時(shí)間：2023-05-29 18:18:17
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇鋼結(jié)構(gòu)住宅，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)住宅；結(jié)構(gòu)形式；樓板設(shè)計(jì)；內(nèi)外墻設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)住宅主要是采用工廠化的H型鋼梁及鋼柱作為承重骨架，并通將新型隔熱、保溫及高強(qiáng)的墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，從而形成的優(yōu)化節(jié)能環(huán)保型住宅，其更符合綠色生態(tài)建筑的結(jié)構(gòu)形式特征，具有著較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)
（1）抗震性。鋼結(jié)構(gòu)住宅良好的抗震性主要表現(xiàn)在其鋼材的塑性、韌性以及延性上，其具有著較長(zhǎng)的自振動(dòng)且自重較輕，在結(jié)構(gòu)的變形作用下不會(huì)產(chǎn)生突然間的斷裂。其次，鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系之間的連接都為柔性連接，在地震發(fā)生情況下墻體的變形可以抵消一部分的地震荷載。
（2）抗裂性。由于鋼材本身屬于一種延性材料，其在溫度變化情況下并不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)裂縫。同時(shí)在當(dāng)前的新型鋼材發(fā)展應(yīng)用過(guò)程中，采用的ALC、CS板等材料都有著較輕的自重和較好的保溫隔熱優(yōu)勢(shì)，能夠有效較少沉降造成的裂縫。
（3）耐久性。在鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中，耐腐蝕鍍鋅鋼板的運(yùn)用使得了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性和防腐性得到了較大程度的提升，并且通過(guò)合理的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有效的避免了木結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的泛潮及蟲害等問(wèn)題的出現(xiàn)。
2 鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式
（1）框架。該種體系在當(dāng)前的多層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中有著較為廣泛的應(yīng)用，其主要是將縱橫向都設(shè)成鋼框架，并且門窗設(shè)置相對(duì)較為靈活，能夠提供較為開闊的空間，為用戶的二次設(shè)計(jì)提供了便利。鋼框架主要考慮的是樓蓋的組合作用，通常情況在4-6層底層住宅中有著較多的應(yīng)用。
（2）框架支撐體系。通常情況下在風(fēng)載或者是地震多發(fā)區(qū)，為了有效的提升住宅結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度，會(huì)采用框架支撐體系來(lái)提升結(jié)構(gòu)的軸交支撐或者是偏交支撐效果。該種體系實(shí)質(zhì)上為多重抗側(cè)體系，且體形較小。
（3）框架剪力墻體系。在低層和多層住宅中，可以采用鋼筋混凝土剪力墻或者是鋼板剪力墻體系。當(dāng)前階段更為理想的是一種空腹結(jié)構(gòu)板的抗側(cè)結(jié)構(gòu)，其與鋼框架有著更為可靠的連接性并且能夠形成新型建立墻。除此之外，國(guó)外開發(fā)的交錯(cuò)桁架體系也是較為新穎的結(jié)構(gòu)形式。
（4）冷彎薄壁型鋼體系。該種結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件主要采用薄鋼板冷彎成C形或者是Z形構(gòu)件，其即可以單獨(dú)使用也可以進(jìn)行組合運(yùn)用，桿件之間主要依靠自攻螺釘進(jìn)行連接，具有良好的節(jié)點(diǎn)剛性特征，但是其抗側(cè)能力相對(duì)較差，在低層住宅或者是別墅中有著較多的應(yīng)用。
3 樓板設(shè)計(jì)
對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，樓板設(shè)計(jì)在便于施工等一般性建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)具備相應(yīng)的強(qiáng)度和剛度，特別是抗裂性能，以此來(lái)滿足建筑物的抗?jié)B和抗漏需要。其次還應(yīng)具備較好的隔音及防火性要求。當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)所采用的樓板形式主要有預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土疊合樓板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板以及壓型鋼板組合樓板等幾種。
對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土來(lái)說(shuō)，其樓板的整體性能較好，但是施工周期相對(duì)較長(zhǎng)且模板花費(fèi)較大。在此過(guò)程中可以采用鋼梁或者是鋼桁架作為模板支撐架，以此來(lái)提升現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的施工速度。
4 內(nèi)外墻設(shè)計(jì)
在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)住宅圍護(hù)墻體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了有效的減輕結(jié)構(gòu)自重，通常情況下不宜采用黏土磚或者是自重較大的材料，在當(dāng)前工程中所采用的主要是自承重式的空心砌塊、輕鋼龍骨石膏板、玻璃纖維增強(qiáng)水泥板、加氣混凝土塊以及玻璃幕墻等輕質(zhì)材料。
作為鋼結(jié)構(gòu)住宅的基本圍護(hù)結(jié)構(gòu)，外墻設(shè)計(jì)應(yīng)基本滿足建筑結(jié)構(gòu)的防水、防火、抗凍及承載要求。在進(jìn)行外墻材料選擇的過(guò)程中，還應(yīng)有效的突出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，采用與結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單有效的方式，確保墻體風(fēng)荷載或者是地震荷載能夠有效的向框架傳遞。
5 防腐及防火設(shè)計(jì)
當(dāng)前階段所采用的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)防火措施主要有外包混凝土、外涂防火涂料以及外包防火板等幾種，其中外包混凝土是應(yīng)用較多且防腐、防火性能較好的措施，但是該種方法會(huì)在一定程度上增加建筑物的自重并延長(zhǎng)施工工期；外包防火板能夠根據(jù)梁柱形狀的不同進(jìn)行包裹處理，其耐久性要優(yōu)于防火涂料，但是價(jià)格相對(duì)較高；防火涂料可能根據(jù)不同的耐火極限要求進(jìn)行不同厚度的涂刷，但是其耐久性與建筑物本身相比相對(duì)較低且后期維護(hù)費(fèi)用較大。
6 鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)方案優(yōu)化比較
6.1 工程概況
該工程建筑總體方案為地下一層、地上兩層，總建筑面積為317.12O。地面室高度為2.7m，地上部分一層層高為3.6m，二層為3m，總建筑高度為9.4m。該鋼結(jié)構(gòu)建筑物的室內(nèi)外高差為0.45m。該地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6，凍土深度為3m，采用條形基礎(chǔ)進(jìn)行地下室設(shè)計(jì)，混凝土為C30。
6.2 設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性比較
方案一：選用H型鋼柱――H型鋼梁框架體系。梁柱連接部分采用剛性連接和半剛性連接，樓板采用現(xiàn)澆混凝土。柱截面HW200×8×12，主梁截面HN300×150×6.5×9、HN250×125×6×9、HN350×175×6×9。
方案二：該方案采用無(wú)比鋼結(jié)構(gòu)體系。桁架柱截面200×200、桁架弦桿40×40×1.2、桁架腹桿40×1.2，桁架梁高300×400×500、桁架弦桿40×40×1.2、桁架腹桿40×1.2。
兩種結(jié)構(gòu)體系造價(jià)比較：方案一，柱6.15 t，梁7.29t，總計(jì)13.44t，每平方米用鋼量42.38kg，主材每平方造價(jià)254.28元；方案二，柱5.68t，梁4.78t，總計(jì)10.46t，每平方米用鋼量33.0kg，主材每平方造價(jià)330元。
7 結(jié)語(yǔ)
從以上分析來(lái)看，方案一的綜合效益整體上優(yōu)于方案二，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了以加強(qiáng)對(duì)以上部分的控制外還應(yīng)因地制宜的選用同結(jié)構(gòu)體系相配套的墻體維護(hù)材料從而進(jìn)行更好的鋼結(jié)構(gòu)住宅造價(jià)控制。
參考文獻(xiàn)：
[1]周學(xué)軍，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟(jì)性分析[J].山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，4（19）：77-80.
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)住宅
0、鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的前景
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)因缺少鋼材而對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用加以限制，使建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用限制在很小的范圍內(nèi)，建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占全國(guó)鋼材總產(chǎn)量的比重極低。1996年，我國(guó)鋼產(chǎn)量首次突破億噸，1998年我國(guó)鋼產(chǎn)量已達(dá)到11434萬(wàn)噸，而且每年增產(chǎn)300萬(wàn)噸，形成了鋼材供過(guò)于求的新形勢(shì)，為發(fā)展我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)事業(yè)創(chuàng)造了極好的時(shí)機(jī)。
隨著鋼產(chǎn)量的不斷提高，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)綠色環(huán)保型建筑的不斷要求，鋼材應(yīng)用于住宅建筑主體結(jié)構(gòu)是歷史所趨。我國(guó)正在加速發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，發(fā)展以標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，以專業(yè)化、社會(huì)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)為基本方向的住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化體制。國(guó)家建設(shè)部和中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)正在組織研制和開發(fā)多層輕鋼結(jié)構(gòu)的住宅建筑體系的結(jié)構(gòu)選型，新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)與隔斷體系以及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及配件，結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，編制相應(yīng)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范和規(guī)程。可以預(yù)見，不遠(yuǎn)的將來(lái)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和應(yīng)用會(huì)有新的飛躍。
目前經(jīng)國(guó)內(nèi)廣泛研究、實(shí)驗(yàn)分析，鋼結(jié)構(gòu)住宅通用體系用于民用住宅，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，與其它住宅通用體系相比，其主要特點(diǎn)是：
1、自重輕，可減輕建筑物的重量約30%，有利于建設(shè)高層，特別是在地質(zhì)承載力低的地方和地震烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于一般住宅建筑體系。
2、布置靈活，開間大，使房型豐富，約可提高建筑面積3%~5%。具有充分的靈活性、可改性和安全性，有利于滿足現(xiàn)代人的居住需要，適應(yīng)現(xiàn)代住宅的市場(chǎng)需求。
3、可以工廠化生產(chǎn)，更易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、定型化、批量化生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
4、施工周期大大縮短。據(jù)研究，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可縮短一半，減少濕作業(yè)量，且其節(jié)能指標(biāo)可達(dá)50%，屬環(huán)保型綠色建筑體系。
本文以筆者設(shè)計(jì)的鎮(zhèn)江市某多層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)工程為例，介紹了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中值得注意的幾個(gè)問(wèn)題及其相應(yīng)對(duì)策。
1、鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系布置
目前國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑體系主要有純框架體系、框架-支撐體系、框架-核心筒體系等結(jié)構(gòu)形式[1]，各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)分析參見文獻(xiàn)[1]。
鋼結(jié)構(gòu)住宅構(gòu)件的截面形式分為：熱軋H型鋼截面，焊接H型鋼截面、鋼骨混凝土截面、焊接箱形截面、冷彎焊接方管或圓管截面等，各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)見表1。
表1不同柱截面形式的性能比較
Tab1differencepolesection’scapabilitycompared
項(xiàng)目
H型鋼
鋼骨混凝土
鋼管
鋼管混凝土
承載性能
較好
好
一般
好
用鋼量
較多
省
較多
省
施工速度[2]
最快
較慢
快
較快
防火處理
需處理
不用處理
難度大
一般
造價(jià)[2]
較高
較省
較高
較省
在設(shè)計(jì)過(guò)程中選用何種體系，應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，例如突出鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的大柱網(wǎng)因素和適應(yīng)現(xiàn)代人生活需要的大開間、易改變的布置因素。為了使結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理，多層鋼結(jié)構(gòu)住宅對(duì)結(jié)構(gòu)布置有些要求。當(dāng)然，這些要求不是絕對(duì)的，而是在可能條件下這樣做會(huì)更經(jīng)濟(jì)，更合理，主要是：
(1)采用矩形平面或由矩形平面單元組成的建筑平面。
(2)框架柱在房屋橫向宜成列布置。
(3)將支撐或桁架腹桿設(shè)在無(wú)孔口的分戶墻中。
(4)采用間隔桁架體系時(shí)，房屋縱向走廊宜在橫向桁架的中部。
我們?cè)O(shè)計(jì)的某輕鋼住宅的平面結(jié)構(gòu)布置圖，從圖上可以看出結(jié)構(gòu)布置采用了大柱網(wǎng)、大開間的結(jié)構(gòu)布置形式，采用高頻焊接H型鋼體系。
2、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中若干值得注意的問(wèn)題討論
在選擇了合適的結(jié)構(gòu)體系、柱網(wǎng)布置以后，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要有以下幾個(gè)值得注意的問(wèn)題。
2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)具有同等的重要性，因此必須給予充分的重視。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括梁－柱節(jié)點(diǎn)、梁－梁節(jié)點(diǎn)、柱－柱節(jié)點(diǎn)、柱腳節(jié)點(diǎn)、柱帽節(jié)點(diǎn)等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保節(jié)點(diǎn)的安全可靠，并盡量采用簡(jiǎn)捷、穩(wěn)定、可靠的施工工藝，減少或避免現(xiàn)場(chǎng)的焊縫連接。鋼節(jié)點(diǎn)的形式按傳力特性大體可以分為三類：鉸節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)點(diǎn)、剛性節(jié)點(diǎn)。剛性、鉸接節(jié)點(diǎn)的受力性能、施工工藝研究得比較成熟，因此在工程中取得了廣泛的應(yīng)用。
