冷轧轻钢骨架建筑技术的历史沿革与哲学思考（二）

八、为什么轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑中“梁柱”这么“密集”?

为什么轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑中的“梁柱”这么“密集”？

（一）首先要解释的是：

n轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑中的“梁柱”（Stud & Joist）不是传统建筑的“梁柱”（Post & Beam），不可以独立承载。

n轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑中的“梁”是“Joist”，“柱”是“Stud”，不可以独立承载。

（二）其次要说明的是：

n轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑必须要把同样的构件一个接一个的排列起来形成“重复”（至少三个以上）作用。

n轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑的结构设计思想就是一定要用结构覆盖物（例如卓达构造板）把重复的构件串成一体，形成“复合”作用。

n结构覆盖物（例如卓达构造板）的宽度尺寸是1200mm。1200/4=300mm（5根龙骨），1200/3=400mm（4根龙骨），1200/2=600mm（3根龙骨），龙骨间距大于600mm就没有实际意义了。除了承载能力降低之外，就是失去“重复”（至少三个以上）作用了，也就起不到“蒙皮”与“复合”作用了。

所以轻骨架建筑的结构设计思想就是一定要用结构覆盖物把重复的构件串成一体，有可能的话，还应该把从屋顶到地面的所有构件排列成一条直线，以便把屋顶、楼层荷载直接传递到基础上，而不是想像梁柱建筑结构体系那样拐弯磨角的把荷载传递到基础上。

在设计轻骨架建筑时，千万不要有“独木立千斤”（在梁柱建筑体系里普遍采用）的力学思想，而要采用“团结就是力量”（即重复与复合作用）的力学思想来设计。

（三）西方发达国家如何看待这个问题？

轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑问世已经150多年（实际上快200年了）了，轻骨架构件（轻木或轻钢）的间距就一直是300mm和400mm，一直到上个世纪80年代，美国人希望降低成本，提出是否可以增加轻骨架构件（轻木或轻钢）间距，以达到降低成本的目的。

作了大量试验之后，最终确定最大间距为600mm。但是，只能用于“可以买得起”的房子（相当于中国的“廉租房”或农民“脱贫房” ）。

一般老百姓不接受这种放大龙骨间距的做法，因为他们的内墙只安装一层18mm厚的石膏板，600mm龙骨间距的墙面敲起来会空空作响。

实际上，西方发达国家的“人”一出生就居住在轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑中，他们对于密集龙骨（每300mm，400mm，600mm一根龙骨）的布置已经“司空见惯”，不会提出异议。

（四）日本如何看待这个问题？

日本属于东亚文化圈（中国、日本、韩国、东南亚等地），其传统建筑结构都是“梁柱”式建筑结构，“秦砖汉瓦”为建筑围护结构（汉唐风格继承的比中国更加完好）。

但是，日本文化中与中国文化不同，他们只信服优秀者，在接受外来文化与技术时是先全盘接受，再仔细消化，很少一开始就提出异议。

1854年，日本在美国舰队舰长佩里（Perry）的几艘炮舰威逼之下，打开了国门。在此之后，日本全国几乎是强制性的自上而下学习西方，日本政府为此还专门聘请了一批西方建筑师来帮助日本引进西方建筑文明并培养自己的第一代建筑师。除了传统的木制住宅外，日本的低层住宅大多数也都是钢结构建筑。

在阪神大地震之后，日本引进了美国的轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑。不但没有提出龙骨数量太多的异议，而且吧这种建筑结构体系起了非常日本化的名字：“密肋格栅”建筑。所谓“密”，当然就是“多”的意思。按照日本人的思维，这种轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑采用这么“密集”的龙骨是否合理不重要，先“囫囵吞枣”再说，以后再想办法减少（实际上至今日本人也没有减少龙骨，基本都是采用400mm的构件间距.很少采用600mm的构件间距）。

