薄直到暴露基板，而人们通过增加锌层重量也只是叠加性地增加钢材的防腐能力而已，还是无法应对环境腐蚀更强的地区使用。所以后来人们就将镀铝锌钢材运用于轻钢龙骨的生产，这种钢材的防腐蚀性能可谓取得了质的改变，基板外部的涂层中同时含有锌和铝以及少量的硅，使得这种钢材同时具备铝的物理保护和锌的电化学保护特性，当锌层遭到破坏时，铝元素在空气中会形成一层致密的、不活泼的氧化膜来保护剩余涂层，所以同样锌层厚度条件下，镀铝锌钢材的耐腐蚀性能是镀锌钢材的3-6倍，而且镀铝锌钢材具有良好的耐热抗氧化性，在500度高温中仍可长期使用，热反射率高达75%，是镀锌钢材的2倍。在解决了防腐问题后，人们又通过工艺升级进一步提升了钢材的受力强度，生产出来了建筑用高强度镀铝锌钢材，它的屈服强度、抗拉抗扭等性能都是普通镀铝锌和镀锌钢材的三倍以上，所以现在轻钢结构建筑所用的钢材厚度能够控制在1mm左右，显著降低了整体用钢量，节约成本。
现在轻钢结构的应用领域非常的广泛，这要得益于轻钢设计水平的进步以及机械化制造龙骨的优势，所以轻钢能被用于制造小到一张桌子、一把椅子；大到一栋酒店、一座教堂。现在轻钢结构的使用局限主要在于其单根的横向承重龙骨不能过大，需要控制在十米以内，所以一些大型厂房设施或是跨度较大的商场建设都不适合用纯轻钢进行建造，但是可以采用轻重钢结合的方式，主体承重部分使用重钢，其余部分使用轻钢即可。
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