采用的幾種梁－柱節(jié)點(diǎn)連接形式。由結(jié)構(gòu)布置分析，考慮工程實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)時(shí)，多層房屋鋼結(jié)構(gòu)柱多采用焊接工字形或箱形截面，由于焊接工字形截面腹板比較薄，故在此弱軸方向與粱的連接多采用鉸接，而強(qiáng)軸方向則采用剛接形式[3]。從圖中我們不難發(fā)現(xiàn)，鉸節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單，施工方便，但它使得梁跨中彎矩加大，增加用鋼量，不經(jīng)濟(jì)；剛性節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，但其有效的降低了跨中彎矩，節(jié)約了用鋼，有較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)；而半剛性節(jié)點(diǎn)應(yīng)用比較少，主要是其受力特性比較復(fù)雜，往往通過(guò)試驗(yàn)來(lái)取得較為準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。三種形式，哪一種更加經(jīng)濟(jì)可靠，還有待于在實(shí)際工程中比較、檢驗(yàn)。
2.2墻體材料的選取
一般來(lái)說(shuō)，為了突出鋼結(jié)構(gòu)自重輕、布置靈活、可改性好的特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅不宜采用傳統(tǒng)的黏土磚或其它自重較大的材料。通常采用輕質(zhì)材料，比如：空心混凝土砌塊、加氣混凝土、壓型鋼板加輕質(zhì)保溫材料組成的復(fù)合墻體、OSB板、CS板[4]等。目前使用的比較多的是蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板（AutoclavedLightweightConcrete）簡(jiǎn)稱ALC板(塊)。這種材料質(zhì)地較輕，具有較好的防水，防滲透能力，保溫性能好，隔聲效果與一般混凝土空心砌塊相當(dāng)，自身的強(qiáng)度高，施工方便、快捷。無(wú)論做外墻還是內(nèi)隔墻效果都比較理想。
在進(jìn)行墻體的設(shè)計(jì)時(shí)，要求對(duì)連接件的強(qiáng)度、質(zhì)料和尺寸有準(zhǔn)確的規(guī)定。對(duì)連接方式充分考慮墻體和主體結(jié)構(gòu)的特性，盡可能采用簡(jiǎn)捷、快速的連接方法，以便于施工，提高作業(yè)效率。
2.3衛(wèi)生間、廚房設(shè)計(jì)
衛(wèi)生間和廚房的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中比較重要的環(huán)節(jié)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)材料的防腐能力相對(duì)較弱，而衛(wèi)生間和廚房是住宅中用水最多的地方，所以這兩處的防水處理十分重要。在其它建筑體系中，防水有兩種方法：結(jié)構(gòu)防水和材料防水。在鋼結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)防水的效果比較好。正如前文指出，框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系把衛(wèi)生間和廚房放在核心筒內(nèi)，具有良好的防水性能。對(duì)于其它結(jié)構(gòu)體系要根據(jù)工程實(shí)際情況而定，比如對(duì)于框架-支撐體系采用壓型鋼板混凝土組合樓板時(shí)，通常在墻角處將混凝土上翻100~150mm。由于目前鋼結(jié)構(gòu)住宅的工程實(shí)例不是很多，故這方面還有待進(jìn)一步研究、開發(fā)。
2.4樓梯
對(duì)其它類型鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓梯大都采用鋼樓梯，而住宅體系中則基本不用，原因是鋼樓梯的傳音效果較好。故鋼結(jié)構(gòu)住宅中常常采用混凝土樓梯或者壓型鋼板混凝土組合樓梯。在設(shè)計(jì)時(shí)要注意樓梯梁的放置位置和處理，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，這里會(huì)出現(xiàn)梁-梁連接，這種連接會(huì)使得被連接梁承受集中荷載，這樣該梁比較容易發(fā)生局部失穩(wěn)。
該鋼樓梯采用6mm鋼折板做踏板，上面澆注混凝土，踏板兩端用L50×6角鋼與樓梯梁（槽鋼）通過(guò)M12螺栓連接。這種做法利用40mm混凝土克服了一般鋼梯傳音效果好的弱點(diǎn)，同時(shí)槽鋼上翼緣可以焊接合金樓梯扶手，施工簡(jiǎn)便，值得推廣。
2.5樓蓋體系
多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的樓板必須有足夠的承載力、剛度和整體性，當(dāng)前較常采用的是在鋼梁上鋪設(shè)壓型鋼板，再澆注100mm左右的鋼筋混凝土板，即形成壓型鋼板組合樓板。樓蓋梁一般采用簡(jiǎn)支等高連接，有時(shí)也可做成不等高連接，如采用壓型鋼板組合樓板時(shí)，為了便于鋪設(shè)壓型鋼板，主次梁頂面需相差壓型鋼板厚度，同時(shí)還可以增大建筑凈層高。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮鋼梁和樓板的組合作用，這樣會(huì)顯著提高粱的承載力和整體穩(wěn)定性，并有效降低梁高，節(jié)約用鋼，降低工程造價(jià)[5]。
壓型鋼板組合混凝土樓板，除了按計(jì)算(并滿足構(gòu)造要求)在鋼梁上焊接栓釘外，為了保證混凝土和壓型鋼板共同工作，它們之間應(yīng)有連接措施，根據(jù)規(guī)范規(guī)定[6][7]，其連接措施可以依靠壓型鋼板的縱向波槽或依靠壓型鋼板的上的壓痕、開的小洞或沖成的不閉合孔眼，也可以依靠壓型鋼板上焊接的橫向鋼筋。
3、結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意的幾點(diǎn)問(wèn)題和相應(yīng)的解決方法。鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系在我國(guó)正處于一個(gè)起步階段，國(guó)家政策的導(dǎo)向，國(guó)民生活的提高對(duì)住宅提出的要求等為鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用提供了非常廣闊的前景，全國(guó)各種鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)、開發(fā)、施工公司有如雨后春筍。
本文研究?jī)H是一個(gè)起步，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在以下幾方面還值得進(jìn)一步研究開發(fā)。
1、對(duì)各種抗腐蝕性優(yōu)的鋼種的研究開發(fā)；
2、半剛性連接節(jié)點(diǎn)受力性能分析、研究；
3、隔墻板材的布置、排版的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化研究，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定以及相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)；
4、樓面結(jié)構(gòu)整體受力性能的研究；
5、結(jié)構(gòu)抗震的計(jì)算與分析；
本文作者結(jié)合自己的工作實(shí)踐，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)單的探討，介紹了鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題等，最后具體分析了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在衛(wèi)生間、廚房及樓梯設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】
鋼結(jié)構(gòu) 住宅設(shè)計(jì) 應(yīng)用
引言
近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種綠色環(huán)保建筑，已被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。特別是在我國(guó)大中城市中，人多、土地資源少，而人們對(duì)住宅密度、環(huán)境綠地等要求越來(lái)越高的情況下，較大范圍應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅，是我國(guó)生產(chǎn)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。
1、鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是工業(yè)化的集成產(chǎn)品，在《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》 中明確指出：鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑除應(yīng)滿足居住生活行為需求，在設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)輸、 安裝、維修和管理等環(huán)節(jié)中還應(yīng)遵從協(xié)調(diào)、配合及互動(dòng)的原則。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、定型化、多樣化及通用化的原則。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑及部品、零配件的設(shè)計(jì)應(yīng)執(zhí)行模數(shù)協(xié)調(diào)的原則。平面布置必須體現(xiàn)系列化原則，充分適應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、通用化應(yīng)用、多樣化組合的特點(diǎn)。柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足規(guī)則性要求，宜以住宅單元或套型為單位實(shí)現(xiàn)模塊化，以模塊的平接、錯(cuò)接和對(duì)稱凹( 凸) 接等多種拼接適應(yīng)總平面布置的變化。
2、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的原則
（一）鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的探討
穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)突出問(wèn)題。在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)中，都會(huì)遇到穩(wěn)定問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題處理不好，將會(huì)造成不應(yīng)有的損失。現(xiàn)代工程史上不乏因失穩(wěn)而造成的鋼結(jié)構(gòu)事故。在我國(guó)1988年曾發(fā)生13.2×17.99m網(wǎng)架因腹面桿穩(wěn)定位不足而在施工過(guò)程中塌落的事故。因此穩(wěn)定性鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題，一旦出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故，不但會(huì)造成經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重?fù)p失，而且會(huì)造成人員的傷亡，所以我們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要把握好穩(wěn)定設(shè)計(jì)這一關(guān)。目前，鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)過(guò)的失穩(wěn)事故都是由于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定缺少明確概念，造成一般性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在穩(wěn)定設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)。另一方面是由于新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，如空間網(wǎng)架，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等，設(shè)計(jì)者對(duì)其如何設(shè)計(jì)還沒完全的了解。
（二）鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的原則
針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑穩(wěn)定問(wèn)題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們必須遵循以下三個(gè)原則：
1）結(jié)構(gòu)整體布局必須考慮整個(gè)體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求。目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來(lái)設(shè)計(jì)的，如桁架和框架都是如此。為保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來(lái)解決，亦即設(shè)計(jì)必要的支撐構(gòu)件。這就是說(shuō)，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計(jì)算必須和結(jié)構(gòu)布局相一致。
2）結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖相一致，這對(duì)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要。目前在設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分析而是代之以框架柱的穩(wěn)定計(jì)算。在采用這種方法時(shí)，計(jì)算框架穩(wěn)定時(shí)用到的柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，自應(yīng)通過(guò)框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計(jì)算等效力框架穩(wěn)定計(jì)算。然而，實(shí)際框架多種多樣，而設(shè)計(jì)中為了簡(jiǎn)化計(jì)算工作，需要設(shè)定一些典型條件。 3）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算必須相互配合，使二者有一致性。結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)相符合，一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大家都注意的問(wèn)題。對(duì)要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點(diǎn)連接，應(yīng)分別賦予它足夠的剛度和柔度，對(duì)框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量減少桿件偏心，這些都是設(shè)計(jì)者處理構(gòu)造細(xì)部時(shí)經(jīng)常考慮到的。但是，當(dāng)涉及穩(wěn)定性能時(shí)，構(gòu)造上時(shí)常有不同于強(qiáng)度的要求或特殊考慮。例如，簡(jiǎn)支梁就抗彎強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，對(duì)不動(dòng)鉸支座的要求僅僅是阻止位移，同時(shí)允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而在處理梁整體穩(wěn)定時(shí)上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉(zhuǎn)，同時(shí)允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和梁端截面自由翹曲，以符合穩(wěn)定分析所采取的邊界條件。
3、鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系布置
目前國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑體系主要有純框架體系、框架――支撐體系、框架――核心簡(jiǎn)體系等結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)住宅構(gòu)件的截面形式分為：熱軋H型鋼截面，焊接H型鋼截面、鋼骨混凝土截面、焊接箱形截面、冷彎焊接方管或圓管截面等，各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)見表3.1.