日本人之所以这么容易接受外来文化，最重要的原因是现代日语词汇是由和语（即日本的原有语言）、古汉语和外来语（即采用片假名和平假名音译的西欧语言）词汇混合而成的，因而现代日语词汇既有象形文字，也有拼音文字。日本“开智”（即日本的全面西化运动）之前，也和我们一样，是根据事物的表象，采用象形文字（即古汉语）来意译各种外来科技术语。随着时间的推移，日本人发现用古汉语意译科技词汇问题多多，有些根本就解释不清，被逼无奈，才在“万叶假名”的基础上发明了片假名和平假名。采用片假名和平假名来音译各种外来语，这就省去了不少麻烦（当然也有缺点，那就是很多日本人说的都是用片假名和平假名拼音的英语，听起来非常不舒服）。汉语里除了像“坦克”、“咖啡”和“沙发”等极少数外来语采用音译之外，基本上都是意译，要想做到“信、达、雅”，还真确实非常困难。

所以，日本人在学习和使用轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑时，没有简单的把Stud & Joist翻译成“柱和梁”，而是把采用片假名和平假名来音译Stud & Joist这种外来技术词汇，这就省去了不少麻烦。并把这种新颖的，过去没有见过的建筑结构体系称之为“密肋格栅”建筑结构体系，而没有把这些密集的Stud & Joist简单翻译成“柱和梁”，因而也就没有出现当今中国人普遍感到有这么多“梁柱”的浪费钢材困惑。

（五）中国如何看待这个问题？

中国大约从上个世纪90年代开始引进轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑技术。由于轻骨架（2×4，冷轧轻钢）建筑结构与传统的“梁柱”式建筑在力学特性、承载特性、设计方法、建造方法等方面有着根本性的区别，所以建筑院校、设计院所、建筑管理部门、施工企业的现有技术和管理人员，乃至业主都无法接受这种新型的建筑材料、建筑结构和建造方法。所以推广起来举步艰难。

现在除了极少数（数量非常至少）对轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑有过理论研究的学者、专家对这种新颖的，过去没有见过的建筑结构有所理解外，大部分行业参与者仍然对这种建筑结构体系一知半解。

中国建筑界人士还是习惯于那传统的“梁柱”式建筑结构的杆件受力、布局、墙体填充来解读轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑力学特性。因而就出现了许多奇奇怪怪的疑问——例如：轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）“梁柱”为什么这么“密集”？

但是，装修行业就通过语言翻译成功的规避了外行人质疑龙骨用得太多问题。首先，他们规避了“轻钢（或轻木）梁柱”这个敏感名称，而是称之“轻钢龙骨”或“木龙骨”，或直接称之为“木方（或小方钢）”，打死他们也不会说轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）构件是“梁柱”，最多也就称之为“隔墙龙骨”或“吊顶龙骨”（间距也都是400mm左右）。因而社会上就不会没有人质疑为什么装修时用的轻钢内隔墙柱子或轻钢吊梁为什么这么“密集”了。

n没有任何一个装修设计师会把“隔墙龙骨”或“吊顶龙骨” 的间距设计成1200mm

n也没有任何一个装修工人会把“隔墙龙骨”或“吊顶龙骨” 按照1200mm间距来施工。

n也没有任何一个人会怀疑400mm间距的“隔墙龙骨”或“吊顶龙骨”太“密集”（浪费钢材）。

（六）我在这个问题上的责任

《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》JGJ227-2011的编制者们也极力想规避“梁柱”这个敏感问题，例如在翻译外来词汇时，规程编制者故意把：

n“立柱”翻译成wall stud，而坚决不说成是“柱”；

n“楼面梁”翻译成floor joist，而坚决不说成是“梁”。

但是即便是这样，仍然不能让一般读者把“立柱”（stud）理解为传统“梁柱”式建筑中的“柱”（ Post ），把“楼面梁”（joist）理解为传统“梁柱”建筑中的“梁”（Beam）。因而造成很多人误解轻钢构件太“密集”，用钢量太大！

实际上轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑中的构件（Stud & Joist）只有“密集”，才能形成所谓的“荷载共享，以及重复与复合作用”，才能有效承载，所以日本人才称之为“密肋格栅”建筑结构体系。

根据事物的外在表象来翻译外来科技词汇，常常会出现上述问题。所以很多人都希望科技术语能够国际化（日本和韩国基本做到了）。但由于汉语本身就是表达事物外观形象的象形文字，不是表达事物内在含义的拼音文字，因而用汉字来制定和音译科技术语非常困难。