表3.1：不同柱截面形式的性能比較
在設(shè)計(jì)過(guò)程中選用何種體系，應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，例如突出鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的大柱網(wǎng)因素和適應(yīng)現(xiàn)代人生活需要的大開間、易改變的布置因素。為了使結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理，多層鋼結(jié)構(gòu)住宅對(duì)結(jié)構(gòu)布置有些要求。當(dāng)然，這些要求不是絕對(duì)的，而是在可能條件下這樣做會(huì)更經(jīng)濟(jì)，更合理，主要是：采用矩形平面或由矩形平面單元組成的建筑平面；框架柱在房屋橫向宜成列布置；將支撐或桁架腹桿設(shè)在無(wú)孔口的分戶墻中；采用間隔桁架體系時(shí)，房屋縱向走廊宜在橫向桁架的中部。
4、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中若干值得注意的問(wèn)題討論
在選擇了合適的結(jié)構(gòu)體系、柱網(wǎng)布置以后，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要有以下幾個(gè)值得注意的問(wèn)題。
4.1 構(gòu)件設(shè)計(jì)
構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇。比較常用的是q235(類似a3)和q345(類似16mn)。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。出于經(jīng)濟(jì)考慮,也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí),可選擇q345；穩(wěn)定控制時(shí),宜使用q235。
構(gòu)件設(shè)計(jì)中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來(lái)驗(yàn)算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配。
當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗(yàn)算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步,一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過(guò)的構(gòu)件，從給定的截面庫(kù)里選擇加大一級(jí)。并自動(dòng)重新分析驗(yàn)算，直至通過(guò)，如sap2000等。這是常說(shuō)的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。但是，至少應(yīng)注意兩點(diǎn)：
1、軟件在做構(gòu)件(主要是柱)的截面驗(yàn)算時(shí),計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的取定有時(shí)會(huì)不符合規(guī)范的規(guī)定。目前所有的程序都不能完全解決這個(gè)問(wèn)題。所以,尤其對(duì)于節(jié)點(diǎn)連接情況復(fù)雜或變截面的構(gòu)件,結(jié)構(gòu)師應(yīng)該逐個(gè)檢查。
2、當(dāng)預(yù)估的截面不滿足時(shí)，加大截面應(yīng)該分兩種情況區(qū)別對(duì)待。
(1)強(qiáng)度不滿足,通常加大組成截面的板件厚度，其中,抗彎不滿足加大翼緣厚度，抗剪不滿足加大腹板厚度。
(2)變形超限，通常不應(yīng)加大板件厚度，而應(yīng)考慮加大截面的高度，否則，會(huì)很不經(jīng)濟(jì)。
使用軟件的前述自動(dòng)加大截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，很難考慮上述強(qiáng)度與剛度的區(qū)分，實(shí)際上，常常并不合適。
4.2節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，節(jié)點(diǎn)的沒計(jì)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)具有同等的重要性，因此必須給予充分的重視。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括梁――柱節(jié)點(diǎn) 、梁――梁節(jié)點(diǎn)、柱――柱節(jié)點(diǎn)、柱腳節(jié)點(diǎn)、柱帽節(jié)點(diǎn)等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保節(jié)點(diǎn)的安全可靠，并盡量采用簡(jiǎn)捷、穩(wěn)定、可靠的施工藝，減少或避免現(xiàn)場(chǎng)的焊縫連接。鋼節(jié)點(diǎn)的形式按傳力特性大體可以分為三類：鉸節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)點(diǎn)、剛性節(jié)點(diǎn)。目前剛性、鉸接節(jié)點(diǎn)的受力性能、施工工藝研究得比較成熟，因此在工程中取得了廣泛的應(yīng)用。
采用的幾種梁――柱節(jié)點(diǎn)連接形式。由結(jié)構(gòu)布置分析，考慮工程實(shí)際情況 ， 在設(shè)計(jì)時(shí)，多層房屋鋼結(jié)構(gòu)柱多采用焊接工字形或箱形截面，由于焊接工字形截面腹板比較薄，故在此弱軸方向與粱的連接多采用鉸接，而強(qiáng)軸方向則采用剛接形式。鉸節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單，施工方便，但它使得梁跨中彎矩加大，增加用鋼量，不經(jīng)濟(jì)；剛性節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，但其有效的降低了跨中彎矩，節(jié)約了用鋼，有較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)；而半剛性節(jié)點(diǎn)應(yīng)用比較少，主要是其受力特性比較復(fù)雜，往往通過(guò)試驗(yàn)來(lái)取得較為準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。三種形式，哪一種更加經(jīng)濟(jì)可靠，還有待于在實(shí)際工程中比較、檢驗(yàn)。
4.3墻體材料的選取
一般來(lái)說(shuō)，為了突出鋼結(jié)構(gòu)自重輕、布置靈活、可改性好的特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅不宜采用傳統(tǒng)的黏土磚或其它自重較大的材料。通常采用輕質(zhì)材料，比如：空心混凝土砌塊、加氣混凝土、壓型鋼板加輕質(zhì)保溫材料組成的復(fù)合墻體、OSB板、c s板等。目前使用的比較多的是蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板 ( 簡(jiǎn)稱 AL板塊)。這種材料質(zhì)地較輕，具有較好的防水，防滲透能力，保溫性能好，隔聲效果與一般混凝土空心砌塊相當(dāng)，自身的強(qiáng)度高，施工方便、快捷。無(wú)論做外墻還是內(nèi)隔墻效果都比較理想。
在進(jìn)行墻體的設(shè)計(jì)時(shí)，要求對(duì)連接件的強(qiáng)度、 質(zhì)料和尺寸有準(zhǔn)確的規(guī)定。 對(duì)連接方式充分考慮墻體和主體結(jié)構(gòu)的特性，盡可能采用簡(jiǎn)捷、快速的連接方法 ， 以便于施工， 提高作業(yè)效率。
五、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用
主要介紹了鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中的衛(wèi)生間、廚房及樓梯的設(shè)計(jì)。
5.1 衛(wèi)生間、廚房設(shè)計(jì)
衛(wèi)生問(wèn)和廚房的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中比較重要的環(huán)節(jié)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)材料 的防腐能力相對(duì)較弱，而衛(wèi)生問(wèn)和廚房是住宅中用水最多的地方，所以這兩處的防水處理十分重要。在其它建筑體系中，防水有兩種方法 ：結(jié)構(gòu)防水和材料防水。在鋼結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)防水的效果比較好。正如前文指，框架――核心筒結(jié)構(gòu)體系把衛(wèi)生間和廚房放在核心筒內(nèi)，具有良好的防水性能。對(duì)于其它結(jié)構(gòu)體系要根 據(jù)工程實(shí)際情況而定，比如對(duì)于框架――支撐體系采用壓型鋼板混凝土組合樓板時(shí)，通常在墻角處將混凝土上翻100～150mm。
5.2 樓梯
對(duì)其它類型鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓梯大都采用鋼樓梯，而住宅體系中則基本不用， 原因是鋼樓梯的傳音效果較好。故鋼結(jié)構(gòu)住宅中常常采用混凝土樓梯或者壓型鋼板混凝土組合樓梯。在設(shè)計(jì)時(shí)要注意樓梯梁的放置位置和處理，因?yàn)橥ǔＧ闆r下， 這里會(huì)出現(xiàn)梁――梁連接，這種連接會(huì)使得被連接梁承受集中荷載，這樣該梁比較容易發(fā)生局部失穩(wěn)。如某鋼樓梯采用6 mm鋼折板做踏板，上面澆注混凝土，踏板兩端用 L 50 x 6角鋼與樓梯梁( 槽鋼 ) 通過(guò) M12螺栓連接。這種做法利用40mm混凝土克服了一般鋼梯傳音效果好的弱點(diǎn)，同時(shí)槽鋼上翼緣可以焊接合金樓梯扶手，施工簡(jiǎn)便，值得推廣。
結(jié)束語(yǔ)
目前國(guó)內(nèi)的建筑業(yè)生產(chǎn)效率較低，尚屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，而鋼結(jié)構(gòu)住宅屬于高技術(shù)高效率的產(chǎn)業(yè)，加快對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究，將促進(jìn)建筑業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，并將帶動(dòng)建材、冶金、信息機(jī)械尤其是鋼鐵企業(yè)的發(fā)展。
應(yīng)該看到，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅正得到大力地發(fā)展，但從建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到制作安裝，各個(gè)環(huán)節(jié)我們都與國(guó)外先進(jìn)水平有很大的差距。作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)在工作中應(yīng)該腳踏實(shí)地的積極創(chuàng)新；專業(yè)研究人員則應(yīng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究；技術(shù)主管要加強(qiáng)對(duì)從業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)及市場(chǎng)的管理力度。只有這樣才能使我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化得到更加健康的發(fā)展，成為真正具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)體系 組合樓蓋
一、前言
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅相比于傳統(tǒng)住宅，有其突出的優(yōu)點(diǎn)：
（1）輕鋼結(jié)構(gòu)配件制作工廠化和機(jī)械化程度高，商品化程度高。
（2）現(xiàn)場(chǎng)施工速度快，主要為干作業(yè)，有利于文明施工。
（3）鋼結(jié)構(gòu)建筑是環(huán)保型的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)品。
（4）自重輕，抗震性能好。
（5）綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的快 速增長(zhǎng)，對(duì)用鋼政策由限制用鋼到合理用鋼到積極用鋼，國(guó)務(wù)院1999年頒發(fā)的72號(hào)文件提出要發(fā)展鋼結(jié) 構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)，在沿海大城市限期停止使用粘土磚。因此開發(fā)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系已成為當(dāng)前住宅結(jié)構(gòu)研究 中的熱點(diǎn)。不過(guò)，多層輕鋼結(jié)構(gòu)的研究還處于起動(dòng)階段，研究力度還不夠，實(shí)際設(shè)計(jì)和施工還存在不少爭(zhēng)議和問(wèn)題。這些都急需解決，以利于輕鋼住宅在我國(guó)健康快速發(fā)展。
二、結(jié)構(gòu)體系選型
對(duì)低、多層住宅，目前國(guó)內(nèi)外常用的結(jié)構(gòu)體系主要有：
（一）冷彎薄壁型鋼體系
構(gòu)件用薄鋼板冷彎成C形、Z形構(gòu)件，可單獨(dú)使用，也可組合使用，桿件間連接采用自攻螺釘。這種體系節(jié)點(diǎn)剛性不易保證，抗側(cè)能力較差，一般只用于1～2層住宅或別墅。筆者處理的幾個(gè)舊房加層，如薊縣 國(guó)稅局、天津港派出所等改造工程，使用了該體系，效果較好。
（二）框架
目前，這種體系在多層鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用最廣。縱橫向都設(shè)成鋼框架，門窗設(shè)置靈活，可提供較大的開間，便于用戶二次設(shè)計(jì)，滿足各種生活需求。鋼框架考慮樓蓋的組合作用，運(yùn)用在低多層住宅中，一般 都能滿足抗側(cè)要求。但是由于目前框架柱以H型鋼為主，弱軸方向梁柱連接的剛性難以保證，因此設(shè)計(jì) 施工時(shí)須慎重處理。
（三）框架支撐體系
在風(fēng)載或地震作用較大區(qū)域，為提高體系的抗側(cè)剛度，增加軸交支撐或偏交支撐效果很好。這種體系為多重抗側(cè)體系，而且梁柱節(jié)點(diǎn)，柱腳節(jié)點(diǎn)可設(shè)計(jì)成鉸接、半剛接，施工構(gòu)造簡(jiǎn)單，基礎(chǔ)主要承受軸力， 體形較小，因此成為人們青睞的對(duì)象。
（四）框架剪力墻體系
在低多層住宅中，可以應(yīng)用傳統(tǒng)的剪力墻體系，如鋼筋混凝土剪力墻或鋼板剪力墻。目前正在研究的空腔結(jié)構(gòu)板是一種理想的抗側(cè)結(jié)構(gòu)。空腔結(jié)構(gòu)板是一種新型的輕質(zhì)板材，采用黃紙制成具有眾多等邊空腔 結(jié)構(gòu)的板狀基架，然后經(jīng)浸漬而成。該板材與鋼框架可靠連接，便可形成新型剪力墻。另外美國(guó)，澳大利亞等國(guó)還開發(fā)了交錯(cuò)桁架體系，比較新穎。
三、 主要構(gòu)件設(shè)計(jì)
（一）柱
前已述及，鋼結(jié)構(gòu)住宅一般為大開間，框架柱在兩個(gè)方向都承受較大的彎矩，同時(shí)應(yīng)該考慮強(qiáng)柱弱梁的要求。而目前廣泛使用的焊接H型鋼或I字熱軋鋼截面，強(qiáng)弱軸慣性矩之比3～10，勢(shì)必造成材料浪費(fèi)。因 此對(duì)于軸壓比較大，雙向彎矩接近，梁截面較高的框架柱采用雙軸等強(qiáng)的鋼管柱或方鋼管混凝土柱是適宜的。對(duì)于方鋼管混凝土柱，不僅截面受力合理，同時(shí)可以提高框架的側(cè)向剛度，防火性能好，而且結(jié) 構(gòu)破壞時(shí)柱體不會(huì)迅速屈曲破壞。因此，盡管平面受力結(jié)構(gòu)中，選用H型鋼或I字鋼在受力上還是合理的但總體上，箱形鋼管柱尤其是方鋼管混凝土柱應(yīng)得到廣泛應(yīng)用。方鋼管混凝土柱將是鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展 的 主要方向，但由于缺乏相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程，目前在住宅中應(yīng)用還很少。尤其鋼管砼梁、柱的連接較為復(fù)雜，不利于工廠制作和現(xiàn)場(chǎng)施工，應(yīng)加大力度開發(fā)研究。
（二）樓蓋
在多層輕鋼房屋中，樓蓋結(jié)構(gòu)的選擇至關(guān)重要，它除了將豎向荷載直接分配給墻柱外，更主要的作用是保證與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)調(diào)作用；另外從抗震角度來(lái)看，還應(yīng)采用相應(yīng)的技術(shù)和構(gòu)造措施減輕樓板自 重。常用的樓蓋結(jié)構(gòu)有：壓型鋼板－現(xiàn)澆混凝土組合樓板，現(xiàn)澆鋼筋混凝土板以及鋼－混凝土疊合板，而以第一種最為常用。目前，在多層輕鋼房屋整體分析時(shí)，還普遍不考慮樓蓋與鋼梁的組合作用，即使 設(shè)置抗剪鍵，也偏保守地假設(shè)鋼結(jié)構(gòu)承受全部荷載，這樣不僅增加材料用量和結(jié)構(gòu)自重，反而會(huì)造成強(qiáng)梁弱柱的不利情況。有一6層算例，表1、表2分別反映了考慮樓蓋組合作用對(duì)梁剛度以及結(jié)構(gòu)整體剛度的影響。
表1 截面慣性矩對(duì)比
構(gòu)件名稱 截面慣性矩 組合前后的對(duì)比
主梁（負(fù)彎矩區(qū)） 1.51（2.22） 1.47
主梁（正彎矩區(qū)） 1.51（4.28） 2.83
次梁 0.797（2.48） 3.11
注：括號(hào)內(nèi)為考慮年組合作用的情況
表2 結(jié)構(gòu)位移對(duì)比
結(jié)果 工況1 工況2 工況3
樓層梁撓度 16.9（10.9） 16.9（10.2） /
屋蓋梁撓度 35.5（35.4） 34.3（34.2） /
底層層間位移 16.9（10.2） 4.8（3.7） 8.4（5.9）
頂點(diǎn)位移 / 18.2（13.8） 49.9（31.0）
注：括號(hào)內(nèi)為考慮年組合作用的情況
算例表明，考慮組合作用后主梁的剛度大大增加，使得梁的撓度和地震作用下柱頂?shù)膫?cè)移大為減少，此考慮組合作用應(yīng)予關(guān)注。為使樓層高度減到最小，提供更大的空間，組合扁梁樓蓋也成為一種趨勢(shì)。
轉(zhuǎn)貼于 （三）支撐體系
支撐分軸交支撐和近年發(fā)展起來(lái)的偏交支撐兩種，前者耐震能力較差，后者在強(qiáng)震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且為門窗洞的布置提供了有利條件，目前國(guó)內(nèi)用的還很少，建議在高烈度區(qū)首選偏交支撐。剪切型耗能梁段，加勁肋按以下公式設(shè)計(jì)：
a＝29tw－d / 5，（γp＝±0.09rad）（1）
a＝38tw－d / 5，（γp＝±0.06rad）（2）
a＝56tw－d / 5，（γp＝±0.03rad）（3）
式中，a―――加勁肋間距，d―――梁高， ―――腹板厚度，γp―――塑性轉(zhuǎn)角；彎曲型耗能梁段還需在 梁段端點(diǎn)外1.5bf處加設(shè)加勁肋。
（四）節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)
框架梁柱節(jié)點(diǎn)一般采用兩種連接方法，根據(jù)"常用設(shè)計(jì)法"，即翼緣連接承受全部彎矩，梁腹板只承受全部剪力的假定進(jìn)行設(shè)計(jì)。震害表明，這種設(shè)計(jì)不能有效滿足"強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件"的抗震要求，在高烈度區(qū)隱患 很大。改進(jìn)的框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，在梁端上下翼緣加焊楔形蓋板或者將梁端上下翼緣局部加寬蓋板面積或加大的翼緣截面面積主要由大震下的驗(yàn)算公式確定：
式中： 為基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受彎承載力，全部由局部加大后的翼緣連接承擔(dān)；為梁件的 全塑性受彎承載力； 為基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受剪承載力，僅由腹板的連接承擔(dān)；為梁的凈跨； 為梁在重力荷載代表值作用下按簡(jiǎn)支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值。
四、結(jié)論
1）低、多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅考慮樓蓋與鋼梁的組合作用，可顯著減小主梁撓度和柱頂位移。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原則；要點(diǎn)
中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、前言 鋼結(jié)構(gòu)住宅是以工廠化生產(chǎn)的鋼柱、鋼梁為骨架，加上輕質(zhì)墻板等新型材料作為內(nèi)隔墻、圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造而成的，與其他結(jié)構(gòu)相比優(yōu)越性明顯。鋼結(jié)構(gòu)住宅的出現(xiàn)是社會(huì)發(fā)展、城市化發(fā)展的必然要求，是未來(lái)建筑發(fā)展重要內(nèi)容。一方面經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展，人民生活水平不斷提高，對(duì)住宅的要求更為多樣化，應(yīng)用鋼材作為建筑的主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)住宅的出現(xiàn)符合社會(huì)發(fā)展和人們需求；另一方面，鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為材料做成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，在我國(guó)鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的背景下，鋼材產(chǎn)量明顯提高。鋼材生產(chǎn)也向商品化、標(biāo)準(zhǔn)化社會(huì)化、專業(yè)化、通用化的方向發(fā)展，為鋼結(jié)構(gòu)住宅提供了材料基礎(chǔ)、為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有利的條件。在鋼結(jié)構(gòu)住宅建造中要特別注意鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)方案的合理科學(xué)，才能保證鋼結(jié)構(gòu)住宅的實(shí)用性、安全性以及美觀性的統(tǒng)一。
二、鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn) 1、鋼結(jié)構(gòu)住宅符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求 一方面鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化水平高，鋼結(jié)構(gòu)將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)的成品集合在一起，適合工廠批量化大規(guī)模生產(chǎn)，工業(yè)化、商品化程度高。而且將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、安裝形成一體化效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)綜合成套應(yīng)用體系，有利于提高住宅的產(chǎn)業(yè)化水平；另一方面，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市不斷建設(shè)發(fā)展，城市改造工作非常重要。鋼結(jié)構(gòu)拆除施工技術(shù)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單方便。而且鋼材回收利用率高、污染較小，拆除成本低，符合可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀要求。
2、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)建造優(yōu)越性明顯
一方面鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)建造周期短。鋼結(jié)構(gòu)具有工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)安裝的特點(diǎn)，借助于計(jì)算機(jī)和專業(yè)化結(jié)構(gòu)分析軟件，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床結(jié)合，將前期設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)手段相結(jié)合，使得設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體化，具有極高的效率和精確度，建設(shè)周期短。而且修改和調(diào)整非常方便，可以減少工程建設(shè)周期。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，同樣面積建筑物，鋼結(jié)構(gòu)比砼結(jié)構(gòu)工期，可縮短三分之一；另一方面鋼結(jié)構(gòu)住宅綜合造價(jià)低。鋼結(jié)構(gòu)施工機(jī)械化水平高,減少了人工費(fèi)用和模板等其它輔助材料費(fèi)用。而且鋼結(jié)構(gòu)承載力高、構(gòu)件截面小，與砼結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)相比，本身中量比較小，上部結(jié)構(gòu)重量輕可以降低基礎(chǔ)造價(jià)，可以采用天然基礎(chǔ)型式建造地基，從而減少整個(gè)工程的支出。
另外鋼結(jié)構(gòu)住宅在施工方面優(yōu)勢(shì)突出。鋼結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，受季節(jié)條件限制小，可全天候作業(yè)。而且運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)焊接或螺栓進(jìn)行整體組裝，施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小,減少了施工臨時(shí)用地。鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)建筑材料相比，利用率高、回收率高，環(huán)境污染小、機(jī)械化水平高，大大提升了施工速度和施工質(zhì)量水平。3、鋼結(jié)構(gòu)住宅實(shí)用性大
一方面鋼結(jié)構(gòu)承載強(qiáng)度高，抗震性能優(yōu)越 ，使用周期長(zhǎng)。相同的荷載，鋼結(jié)構(gòu)截面最小；相同的截面，鋼結(jié)構(gòu)承載力最大。鋼結(jié)構(gòu)重量輕，本身所受的地震作用小。而且，鋼材具有高延性和較好的耗能能力，抗震性能好，結(jié)構(gòu)安全度高；另一方面，鋼結(jié)構(gòu)住宅能夠合理布置功能區(qū)間。利用鋼結(jié)構(gòu)連接簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，更好地應(yīng)用錯(cuò)層、躍層結(jié)構(gòu)。利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，采用大開間柱網(wǎng)布置，使建筑平面分隔靈活，使室內(nèi)布置呈多樣化。利用非承重墻體靈活分隔室內(nèi)空間，給用戶提供了根據(jù)不同用途改變結(jié)構(gòu)的可能，形成開放式住宅。而且由于鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件截面尺寸小，可以增加使用面積，提高得房率。三、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要安全可靠
鋼結(jié)構(gòu)要做到安全合理、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方便可靠，并為構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝提供保障。 結(jié)構(gòu)方案盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)生產(chǎn)盡可能縮短制造、安裝時(shí)間，節(jié)約勞動(dòng)工日；鋼結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)便于運(yùn)輸、便于維護(hù)。而且還要注意鋼結(jié)構(gòu)使用價(jià)值和觀賞價(jià)值兼?zhèn)洹?/p>
2、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)要實(shí)用、安全 鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)要發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，住宅鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對(duì)稱，而且避免鋼結(jié)構(gòu)帶來(lái)的建筑平、立面單調(diào)呆板；注意設(shè)計(jì)深度，保證達(dá)到有關(guān)的規(guī)定要求；注意解決鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑防腐蝕、防火、防震問(wèn)題。做好鋼結(jié)構(gòu)防銹、防腐處理，使結(jié)構(gòu)布置符合規(guī)則性要求，提高防震能力，保證鋼結(jié)構(gòu)住宅的實(shí)用安全性統(tǒng)一。 四、鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)1、判斷鋼結(jié)構(gòu)在住宅設(shè)計(jì)中的適用性
在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)、選用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案之前，要充分考察住宅項(xiàng)目建設(shè)是否適合用鋼結(jié)構(gòu) 。鋼結(jié)構(gòu)通常用于大跨度、高層、荷載、體型復(fù)雜或有較大振動(dòng)、密封性要求高、吊車起重量大、要求能便于安裝拆卸的結(jié)構(gòu)。為了避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，要認(rèn)真考察鋼結(jié)構(gòu)在住宅設(shè)計(jì)中的適用性。2、確定結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置 “概念設(shè)計(jì)”這一理念應(yīng)貫穿于在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體過(guò)程中，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要。國(guó)內(nèi)常見的鋼結(jié)構(gòu)類型主要有：框架、塔桅索膜、網(wǎng)架、平面架、輕鋼等。在鋼結(jié)構(gòu)選型環(huán)節(jié)，要注意依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主體系與分體系之間試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞機(jī)理、工程經(jīng)驗(yàn)、力學(xué)關(guān)系與震害等因素的綜合深入分析，從而全面性整體性的選擇最為科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)，并且注意合理布置細(xì)節(jié)。 3、分析結(jié)構(gòu)、預(yù)估截面
住宅設(shè)計(jì)在確定鋼結(jié)構(gòu)選型和布置后要注意對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以便鋼結(jié)構(gòu)于在實(shí)際設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用，例如利用線彈性分析鋼結(jié)構(gòu)。另外還需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算，包括梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。這些也是鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 4、其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)
關(guān)鍵詞：；鋼結(jié)構(gòu)住宅；綠色環(huán)保；節(jié)能，經(jīng)濟(jì)效益
中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的重要組成部分。鋼結(jié)構(gòu)住宅不同于傳統(tǒng)的砌筑式住宅,新型建筑材料的運(yùn)用越來(lái)越多，鋼結(jié)構(gòu)建筑材料的研發(fā)和利用，不僅可以節(jié)能環(huán)保，而且還可以最大限度的利用有效地空間，隨著建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)將成為我國(guó)建筑行業(yè)新型的建筑材料。為了配合工業(yè)化住宅的建設(shè),鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種新型的住宅建筑類型,需要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn),在建筑設(shè)計(jì)方面進(jìn)行研究,并對(duì)一些特殊問(wèn)題進(jìn)行深入探討。
一．鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)及存在問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是工業(yè)化的集成產(chǎn)品,在《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》中明確指出:鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑除應(yīng)滿足居住生活行為需求,在設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)輸、安裝、維修和管理等環(huán)節(jié)中還應(yīng)遵從協(xié)調(diào)、配合及互動(dòng)的原則。鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅體系主要是從材料節(jié)能、建筑節(jié)能、設(shè)備節(jié)能以及可再生能源的利用等特點(diǎn)入手，從而實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)應(yīng)以建筑設(shè)計(jì)為主導(dǎo),同時(shí)與其他專業(yè)緊密配合。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)計(jì)除要遵循住宅建筑設(shè)計(jì)一般原則外,還要特別解決以下幾個(gè)問(wèn)題:
（1）住宅結(jié)構(gòu)單元的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與建筑空間造型多樣化的矛盾影響綠色建筑的進(jìn)程
按照鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在鋼框架范圍內(nèi)可按照使用需求對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行分割,但對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的外部維護(hù)結(jié)構(gòu)的處理,由于受到鋼框架結(jié)構(gòu)的限制而無(wú)法象傳統(tǒng)住宅一樣有較大的選擇余地。鋼結(jié)構(gòu)住宅單元或套型模塊設(shè)計(jì)要綜合考慮柱、梁、樓板、外墻板、屋面板和隔墻板及設(shè)備、管線的優(yōu)化選型,但不能因此完全簡(jiǎn)單劃一,要盡量避免鋼結(jié)構(gòu)帶來(lái)的建筑平、立面單調(diào)呆板,創(chuàng)造形式豐富多樣的鋼結(jié)構(gòu)住宅戶型。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系對(duì)環(huán)境破壞小、污染小，并且住宅體系在改建或者拆遷的材料可以回收利用以及再生利用率比較高，所以鋼結(jié)構(gòu)建筑符合綠色建筑的要求，并且與鋼結(jié)構(gòu)相配套的技術(shù)的輕質(zhì)材料主要采用的是符合節(jié)能建筑要求的新型材料，原材料可以循環(huán)使用，而且還有環(huán)保、節(jié)能的作用，因此，在建筑行業(yè)采用鋼結(jié)構(gòu)是推進(jìn)我國(guó)綠色建筑的發(fā)展的重要方式。
（2）平面布置的系列化原則與住宅多樣化功能的矛盾直接影響建筑工程的效益
其一方面鋼結(jié)構(gòu)體系要求建筑平面充分適應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、通用化應(yīng)用、多樣化組合的特點(diǎn),以滿足工業(yè)化生產(chǎn)及裝配式施工的要求,這必然要求住宅單元平面開間及進(jìn)深尺寸的系列化及標(biāo)準(zhǔn)化。其二方面,居住建筑每個(gè)單元體內(nèi)部功能相對(duì)復(fù)雜,包含會(huì)客、娛樂(lè)、就餐、就寢及衛(wèi)生、廚房等不同的功能分區(qū),在建筑設(shè)計(jì)上要求達(dá)到動(dòng)靜分區(qū)、居寢分區(qū)、潔污分區(qū);同時(shí)要求設(shè)計(jì)出符合住戶心理和生理需要的建筑內(nèi)部空間,從而帶來(lái)平面布局的復(fù)雜性和多樣性。解決這兩方面的矛盾關(guān)系到如何使鋼結(jié)構(gòu)住宅適應(yīng)多樣化的需求,滿足住宅市場(chǎng)及住宅消費(fèi)群的要求,使鋼結(jié)構(gòu)住宅能夠真正進(jìn)人市場(chǎng),并成為有競(jìng)爭(zhēng)力的住宅建筑類型。鋼結(jié)構(gòu)的建筑模數(shù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)不僅可以實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn)，而且可以提高建筑的預(yù)工程化，使不同的建筑結(jié)構(gòu)的配件具有一定的互換性和通用性。并且鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)工程化可以實(shí)現(xiàn)材料加工、建筑安裝的一體化，不僅可以降低建筑的成本，而且可以縮短工期，從而提高建筑工程的效益。