在当今这种全球化大背景下，很多科技概念和词汇都是从国外传来的，文字语言学家很难在短时间里找到或“生编硬造”出与之对应的中文词汇，报纸杂志为了紧跟时代潮流，只能采取中外文夹杂的排版方式去应对这种现象。一般老百姓对外文词汇的大量涌入也还都能保持一种平静的接受态度，在大街小巷，老太太，小媳妇都能说两句“拜拜您”和“哥德冒您”等。采用汉字拼读外来词汇，以解燃眉之急，又没有什么不好。早在中国元代，为了解决多民族语言沟通问题，蒙古人就发明了“巴斯八”拼音文字，采用“巴斯八”拼音文字可以拼读当时所遇到的各种语言（笔者发现，很多从事了十多年轻骨架住宅施工的人，即便不懂英语，也能听懂“joist”（托梁）和“stud”（柱子））。

与蒙古语同属阿勒泰语系的日语和朝鲜语都有自己的拼音文字，日语“万叶假名”、朝鲜语“吏读”都是用汉字来标注语音，古代日语的“万叶假名”后来演变为真正的拼音文字，即片假名和平假名，古代朝鲜语的“吏读”今天也发展为类似于假名的标记符号。

更远一点说，汉末晋初，佛教经典传入中国，翻译时遇到的首要问题就是在汉语中找不到与之对应的词汇，所以只好音译了很多梵文词汇，并流传至今。南北朝音韵学者在梵语启发下建立的“反切”注音体系，从某种意义上讲就是用汉字来拼写外来词汇（在周有光用字母拼读汉语拼音之前，汉语拼音也曾经采用过类似片假名的方块文字）。

现代钢结构建筑体系与传统的“梁柱建筑”体系完全不同，使用的建筑材料和建造方法也不相同。随着各种各样的新型建筑体系、建筑材料和建筑方法的引进，还要出现很多新的中文建筑学词汇，这里就不一一列举了。如果现在不进行认真的梳理和规划，从整个钢结构建筑系统的角度去考虑问题，科学的去定义、解释这些词汇，而是只根据自己熟悉的“梁柱结构”和“秦砖汉瓦”土木建筑体系，完全按照所用的建筑材料外观形状来零打碎敲的去翻译这些新型的外来建筑词汇，就会相互打架，混乱不堪，甚至是词不达意。

国内除了我以外，很少有人能够说得清楚“为什么轻钢骨架建筑的“梁柱””这么“密集”？只有极少数轻钢专家、学者知其然（只知道应该采用这么“密集”的“梁柱”），却不知道所以然（为什么要采用这么“密集”的“梁柱”）。

由于轻钢骨架建筑技术是我在2000年前后比较超前的介绍进中国建筑市场，很多轻钢骨架建筑技术词汇也是我翻译的。因而说造成中国建筑界关于轻钢龙骨太“密集”的误解我是有一定责任的。

尽管要想做到“信、达、雅”来翻译轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑，还真确实有些非常困难。但是我有决心，也有信心把这件事情说清楚，而且要通俗易懂。

本文就是期望通过回顾轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑的历史沿革，理论分析、实际应用、通俗易懂，深入浅出的说清楚轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑为什么采用这么“密集”的“梁柱”。给全国关注轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑的人们一个清晰、易懂的答案。

九、其他钢结构建筑能否减少用钢量

上面的解释只是说清楚了为什么轻骨架（2×4轻木，冷轧轻钢）建筑中的“梁柱”这么“密集”？，不能减少“梁柱”（Stud & Joist）根数，不能减少用钢量的理由。