（3）建筑設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與多標(biāo)準(zhǔn)住宅戶型的矛盾
住宅建筑設(shè)備部分,如衛(wèi)生間、廚房間與人的使用密切相關(guān),還涉及水、電等內(nèi)容,有較多的設(shè)備管線。鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量避免產(chǎn)生設(shè)備管線復(fù)雜的穿行及橫跨主框架現(xiàn)象,最好能集中布置;廚房、衛(wèi)生間應(yīng)采取整體化設(shè)計(jì),廚衛(wèi)設(shè)備應(yīng)符合模數(shù)協(xié)調(diào)原則;實(shí)行工廠預(yù)制成品、現(xiàn)場(chǎng)組裝并為一次裝修到位創(chuàng)造條件。而目前的主流戶型基本上無(wú)法滿足以上要求,因此處理好鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題也是鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)必須解決的問(wèn)題。
二．鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)住宅體系與一般的住宅體系不同，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系主要指主體鋼結(jié)構(gòu)承重體系、圍護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系以及樓板結(jié)構(gòu)體系。
（1）鋼結(jié)構(gòu)承重體系的分類有很多種類，但是應(yīng)用于住宅體系結(jié)構(gòu)的形式主要有純框架結(jié)構(gòu)體系、鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系、空間錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系等鋼結(jié)構(gòu)體系。
其中純鋼架結(jié)構(gòu)體系是指縱橫方向的主要是有框架作為抵抗水平抗側(cè)力和承重的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)主要是可以形成較大的使用空間、平面布置靈活以及鋼結(jié)構(gòu)各部分的剛度均勻，構(gòu)件簡(jiǎn)單，施工容易等特點(diǎn)。鋼框架支撐結(jié)構(gòu)的體系主要是在框架體系中的部分框架柱之間設(shè)立豎向的支撐形成的支撐框架，在住宅建筑的設(shè)計(jì)中采用這種形式的建筑特點(diǎn)是支撐結(jié)構(gòu)有剪力墻的作用，并且可以承載很大的水平力，抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)形式適用于30~40層的高層住宅的建筑。空間錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系主要是由柱、平面桁架和樓板組成，桁架高度和建筑樓層的層高相等，在相鄰柱上下層交錯(cuò)布置，樓板的一端放在桁架的上弦，另一端放在相鄰桁架的下弦。這種鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是實(shí)用性能好，并且經(jīng)濟(jì)。這種鋼結(jié)構(gòu)形式一般使用與15~20層的中高層住宅的建筑。
（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一體化
在國(guó)外的住宅建筑中，常見的住宅體系的設(shè)計(jì)是維護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一體化，在住宅建筑中采用這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是具有良好的防水性和防腐蝕性，并且屋面的保溫隔熱效果比較好，而且還可以使建筑的外形豐厚，但是我國(guó)的住宅體系，通常把維護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分開進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣不僅效果不好，而且還會(huì)增加工期。
（3）樓板結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)
樓面的結(jié)構(gòu)主要有樓面板和鋼梁組合而成的，鋼結(jié)構(gòu)住宅在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須應(yīng)該保證樓板有足夠的強(qiáng)度和剛度以及整體穩(wěn)定性，并且還應(yīng)該具有防火、隔音以及防水、防腐蝕性能等。在現(xiàn)在的鋼結(jié)構(gòu)的樓板結(jié)構(gòu)體系中，主要有以下幾種形式：
1）預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板，這種結(jié)構(gòu)形式主要是指將鋼梁與預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土的薄板進(jìn)行連接，然后在上面澆混凝土薄板形成的疊合裝配整體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)主要是機(jī)械化程度高、運(yùn)輸?shù)跹b方便，可以采用高強(qiáng)度鋼材和預(yù)應(yīng)力技術(shù)。
2）壓型鋼板混凝土組合樓板，這種結(jié)構(gòu)形式，主要采用蝶形壓型的鋼板樓板的總厚度應(yīng)該達(dá)到130到150mm，并且由于組合樓板需要承受傳遞平衡力的作用，因此應(yīng)該在鋼梁與壓型鋼板的結(jié)合處設(shè)置栓釘，并且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該綜合考慮樓板以及鋼梁的組合作用。，這樣可以提高梁的穩(wěn)定性和承載能力。
三．鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的前景發(fā)展與應(yīng)用
綜上所述，由于鋼結(jié)構(gòu)住宅體系具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的階段，隨著技術(shù)的不斷革新；將為鋼結(jié)構(gòu)住宅提供更好的發(fā)展空間和技術(shù)支持；鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)節(jié)能環(huán)保的要求，將朝著綠色、無(wú)害化以及生態(tài)化的方向發(fā)展，在我國(guó)的建筑行業(yè)中將得到更為廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅對(duì)構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的資源性節(jié)約型的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的提高具有重要的作用，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系將向可持續(xù)建筑方向發(fā)展，可持續(xù)建筑不僅可以滿足當(dāng)代人的需要，對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展提供好的發(fā)展前景，而且可以造福子孫后代。
四．結(jié)語(yǔ)
鋼結(jié)構(gòu)住宅是一種環(huán)保型綠色住宅建筑體系， 它在國(guó)內(nèi)外的快速發(fā)展符合住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)。在我國(guó)開展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)開發(fā)，具有推行住宅產(chǎn)業(yè)化、提高住宅質(zhì)量的劃時(shí)代意義。它有利于我國(guó)建筑行業(yè)技術(shù)進(jìn)步， 有利于促進(jìn)節(jié)能環(huán)保型建材的開發(fā)和拉動(dòng)冶金行業(yè)內(nèi)需。可以預(yù)期，隨著高效建筑鋼材的開發(fā)和建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展， 鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑必將具有更廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李尊雨；王世軼；王健：《淺談鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅》科技信息；2009(20)：244
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；局限性；前景展望
1 鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)
1.1 能合理布置功能區(qū)間
利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，創(chuàng)造開放式住宅。而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（磚混結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)）由于材料性質(zhì)限制了空間布置的自由，如果開間過(guò)大，就會(huì)造成板厚、梁高、柱大，出現(xiàn)“肥梁胖柱”現(xiàn)象，不但影響美觀，而且自重增大，增加造價(jià)，購(gòu)房者在二次裝飾時(shí)，經(jīng)常由于自行改變墻置，增加隱患。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅空間利用率高
在空間使用率上，鋼結(jié)構(gòu)的斷面小，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可增加建筑有效面積8%左右。在建筑風(fēng)格上，鋼結(jié)構(gòu)建筑也更顯靈活豐富，戶內(nèi)空間可多方案分割，可以滿足不同用戶的需求。
1.3 自重輕、抗震性能好
相同建筑面積的建筑樓層，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，根據(jù)比較，六層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的重量，僅相當(dāng)于四層磚混結(jié)構(gòu)住宅的重量。而且鋼材具有延性，能比較好的消耗地震帶來(lái)的能量，所以抗震性能好，結(jié)構(gòu)安全度高。
2 鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)
2.1 施工方便、工期短
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可以實(shí)行工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝。由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小，對(duì)周圍環(huán)境污染少，同時(shí)，施工機(jī)械化程度高，加快了施工速度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，同樣面積建筑物，鋼結(jié)構(gòu)比砼結(jié)構(gòu)工期可縮短1/3，而且可節(jié)省支模材料。
2.2 綜合造價(jià)低
由于自重輕，基礎(chǔ)費(fèi)用降低，總體用料減少，直接成本降低，建設(shè)工期短，間接費(fèi)又可減少，所以綜合造價(jià)低。
2.3 符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求
鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)成品集合于一體，成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高住宅產(chǎn)業(yè)化的水平。
另外，鋼材報(bào)廢后可實(shí)現(xiàn)100％廢品再回收利用，所以稱“鋼結(jié)構(gòu)建筑”為“綠色建筑”毫不為過(guò)，它是適應(yīng)我們?nèi)祟惪沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的新型建筑形式。
3 鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展阻力（頸瓶）分析
3.1 社會(huì)認(rèn)可度
鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展面臨的首要問(wèn)題是整個(gè)社會(huì)對(duì)這種新住宅體系的接受需要一個(gè)過(guò)程。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是在國(guó)外尤其是北美地區(qū)木結(jié)構(gòu)住宅的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，這兩種體系雖然在國(guó)外已經(jīng)十分成熟和完善，但是對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)卻完全是新東西，因而各種困難幾乎無(wú)處不在。中國(guó)的消費(fèi)者由于長(zhǎng)期以來(lái)住慣了磚混或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅，從慢慢開始接受到逐步喜歡輕鋼結(jié)構(gòu)住宅，也需要一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。
3.2 發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)上還不夠成熟
鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)，由于過(guò)去缺乏技術(shù)引導(dǎo)，市場(chǎng)需求沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度，因此，我國(guó)的相關(guān)產(chǎn)品功能性單一，工業(yè)化程度不高，產(chǎn)品質(zhì)量還不能滿足住宅產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前，該技術(shù)零散而不系統(tǒng)，技術(shù)水平及標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，不配套，需進(jìn)一步研究創(chuàng)新并進(jìn)行整合。
此外，在建材和部品方面，目前建造輕鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)工程所需材料許多要從國(guó)外運(yùn)來(lái)，甚至有些由外商在中國(guó)大陸委托加工的部件，往往也只能到國(guó)外去采購(gòu)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上一時(shí)還找不到。這也制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和推廣。
3.3 專業(yè)技術(shù)人才缺乏
在人員方面，由于國(guó)內(nèi)無(wú)論中等或是高等專業(yè)學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容中均少涉及輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，因此我國(guó)建筑類專業(yè)的工程技術(shù)人員對(duì)這一體系知之甚少，而更加缺乏的是熟練技術(shù)工人，所以雖然這一體系單純從技術(shù)層面上講并無(wú)多少難度，但真正推行起來(lái)卻往往缺乏得力的骨干。
3.4 工程造價(jià)問(wèn)題
目前輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)大陸的報(bào)價(jià)大約是同條件傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)住宅的1.5倍左右，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者近期還難以接受。然而這種價(jià)格在國(guó)外比起其它結(jié)構(gòu)形式住宅的造價(jià)來(lái)說(shuō)，卻具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，這也就是為什么輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在國(guó)外能夠蓬勃發(fā)展的原因。任何新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展都是與所處社會(huì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)背景相聯(lián)系、相適應(yīng)的，目前美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，人均GDP約為我國(guó)的40至50倍，勞動(dòng)力價(jià)格約為我國(guó)的20至30倍，因此，符合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方式的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在發(fā)達(dá)國(guó)家遠(yuǎn)比我國(guó)更易被市場(chǎng)接受。而我國(guó)由于科技和生產(chǎn)力發(fā)展水平較低，勞動(dòng)力價(jià)格便宜，盡管輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的性能和舒適度較高，但其對(duì)于傳統(tǒng)建筑形式住宅的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)反倒不夠明顯。因而市場(chǎng)接受起來(lái)比較緩慢。
3.5 缺乏有針對(duì)性的鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)
我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是針對(duì)幾十年來(lái)大量使用的結(jié)構(gòu)體系編制的，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系此前在我國(guó)屬于技術(shù)空白，所以不能滿足我國(guó)現(xiàn)行強(qiáng)制性規(guī)范的某些條文。例如我國(guó)建國(guó)以后建造的建筑物多采用磚石和鋼筋混凝土等耐火性能好的建筑材料，由此導(dǎo)致我國(guó)的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》在材料選用方面似乎較國(guó)外苛刻，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅難以滿足其要求。這種與國(guó)內(nèi)規(guī)范不銜接的狀況，使輕鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目無(wú)論在工程報(bào)建階段還是在工程驗(yàn)收階段，都會(huì)遇到數(shù)不盡的障礙與麻煩。
3.6 鋼結(jié)構(gòu)住宅本身缺陷
鋼結(jié)構(gòu)防火能力差。經(jīng)過(guò)防火處理的鋼結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間也只有2～3個(gè)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)遜色于磚石和鋼筋混凝土等耐火性能好的建筑材料。
3.7 缺乏相適應(yīng)的建筑管理模式
在建筑管理方面，我國(guó)現(xiàn)行的建筑管理模式與輕鋼結(jié)構(gòu)住宅這種工業(yè)化生產(chǎn)方式也不適應(yīng)，我國(guó)加入WTO以后，國(guó)外許多住宅生產(chǎn)企業(yè)希望進(jìn)入中國(guó)大陸市場(chǎng)，但是他們搞不清自己來(lái)到中國(guó)后應(yīng)當(dāng)申領(lǐng)什么資質(zhì)，屬于什么身份--設(shè)計(jì)單位？施工單位？集成商？還是制造商？
4 鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展前景展望
按發(fā)達(dá)國(guó)家的最低水平推算，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用鋼量至少有3600萬(wàn)噸的發(fā)展空間。在近期內(nèi)，國(guó)家將大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，力爭(zhēng)每年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼將占全國(guó)鋼材總產(chǎn)量的3％以上，年均鋼材消費(fèi)量為350萬(wàn)噸至400萬(wàn)噸；到2015年，將再翻一番，全國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材占鋼材總產(chǎn)量的6％以上，由此可見，鋼結(jié)構(gòu)住宅市場(chǎng)前景十分廣闊。住宅產(chǎn)業(yè)化是我國(guó)住宅業(yè)發(fā)展的必由之路，因?yàn)檫@將成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化制作，而與之相配套的墻體材料可以采用節(jié)能、環(huán)保的新型材料，它屬綠色環(huán)保性建筑，可再生重復(fù)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，因此鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)的研究成果必將大大促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，直接影響著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和前途。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種綠色環(huán)保建筑，已被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。特別是在我國(guó)大中城市中，人多、土地資源少，而人們對(duì)住宅密度、環(huán)境綠地等要求越來(lái)越高的情況下，較大范圍應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅，是我國(guó)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，它是符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的推廣項(xiàng)目。
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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)住宅 工業(yè)化 市場(chǎng)化 建筑體系
Abstract: with the China's national economic development and population urbanization housing construction in our country for unprecedented development. At present China has become the first country produces, and the steel structure housing, suitable for mass production factory, industrialization and commercialization degree is high, can design, production, construction, installation integration, improve the level of housing industrialization. Due to these advantages, steel structures in the housing market will have good development prospect.
Keywords: steel structure housing industrialization marketization building system
中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
一、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的概念：
住房的建筑形式和風(fēng)格千差萬(wàn)別，但就結(jié)構(gòu)體系（支撐骨架）而言，只有磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等幾種主要的結(jié)構(gòu)形式。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的認(rèn)識(shí)不斷加深，對(duì)木材和粘土磚已經(jīng)提出限制、限時(shí)使用，現(xiàn)階段我國(guó)住宅建筑的主要結(jié)構(gòu)形式主要以鋼筋混凝土框架為主，但該結(jié)構(gòu)存在施工煩瑣、施工垃圾多且結(jié)構(gòu)自重大，進(jìn)深和開間相對(duì)較小，梁、柱粗大，空間利用率較低等缺點(diǎn)，這在一定程度上無(wú)法滿足條件越來(lái)越高的住宅建筑的功能要求。因此，開發(fā)堅(jiān)固耐久，建造快速，空間布置靈活，易于改建的新型住宅結(jié)構(gòu)體系，則成為住宅建筑和結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要趨勢(shì)。
隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)，新型建材的發(fā)展和應(yīng)用，符合上述要求的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系逐步發(fā)展起來(lái)并引起了廣泛的關(guān)注。所謂的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系就是指由維護(hù)墻體、隔斷墻體、樓板與主體鋼結(jié)構(gòu)共同組成的住宅體系。
本文闡述的住宅鋼結(jié)構(gòu)體系是指純鋼結(jié)構(gòu)（鋼框架或框架-支撐）體系，介于高層鋼結(jié)構(gòu)（鋼框架或鋼框架-混凝土剪力墻）體系與冷彎薄壁型鋼鋼結(jié)構(gòu)（Z、C等輕型鋼結(jié)構(gòu)）體系之間的多層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。
二. 鋼結(jié)構(gòu)住宅“錢景”誘人
90年代以來(lái)，國(guó)家政策大力支持、建設(shè)部積極推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院1999年指示：發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅，擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場(chǎng)占有率，加速住宅產(chǎn)業(yè)化過(guò)程；國(guó)家經(jīng)貿(mào)委在《2000年建筑業(yè)技術(shù)發(fā)展方向和重點(diǎn)》中明確：要建立現(xiàn)代化住宅產(chǎn)業(yè)工業(yè)體系，重點(diǎn)進(jìn)行輕鋼結(jié)構(gòu)體系、住宅節(jié)能體系和新型建筑材料的開發(fā)；國(guó)家建設(shè)部和冶金工業(yè)局已于1999年發(fā)出通知，要求各省市在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中推廣應(yīng)用國(guó)產(chǎn)H型鋼，并出臺(tái)了相關(guān)政策。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化已蓄勢(shì)待發(fā)。
從1999年北京埃姆思特鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)有限公司引進(jìn)美國(guó)MST式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅樣板房到現(xiàn)在，全國(guó)各地鋼結(jié)構(gòu)住宅如雨后春筍般破土而出。北京、上海、天津、山東、安徽、廣東等地建了大量低層、多層、高層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)示范工程，這些試點(diǎn)示范工程的成功，體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的良好勢(shì)頭。
我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)雖有十年的發(fā)展歷史，但鋼結(jié)構(gòu)住宅目前還只是剛起步，而在美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家發(fā)展和應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)建筑已有上百年歷史，如日本的鋼結(jié)構(gòu)建筑占建筑總面積的50％左右，韓國(guó)約占20％。美國(guó)等國(guó)家建筑業(yè)用鋼材占國(guó)家鋼材產(chǎn)量的比例高達(dá)50％，而我國(guó)建筑用鋼僅占鋼材產(chǎn)量比例的20％。鋼結(jié)構(gòu)建筑在整個(gè)建筑中所占比重，發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)到50％以上，但在我國(guó)卻不到5％，建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量只占我國(guó)鋼產(chǎn)量的1．5％～2％，差距十分巨大。因此中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)的要求及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有廣闊的前景。
休閑永遠(yuǎn)是人們生活的主題，住宅的個(gè)性化永遠(yuǎn)是我們不變的住居理念，鋼結(jié)構(gòu)住宅寬敞的空間恰好提供了一個(gè)DIY的平臺(tái)。因此這樣一個(gè)以自我為中心的生活主題，勢(shì)必會(huì)成為人們的新貴。如今，由于國(guó)家的宏觀調(diào)控作用，房市出現(xiàn)了前所未有的低迷。在這個(gè)時(shí)機(jī)推出鋼結(jié)構(gòu)住宅，利用鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)來(lái)吸引市民目光，刺激消費(fèi)，增加市場(chǎng)的購(gòu)買力，有著事半功倍的作用。這是一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)。
三. 鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是目前最具有發(fā)展?jié)摿Φ沫h(huán)保節(jié)能型住宅，在歐美及日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家已被普及性推廣，它不僅代替了傳統(tǒng)的住宅模式，而且完全使用工業(yè)化生產(chǎn)的建材，集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身，是二十一世紀(jì)人類社會(huì)居住環(huán)境的最佳產(chǎn)品。
1) 替代傳統(tǒng)的紅磚及混凝土。鋼結(jié)構(gòu)住宅突破了中國(guó)“秦磚漢瓦”式的傳統(tǒng)建造模式，被譽(yù)為“第四次住宅革命”。它工業(yè)化程度高，便于形成標(biāo)準(zhǔn)的建筑體系，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件的工廠化和施工的機(jī)械化生產(chǎn)。
2) 節(jié)能效果好，不僅高于木結(jié)構(gòu)住宅，而且比磚混住宅節(jié)能60％以上。建筑服務(wù)期滿拆除時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)材料可全部回收。
3) 鋼結(jié)構(gòu)住宅強(qiáng)度大，抗風(fēng)、抗震性能好。特別是在地震區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)住宅同磚混結(jié)構(gòu)住宅比較，具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。
4) 外形設(shè)計(jì)自如，室內(nèi)大空間無(wú)梁無(wú)柱，跨度可達(dá)12米。這也是鋼結(jié)構(gòu)住宅的最大的優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)寬敞的空間正好給了業(yè)主一個(gè)根據(jù)自己的愛好來(lái)布置自己的生活空間，再也不用因?yàn)槌兄貕Α?gòu)造柱來(lái)影響房子個(gè)性化的設(shè)計(jì)。
5) 施工速度快、周期短、全天候施工，不受季節(jié)影響，施工周期短，鋼結(jié)構(gòu)的自重輕，干式施工無(wú)污染、無(wú)燥音，是環(huán)保型建筑的典范。
6) 戶內(nèi)的有效平面增大，比相應(yīng)的磚混和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高了6%。增大了有效的生活空間。
7) 保溫隔熱隔音效果突出。
四、鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
在談到鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)時(shí)，人們的思想仍停留在傳統(tǒng)的印象中（過(guò)去我國(guó)鋼產(chǎn)量低而對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑加以限制，從而造成長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究落后和認(rèn)識(shí)上的偏差），致使形成“鋼結(jié)構(gòu)住宅的成本昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”，“鋼結(jié)構(gòu)鋼含量過(guò)高”，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)含量高等事實(shí)上，我們應(yīng)該結(jié)合以上所論的各種因素綜合考慮，而不是單一、片面的認(rèn)識(shí)和理解。而僅就鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)本身經(jīng)濟(jì)成本相比而言，鋼結(jié)構(gòu)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要節(jié)省鋼筋制作、混凝土澆注、模板的周轉(zhuǎn)和圍護(hù)腳手架等材料、施工的費(fèi)用；而且鋼結(jié)構(gòu)住宅在環(huán)保節(jié)能產(chǎn)生的附加價(jià)值以及社會(huì)效應(yīng)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是不可估量的。
五.鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑要以建筑設(shè)計(jì)為主導(dǎo)，其他專業(yè)緊密互動(dòng)配合。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑除要遵循住宅建筑設(shè)計(jì)一般原則外、要注重解決：
1、發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的自身優(yōu)勢(shì)，梁跨度可增大、開間更靈活、為住戶創(chuàng)造更大的空間。但又要盡量避免鋼結(jié)構(gòu)帶來(lái)的建筑平、立面單調(diào)呆板。
2、要解決鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑防火、防腐蝕問(wèn)題。特別是在多雨的地方，防腐、防銹工作處理的好壞直接影響到鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣。
3、選擇和開發(fā)外墻板，是鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑推廣中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。除滿足外墻板的各項(xiàng)技術(shù)要求外，還要做到墻板原材料應(yīng)地之宜、工廠化生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝連接方便。
4、鋼結(jié)構(gòu)要做到安全合理、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方便可靠、并為構(gòu)件制作、運(yùn)輸、吊裝創(chuàng)造條件。
5、建筑設(shè)備與鋼結(jié)構(gòu)住宅配合，是住戶首先遇到的問(wèn)題。因此如何采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)開發(fā)適合于鋼結(jié)構(gòu)住宅的各項(xiàng)設(shè)備是我們必須要解決的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞: 鋼結(jié)構(gòu), 住宅, 產(chǎn)業(yè)化
Abstract: combining with the steel structure housing industry development status, according to the factors which restrict the development of the steel structure housing industrialization, expounded and put forward the corresponding countermeasures, in order to promote the healthy development of energy saving and green steel structure housing industrialization.