但是其他钢结构建筑，尤其是重钢框架建筑能不能减少用钢量呢？

解释如下，重钢建筑的围护结构大约有四种：

n重钢框架结构+砌块围护墙；

n重钢框架结构+混凝土预制大板；

n重钢框架结构+加气混凝土（ALC）大板；

n重钢框架结构+轻钢复合墙板。

（一）重钢框架结构+砌块围护墙

重钢框架结构+砌块围护结构墙比起重钢框架结构+轻钢复合墙板来说，确实省钢（省掉了轻钢围护用钢，即省掉了轻钢龙骨）。

但是从严格意义上来讲，重钢框架结构+砌块围护结构墙还不能称之为“预制钢结构建筑”，甚至不是“预制建筑”（图8）。

（二）重钢框架结构+混凝土大板

重钢框架结构+混凝土大板在台湾比较流行（图9）。

重钢框架结构+混凝土预制大板不一定比起重钢框架结构+轻钢复合墙板节省钢材，因为混凝土预制大板也要用钢（内部钢筋），而且用量（内部钢筋）还不少。

只是因为这些钢筋都埋在混凝土中（几十年后会烂掉），不会引起人们的视觉冲击，不会明显感到用钢量太多而已，实际用钢量还是很大的。

（三）重钢框架结构+加气混凝土（ALC）大板

重钢框架结构+加气混凝土（ALC）大板在日本比较流行（图10）。

重钢框架结构+加气混凝土（ALC）大板确实比起重钢框架结构+轻钢复合墙板节省钢材，但是加气混凝土（ALC）大板也要用钢（内部钢筋），只是用量（内部钢筋）少一点而已。

只是因为这些钢筋都埋在混凝土中（几十年后会烂掉），不会引起人们的视觉冲击，不会明显感到用钢量太多而已，实际还是要用钢的。

图8

图9

图10

（四）重钢框架结构+轻钢复合墙板

在国际上，轻钢复合墙板是20世纪90年代开始研发的，现在已经到了成熟期（图11）。中国还很少有人知道这种轻钢复合墙板，卓达正在研发这种墙板（图12）。

图11

图12

（五）结论

1、传统的“梁柱”式钢建筑结构可以不用（例如采用砌块围护墙），或少用钢材（例如采用预制混凝土大板）来建造“墙”，但是它们不是预制建筑或钢结构建筑的发展方向。

2、轻钢建筑中的“楼面梁与墙柱”（ wall Stud & floor Joist）不是我们平常所理解的传统建筑中的“梁”和“柱”，这是翻译和理解上的错误。wall Stud & floor Joist就相当于钢筋混凝土中的钢筋，是无法减少或不用的。

3、由于轻钢建筑是我在2000年前后比较超前的介绍进中国建筑市场，很多轻钢建筑词汇也是我翻译的。因而说造成中国建筑界关于轻钢龙骨太“密集”的误解我是有一定责任的。但是我有决心，也有信心把这件事情说清楚，而且要通俗易懂。

4、除了我以外，国内很少有人能够说得清楚“为什么轻钢骨架建筑的“梁柱””这么“密集”？只有极少数轻钢专家、学者知其然（只知道应该采用这么“密集”的“梁柱”），却不知道所以然（为什么要采用这么“密集”的“梁柱”）。

5、轻钢建筑中的构件（Stud& Joist）只有“密集”，才能形成“荷载共享，以及重复与复合作用”，才能有效承载，所以日本人才称之为“密肋格栅”建筑结构体系。

6、日本人是采用片假名和平假名来音译Stud & Joist这种外来技术词汇，这就省去了不少麻烦。并把这种新颖的，过去没有见过的建筑结构体系称之为“密肋格栅”建筑结构体系，而没有把这些密集的Stud & Joist简单翻译成“柱和梁”，因而也就没有出现当今中国人普遍感到有这么多“梁柱”的浪费钢材困惑。

7、中国的装修行业通过语言翻译成功的规避了人们质疑轻钢龙骨太“密集”的问题。因为他们直接把Stud & Joist翻译为“龙骨”（ 或“木方、矩管”）。尽管这些“龙骨”的间距都小于400mm，但是从来就没有人质疑他们为什么把“龙骨”设计的这么“密集”。实际上酒店装修的内隔墙就是采用“密集的轻钢墙柱”来建造的，但是从来就没有人认为设计错了。

8、传统的“梁柱”式建筑结构如果采用轻钢“蒙皮”复合墙板来做“墙”，是不能通过减少轻钢构件（wall Stud）数量的方式来减少钢材（图10、图11、图13、图14）。

9、纯轻钢建筑也不能通过减少轻钢构件（wall Stud & floor Joist）数量的方式来减少钢材。

10、别墅与农民房的用钢量区别不大，成本差异主要体现在装修和造型复杂程度上。农民房也不能通过减少轻钢构件（wall Stud）数量的方式来减少钢材。

11、至少目前在全世界范围内还没有比轻钢建筑结构更加合理，更加便宜的新型建筑结构。

图13

图14