Key words: steel structure, residential industrialization
中圖分類號(hào)： TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)
近年來(lái), 鋼結(jié)構(gòu)住宅已被住建部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目, 國(guó)家出臺(tái)了相關(guān)的積極政策, 鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種新興產(chǎn)業(yè)體系, 其優(yōu)點(diǎn)有目共睹, 然而, 這種具有眾多優(yōu)點(diǎn)的“綠色建筑”, 在我國(guó)這樣一個(gè)鋼鐵大國(guó)卻一直發(fā)展得不夠理想, 仍然存在較多的問(wèn)題, 成為制約鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸。
1鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)偏高
鋼材比混凝土貴是顯然的, 如僅考慮結(jié)構(gòu)投資, 純鋼結(jié)構(gòu)約是混凝土結(jié)構(gòu)的兩倍, 鋼) 混凝土組合或混合結(jié)構(gòu)是混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)的 1. 5倍, 故一般的概念是: 與混凝土結(jié)構(gòu)相比, 鋼結(jié)構(gòu)不經(jīng)濟(jì), 這也跟專業(yè)技術(shù)人才缺乏、配套體系不完善等原因有關(guān)。其導(dǎo)致的直接后果是: 鋼結(jié)構(gòu)住宅( 尤其是鋼結(jié)構(gòu)的中低層住宅和中低檔住宅)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。
2觀念認(rèn)識(shí)滯后
建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工部門對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅缺乏認(rèn)識(shí), 尤其是開發(fā)商對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅多方面的優(yōu)越性認(rèn)識(shí)不夠, 消費(fèi)者的意識(shí)還停留在磚和混凝土階段, 因循守舊的觀念桎梏著鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展; 另外中國(guó)傳統(tǒng)的消費(fèi)與生活理念也限制了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。中國(guó)傳統(tǒng)的消費(fèi)思想是: 新三年, 舊三年, 縫縫補(bǔ)補(bǔ)又三年。對(duì)于住宅, 希望其使用壽命越長(zhǎng)越好, 甚至還要考慮傳宗接代。而很多歐美國(guó)家居民的消費(fèi)觀念是: 舊的不去, 新的不來(lái)。要的是一個(gè)合理壽命, 與購(gòu)買價(jià)格相匹配的壽命, 并非越長(zhǎng)越好。
3防火性能較差
鋼材的耐溫性較差,其許多性能隨溫度升降而變化,當(dāng)溫度達(dá)到430℃~ 540℃之間時(shí),鋼材的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和彈性模量將急劇下降, 失去承載能力。2001 年“9·11”事件, 使人們目睹了鋼結(jié)構(gòu)建筑垮塌的慘景, 愈發(fā)關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)住宅的防火性能。
4抗腐性能較差
普通鋼材的抗腐蝕性能較差, 尤其是處于濕度較大、有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境中, 會(huì)較快地生銹腐蝕, 削弱了構(gòu)件的承載力, 鋼結(jié)構(gòu)住宅如果不注意環(huán)境又不及時(shí)采取必要的防護(hù), 勢(shì)必會(huì)加快銹蝕速度, 一個(gè)小小的腐蝕坑, 會(huì)造成應(yīng)力集中, 引起裂紋折斷, 可能使整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)垮塌。
5專業(yè)人才缺乏
鋼結(jié)構(gòu)住宅要求應(yīng)用大量的新技術(shù), 我國(guó)現(xiàn)在還缺乏這方面的人才。我國(guó)專門研究鋼結(jié)構(gòu)住宅的人員較少, 大多數(shù)設(shè)計(jì)和施工單位在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系方面有專長(zhǎng), 而在鋼結(jié)構(gòu)住宅方面缺乏相關(guān)的人才。由于我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅尚處于開發(fā)階段, 施工技術(shù)工人更是奇缺, 培訓(xùn)技術(shù)人員是發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的重要環(huán)節(jié)。
6標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)不夠健全
我國(guó)目前還沒有統(tǒng)一、系統(tǒng)地推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅的方式方法,各單位的研究工作均是從頭開始, 經(jīng)驗(yàn)不能很好地借鑒、傳承, 經(jīng)驗(yàn)推廣工作做得不夠理想。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)住宅總的發(fā)展規(guī)范還不夠, 因此發(fā)展比較亂。有關(guān)部門在總結(jié)以前的經(jīng)驗(yàn), 指出未來(lái)的發(fā)展方向上做得還不夠。
人們對(duì)于新生事物往往是非常挑剔的, 不容許出現(xiàn)任何問(wèn)題, 也是制約鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的重要因素。雖然鋼結(jié)構(gòu)住宅在國(guó)外應(yīng)用較為普遍, 且技術(shù)較為成熟, 但主要是針對(duì)低層住宅而言的, 國(guó)外的多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)用極少, 也很難有成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。國(guó)內(nèi)現(xiàn)建成的住宅可能由于設(shè)計(jì)、加工與安裝等方面的不足, 存在滲水、墻板出現(xiàn)微小裂縫等小問(wèn)題, 使得人們印象中的鋼結(jié)構(gòu)住宅是問(wèn)題迭出的結(jié)構(gòu), 從而拒之于千里之外; 而容忍磚混、混凝土結(jié)構(gòu)住宅保溫性能差、安裝速度慢、不宜拆除、不利環(huán)保、且不能循環(huán)使用等一系列存在多年的問(wèn)題。
7結(jié)語(yǔ)
鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系具有靈活性、可改性和安全性, 可滿足現(xiàn)代居住生活的需要, 適應(yīng)現(xiàn)代住宅市場(chǎng)的需求。建筑體系中重點(diǎn)發(fā)展低層建筑體系和中、小高層住宅建筑體系, 有利于降低成本、節(jié)約用地、節(jié)約能源, 充分發(fā)揮新型建材的作用, 促進(jìn)新型建材設(shè)備和制品的發(fā)展, 因此具有極明顯的社會(huì)效益。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化和工業(yè)化生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)住宅；分析調(diào)研；合理建議
近年來(lái)，綠色建筑成為現(xiàn)代人們生活的主要追求，隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，高層建筑愈來(lái)愈多，作為一種低碳、綠色環(huán)保建筑的鋼結(jié)構(gòu)住宅也發(fā)展的相當(dāng)迅速，被列為建設(shè)部推廣項(xiàng)目。尤其是在中國(guó)大中城市，目前人多地少的情況越來(lái)越嚴(yán)重，而人們對(duì)居住條件的要求越來(lái)越高，這就促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)住宅在較大范圍應(yīng)用，它的發(fā)展體現(xiàn)了國(guó)家的建筑水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平，屬于國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的推廣項(xiàng)目。
1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的涵義：
鋼結(jié)構(gòu)住宅是以鋼材制作為主，以輕質(zhì)墻板等新型材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)隔墻建造而成。最早的一棟鋼結(jié)構(gòu)高層于1883年在美國(guó)芝加哥拔地而起，自此在國(guó)外已有130年的歷史。而中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展是在改革開放后，尤其全國(guó)的鋼產(chǎn)量有了突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)。特別是1997年以后，全國(guó)鋼產(chǎn)量突破1億t，但鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占總鋼產(chǎn)量的比例僅為3%左右，建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量又僅占鋼結(jié)構(gòu)用鋼量10%，為提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的用量，國(guó)家外經(jīng)貿(mào)委會(huì)同冶金部制定了一系列的政策措施，鼓勵(lì)建筑工程采用鋼結(jié)構(gòu)形式。
2 鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的比較
2.1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)
2.1.1 結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、抗震性能卓越
鋼材的特點(diǎn)是自重輕、強(qiáng)度高、剛度大，用于建造超高、超重型及大跨度的建筑物特別適宜，相同建筑面積的樓層，鋼結(jié)構(gòu)住宅樓的重量比傳統(tǒng)建筑輕30%。同時(shí)鋼材的自身特點(diǎn)具有很好的延展性，能較好地消除地震波力，防震性能好，結(jié)構(gòu)安全度高。
2.1.2 基礎(chǔ)造價(jià)低
建筑的總重量輕，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量較混凝土結(jié)構(gòu)的減少50%，可以極大減少基礎(chǔ)造價(jià)。并且還具有施工速度快、造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)。
2.1.3 鋼結(jié)構(gòu)住宅空間利用率高
具有良好的空間感，鋼結(jié)構(gòu)住宅比傳統(tǒng)建筑能更好的滿足建筑上大開間靈活分隔的要求，空間利用的靈活性大，極大的提高面積使用率，戶內(nèi)有效使用面積提高約6%。在整體風(fēng)格上，由于戶內(nèi)空間可多方案分割，鋼結(jié)構(gòu)建筑也更顯靈活豐富，可以滿足各種用戶的需求。
2.1.4 鋼結(jié)構(gòu)住宅的綜合效益高
從建筑投資的多種角度來(lái)看，如投資回報(bào)、節(jié)約空間、增加空間利用靈活性等，都足夠體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的綜合效益。第一，投資者都希望盡可能快地收回投資成本，盡可能增加可利用面積，產(chǎn)生長(zhǎng)久利潤(rùn)；第二，鋼結(jié)構(gòu)住宅工期短、自重輕、建筑基礎(chǔ)費(fèi)用少、施工機(jī)械化程度高等因素，使鋼結(jié)構(gòu)住宅具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和良好的市場(chǎng)前景的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
2.1.5 鋼結(jié)構(gòu)建筑屬于綠色環(huán)保建筑
由于鋼結(jié)構(gòu)住宅采用節(jié)能、環(huán)保的新型墻體材料與之配套，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化制作。加上健康、環(huán)保、抗震的特點(diǎn)，足以符合我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。
另外，鋼結(jié)構(gòu)住宅鋼材可實(shí)現(xiàn)100%廢品再回收利用，是適應(yīng)我們?nèi)祟惪沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的新型建筑形式，可稱之為 “綠色建筑”。
2.2 缺點(diǎn)
2.2.1 施工復(fù)雜性
鋼結(jié)構(gòu)住宅由于在工程施工中程序復(fù)雜，故出現(xiàn)問(wèn)題后，難以進(jìn)行質(zhì)量問(wèn)題的分析、判斷和處理，如簡(jiǎn)單的焊接裂縫，就可能出現(xiàn)多種原因，既可能是冷裂縫也可能是熱裂縫，讓人無(wú)法判斷。
2.2.2 防火能力差
鋼結(jié)構(gòu)住宅由于自身材料問(wèn)題，雖經(jīng)過(guò)防火處理的鋼結(jié)構(gòu)，也只有2h～3h的耐火時(shí)間，與傳統(tǒng)建筑相比較，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如其他耐火性能好。
2.2.3 社會(huì)認(rèn)可度低
在中國(guó)，人們對(duì)新興事物總需要很長(zhǎng)的接受時(shí)間，這就成為鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展要面臨的問(wèn)題，人們對(duì)這種新住宅體系的接受需要一個(gè)過(guò)程。
2.2.4 技術(shù)不夠完善
由于中國(guó)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅較晚，需求沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度，缺乏高新技術(shù)引導(dǎo)。另外，中國(guó)工業(yè)化程度較低，質(zhì)量也不能達(dá)到住宅產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的要求。故工程技術(shù)較為零散；技術(shù)水平及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參差不齊。
2.2.5 工程人才匱乏
在國(guó)內(nèi)中等或是高等建筑學(xué)校中，專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容都很少涉及鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。因此，工程技術(shù)人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的專業(yè)體系是知之表面，不求甚解。工地上更缺乏熟練的技術(shù)工人，所以從技術(shù)層面講，雖難度不算大，但在推行中卻往往缺乏得力的骨干。
3 鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展前景展望
近年來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，因此，鋼結(jié)構(gòu)住宅市場(chǎng)前景十分廣闊。
3.1 特種鋼的不斷涌現(xiàn)
隨著鋼鐵企業(yè)冶煉技術(shù)的不斷提升，適應(yīng)市場(chǎng)需求的特種鋼在不斷地試驗(yàn)成功，例如寶鋼、武鋼、安鋼等鋼鐵企業(yè)成功開發(fā)的耐火、耐候、耐酸鋼。多種新型建筑用鋼的出現(xiàn)將大力推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。
3.2 建筑技術(shù)的不斷發(fā)展
隨著鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)的日趨成熟，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)建筑規(guī)范、建筑標(biāo)準(zhǔn)也將隨之逐漸完善。建筑技術(shù)人才將不斷涌現(xiàn)，成為成熟的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
4 結(jié)束論
作為綠色環(huán)保性建筑的鋼結(jié)構(gòu)住宅，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，再次回收，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。因此鋼結(jié)構(gòu)體系住宅的發(fā)展，必將極大促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化，深層次的影響中國(guó)住宅體系的發(fā)展水平和前景。將成為建筑現(xiàn)代化發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志，也必將成為住宅結(jié)構(gòu)體系的主流。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張慶風(fēng).鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
摘 要 我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)自1996年鋼產(chǎn)量的快速提高以來(lái)有了飛速的發(fā)展，特別是鋼結(jié)構(gòu)住宅也是不斷涌現(xiàn)，本文簡(jiǎn)要總結(jié)了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展歷史。
關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)住宅 發(fā)展
1996年以來(lái)，我國(guó)的鋼產(chǎn)量有了很大的提高，每年的鋼產(chǎn)量均在1億噸以上，到2003年，我國(guó)的鋼產(chǎn)量更是達(dá)到了2億噸。在鋼產(chǎn)量不斷增加的同時(shí)，我國(guó)的鋼材品種也日益豐富，其中適于建筑結(jié)構(gòu)用鋼的型鋼、板材、管材的規(guī)格也相當(dāng)豐富。但我國(guó)建筑業(yè)的用鋼量占總鋼產(chǎn)量的比例僅為25%左右，而在建筑業(yè)的用鋼量中，建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量?jī)H占10%[1]，這與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距。為此，國(guó)家有關(guān)部委制定了在建筑工程中推廣使用鋼結(jié)構(gòu)的一系列政策措施，爭(zhēng)取在“十五”期間建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的3%，至2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的6%。1996年《中國(guó)建筑技術(shù)政策》（l996-2010），以及2001年國(guó)家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要的公布，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展是一個(gè)有力的推動(dòng)。
國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，鋼產(chǎn)量的提高，給鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。在20世紀(jì)90年代中后期，我國(guó)的一些沿海地區(qū)和城市引進(jìn)輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑，這些結(jié)構(gòu)以其形式輕盈，造價(jià)相對(duì)較低，建造速度非常快等特點(diǎn)，使人耳目一新。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)各種鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑、鋼結(jié)構(gòu)體育場(chǎng)館、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷涌現(xiàn)，形成了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑有史以來(lái)發(fā)展的第一次高峰。從1991年至今，形成了鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的又一高峰。除大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁、大型飛機(jī)庫(kù)、廠房、體育場(chǎng)館建設(shè)外，已經(jīng)建設(shè)一批如深圳帝王大廈、上海金茂大廈、大連遠(yuǎn)洋大廈等30多幢新的高層鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑。而大連遠(yuǎn)洋大廈的建成標(biāo)志著我國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑的設(shè)計(jì)、制造、安裝以及鋼材的供應(yīng)完全國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)日趨成熟[2]。
鋼結(jié)構(gòu)因其具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小、工業(yè)化程度高的特點(diǎn)，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)又是可重復(fù)利用的綠色環(huán)保材料，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅體系將是很有前途的一種住宅體系。鑒于我國(guó)目前的住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況，建設(shè)部將鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的開發(fā)和應(yīng)用作為我國(guó)建筑業(yè)用鋼的突破點(diǎn)，并且制定了《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》和《鋼框架核心筒住宅建筑體系技術(shù)導(dǎo)則》等一系列技術(shù)政策。加快住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、積極推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅體系己成為建設(shè)部近幾年重點(diǎn)研究的課題之一。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來(lái)講，構(gòu)件幾何參數(shù)的偏差對(duì)結(jié)構(gòu)的施工和安裝以及可靠性都有很大影響。但我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究和應(yīng)用都處于探索起步階段，設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)水平，加工企業(yè)的制作生產(chǎn)水平以及施工單位的施工安裝水平參差不齊。因此，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加工水平的調(diào)查以及分析構(gòu)件的加工偏差對(duì)于基于概率論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的抗力水平，結(jié)構(gòu)的安裝水平以及鋼構(gòu)件加工廠的加工的質(zhì)量監(jiān)管都具有很大的意義。
我國(guó)在上世紀(jì)70年代末、80年代初統(tǒng)計(jì)確定的住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載與抗力水平與今天――21世紀(jì)的住宅結(jié)構(gòu)情況己有很大的差別，一是住宅結(jié)構(gòu)的形式和要求發(fā)生了很大的變化，二是經(jīng)濟(jì)水平有了明顯的提高，作為安全與經(jīng)濟(jì)平衡的可靠度水平調(diào)整是一個(gè)急需要解決的問(wèn)題。要較好地研究和解決我國(guó)住宅結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計(jì)問(wèn)題，一要靠取得結(jié)構(gòu)可靠度理論研究的成果，二要靠統(tǒng)計(jì)、調(diào)查和整理結(jié)構(gòu)可靠度基本隨機(jī)變量的基本統(tǒng)計(jì)參數(shù)，三是要研究結(jié)構(gòu)抗力的特性以及影響因素。
由于環(huán)保觀念的加強(qiáng)與木材的短缺等因素，在許多國(guó)家和地區(qū)，如美國(guó)、日本、英國(guó)、澳洲等，都積極地推動(dòng)中低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅。美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅在1992年初期，僅有500棟，而1998年就達(dá)到12萬(wàn)棟，到2000年就達(dá)到了20萬(wàn)棟的規(guī)模，約占住宅建筑的20%。在日本，工業(yè)化住宅已占新建住宅的20%。1999年統(tǒng)計(jì)輕鋼結(jié)構(gòu)低層住宅占工業(yè)化住宅71%。在澳大利亞，為了推動(dòng)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅，政府和民間積極開展有關(guān)宣傳、研究，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅市場(chǎng)占有率15%、每年均有明顯增長(zhǎng)。目前，鋼結(jié)構(gòu)單層或多層建筑已廣泛應(yīng)用在包括旅館、低收入住宅，老年公寓，托兒所，醫(yī)院以及別墅等住宅建筑領(lǐng)域[3]。
改革開放以來(lái)，我國(guó)住宅建設(shè)發(fā)展很快，1999年與1978年相比，全國(guó)城市人均居住面積已從3.6m²增加到9.78m²。1999年我國(guó)總?cè)丝跒?2.67億，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到16億，城市人口將由現(xiàn)在的30.9%增加到60%。從20世紀(jì)90年代以來(lái)，在國(guó)家政策的大力支持下，建設(shè)部就在全國(guó)積極推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用和發(fā)展。近年來(lái)，又在建設(shè)部的直接組織與推動(dòng)下，在北京、上海、天津、新南、安徽馬鞍山鋼鐵公司和山東萊蕪鋼城等地開始并建成一批鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)工程。還有一些超高層、超大跨的具有世界影響力的建筑，如許多建筑界專家都認(rèn)為，“鳥巢”不僅為2008年奧運(yùn)會(huì)樹立一座獨(dú)特的歷史性的標(biāo)志性建筑，而且在世界建筑發(fā)展史上也將具有開創(chuàng)性意義，將為21世紀(jì)的中國(guó)和世界建筑發(fā)展提供歷史見證；上海國(guó)際金融中心為中國(guó)內(nèi)陸的第一高樓亦得到世界建筑同行的熱切關(guān)注。
展望未來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)由于其諸多優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)必將是住宅領(lǐng)域的一支重要支柱。制作和安裝的偏差對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的安全和正常使用都有著至關(guān)重要的影響，因此隨著鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的逐步擴(kuò)展，以及人們對(duì)住宅建筑可靠性以及使用和美觀要求的提高，必將對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝的提出更高的要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]柴旭.我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的現(xiàn)狀與展.SteelConstruetion.Vol.16.2001(l).
1多層鋼結(jié)構(gòu)住宅施工便捷
鋼結(jié)構(gòu)的配件均比較輕巧，在運(yùn)輸過(guò)程中有著方便、快捷的優(yōu)勢(shì)。進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，施工空間更加寬廣，不需要支模，方便施工時(shí)的操作，并且施工的過(guò)程中，基本不會(huì)受到氣候環(huán)境的影響。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的管線布置更為靈活，方便進(jìn)行改造與維修。環(huán)保型的綠色可回收或者易降解的材料是鋼結(jié)構(gòu)住宅的主要材料，建筑拆除時(shí)建筑材料也可以回收利用，有效減少建筑垃圾對(duì)環(huán)境的污染。因此，采用鋼結(jié)構(gòu)施工可以使建筑工程施工工期更短，能有效加快資金周轉(zhuǎn)的速度，提高企業(yè)效益的同時(shí)達(dá)到良好的社會(huì)效益。
2多層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)更加美觀
因?yàn)殇摬馁|(zhì)的輕巧且強(qiáng)度高，可以形成較大的建筑空間，有效使用面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土結(jié)構(gòu)或者磚混結(jié)構(gòu)。在多層住宅建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)，能靈活地布置室內(nèi)格局，使得住宅的空間布局更為合理，增強(qiáng)了建筑的功能性，讓住宅的使用功能充分滿足現(xiàn)代建筑的要求。同時(shí)，也可以使建筑的造型更加美觀、更加豐富。
3多層鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑施工技術(shù)
3.1施工常用的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)多層鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑施工主要采用四種結(jié)構(gòu)體系，分別為純框架形式、框架支撐形式、型鋼混凝土組合形式以及鋼框架-混凝土抗震墻形式。在純框架形式結(jié)構(gòu)中，型鋼是梁柱的主要材料，整個(gè)結(jié)構(gòu)的組裝方式為焊接或者螺栓連接；框架支撐形式結(jié)構(gòu)施工方式與純框架結(jié)構(gòu)相似，不同的是，出于抗震的需要，主體結(jié)構(gòu)主軸方向均設(shè)置斜撐；型鋼混凝土組合形式與上述兩種方式略有不同，需要在鋼骨架梁柱外澆筑混凝土，起到防腐、防火與支撐的作用；鋼框架-混凝土抗震墻形式內(nèi)部運(yùn)用澆筑方式施工，將鋼結(jié)構(gòu)框架與預(yù)埋構(gòu)件連接。
3.2施工常用的樓板系統(tǒng)疊合式和整體現(xiàn)澆式是多層鋼結(jié)構(gòu)住宅最常用的樓板系統(tǒng)形式。疊合式樓板的施工方法有很多，底部模板可以運(yùn)用輕型混凝土預(yù)應(yīng)力板材或采用壓型鋼板，然后再澆筑混凝土，形成板材與混凝土疊合的樓板。疊合式施工技術(shù)較為便捷；整體現(xiàn)澆式樓板的施工技術(shù)與普通結(jié)構(gòu)的住宅相同。
3.3施工常用的外墻圍護(hù)系統(tǒng)外墻圍護(hù)系統(tǒng)的施工技術(shù)比結(jié)構(gòu)樓板系統(tǒng)要復(fù)雜很多，施工技術(shù)主要有外掛與填充兩種類型。外掛類型的施工技術(shù)一般采用輕質(zhì)的墻板，安裝在梁柱和樓板的外側(cè)，對(duì)結(jié)構(gòu)形成圍護(hù)；填充類的施工技術(shù)多運(yùn)用輕質(zhì)墻板或者砌塊，嵌置于梁柱和樓板底部，對(duì)其形成圍護(hù)。
4結(jié)束語(yǔ)
在多高層住宅建筑中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)有著重要的意義，鋼結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有著非常多的優(yōu)勢(shì)，不僅能提高住宅建筑的質(zhì)量、簡(jiǎn)化施工的步驟、降低施工的成本，還能達(dá)到良好的環(huán)保效益，是建筑行業(yè)未來(lái)主要的發(fā)展方向，有著廣闊的市場(chǎng)前景。
作者：王同勇單位：山東永勝建設(shè)集團(tuán)有限公司
