钢结构住宅当今现状及发展前景

摘 要：自从中国加入WTO以来，各行各业发展迅速与国际接轨，对于民生之本的建筑行业，尤其是所占比列最高的住宅产业来说，必须以提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅的整体质量，降低成本，降低物耗、能耗为目标实现住宅产业化，这种背景的驱动为当今住宅的新兴发展趋势 -----钢结构住宅提供了广阔的发展平台，本文就此进行相关阐述。

关键词：住宅产业化；钢结构

为了满足生产力的发展，将之前的机械化程度不高和粗放式生产的生产方式进行升级换代成为当展的必然要求，住宅产业亦如此。

钢结构建筑承包有低层和高层之分，低层一般不超过3层，多用于别墅，超过9层的为高层，多用于公寓，对于中国的人口和国情，由于人多地少，在国外已发展成熟的低层钢结构住宅不可能成为中国住宅发展的主流，因此，多层或高层的住宅有着较好的综合经济效益与市场发展前景。

我国现代高层钢结构建筑起步于20世纪80年代，具有良好的力学性能和经济效益：(1)自重轻 钢材的抗拉抗剪抗压强度高，从而钢结构构件的断面小自重轻。可比钢筋混凝土结构减少自重的1/3以上，因此减少运输和吊装费用，基础的负载也相对减少，在地质条件较差的地区，可降低基础造价；(2)抗震性能好 钢材具有良好的弹塑性性能，可使承重骨架及节点等在地震作用下具有良好的延性，同时较轻的自重也可减少地震的作用；(3)有效使用面积高 高层住宅钢结构的断面小，因而结构占地面积小，与钢筋混凝土高层相比，可相应增加建筑使用面积约4%；(4)施工快捷 钢结构住宅构件在工厂加工好运至现场安装，与此同时可与钢筋混凝土浇注以及组合楼盖的施工进行平行立体交叉作业。

而钢结构住宅由于钢材自身一些性能及当今钢结构设计中存的问题，是钢结构建筑也存在一些缺陷：(1)钢结构耐腐蚀性差 钢材容易锈蚀，对钢结构尤其是 壁构件必须注意进行防护，因此彻底除锈后可进行喷漆、喷铝或热浸锌，住宅要注意定期除锈维护，在设计中要避免结构受潮、雨淋等；(2)钢材耐热但不耐火 钢材受热温度超过200℃时，不仅强度下降，而且有蓝脆和徐变现象，达600℃时钢材进入塑性状态已不能承载，因此设计时规定钢材表面温度超过150℃后需要及时加以隔热防护，对有防火要求的需采取隔热保护措施（防火涂料经碳化膨胀起到隔热作用）；(3)设计中人为因素 由于钢结构在我国处于起步发展状态，真正同时具有较强专业知识、设计经验的专业人员相对短缺，加之相对于其他住宅的设计来说耗力耗时收费低，使设计出现层层转包而最终导致钢结构安全系数及可靠度的降低，存在严重的质量问题。

为此我们不仅要在利用钢结构优势的同时也要改善或避免钢材自身和设计中存在的问题。

目前常用的高层建筑结构的结构体系主要有：框架结构体系、框架―剪力墙结构体系、框架―支撑结构体系、框架―核心筒结构体系及筒体结构体系，然而目前对于在住宅中各种体系的使用范围还没有明确规定，因此在住宅结构选型中应从结构受力性能出发，以降低用钢量为目标，对多高层钢结构住宅进行优化设计，以下为各种体系具体的优缺性。

1．框架结构体系 一般适用于30层以下的高层建筑，框架架结构平面布置灵活，可提供较大的室内空间，框架结构具有较大的延性，自震周期长因而对地震作用不敏感，抗震性能好，但侧向刚度小侧向位移大，易引起非结构构件破坏。

2．框架―剪力墙结构体系 由于作为抗侧力结构，既有平面布置灵活使用方便的特点又有较大的刚度，因而适用于40―60层的建筑结构，其耗钢量比纯钢框架要省。

3．框架―支撑结构体系 该体系由沿竖向或横向布置的支撑桁架结构和框架组成，是高层中最多用的一种体系，它的特点是框架和支撑协同工作，竖向支撑桁架起剪力墙作用，承担大部分水平剪力，在地震中若支撑系统破坏可内力重分布由框架承担水平力，即两道抗震设防。

4．框架―核心筒结构体系 该体系中剪力墙的布置于内筒的四周形成封闭的核心筒，为钢框架柱柱网，核心筒承担大部分水平力及扭转力，但由于内筒平面尺寸小侧向刚度有限，因而对抗震不利，不宜用于强震地区。

5．筒体结构体系 该体系由多个筒体结构组合而成，共同抵抗水平力，具有良好的空间整体性。

以上可知，钢结构建筑的发展形势多种多样且拥有多种优势，与此同时还有大量国外的丰富经验的借鉴，但钢结构住宅在我国的发展却是缓慢的，且大量优秀的规模庞大的钢结构建筑都是由国外的设计师设计的，这是由多种原因构成：(1)政府的宏观政策 对于钢结构住宅在我国的发展，政府的推动力还是不够的，政府需要对钢结构住宅的发展提供相应的资金及政策扶持，刺激内需，以增强钢结构住宅的发展；(2)钢材的造价 虽然我国是钢材的产量大国，但钢材的价格仍然是居高不下的，说明我国钢材还是相对短缺的，由于过高的价格原因，使得大部分开发商依旧选择以钢筋混凝土住宅为主要的发展潮流；(3)配套设施不完善 钢结构住宅作为一种新型发展形势，需要与之相应配套的设施，以满足钢结构在防水、防腐蚀、防火、隔音等多方面的需求，但在我国现如今这些配套设施是不完善的，使钢结构住宅在施工及维护等方面存在一些不利因素；(4)缺乏专业人员 处于钢结构发展阶段的中国，还没有足够的具有专业知识的设计人员、施工人员及维护人员，从而也没有相应的管理模式和标准。由于种种原因。使得这种新兴结构住宅在我国发展缓慢，但也说明，这种钢结构住宅在我国是有着广阔的发展前景的。

如今，随着轻型钢结构的出现，轻型钢结构住宅也将成为未来的发展趋势，与传统的钢筋混凝土结构相比，仍是一种新型结构形式，随着国家节能产业政策的影响，必将加快轻型钢结构住宅发展的步伐。另外，用于轻型钢结构住宅的新型围护材料一般都具有轻质、节能、耐用、经济的特点，如果这样的新型环保建筑材料能大量在轻型钢结构住宅中应用，将很快实现低碳住宅的梦想。同时，与这一建筑结构形式相配套的各种新型建筑材料，也将形成一个新的产业链，这为新型建筑材料的使用提供了广阔发展空间，如轻型钢结构住宅中所需要的墙体结构，完全不同于传统钢筋混凝土结构，它需要内墙板、外墙板、楼承板，这些新型建筑材料将随着轻型钢结构住宅的发展而被广泛应用。

由于可持续发展是我国的发展要求，从而可持续发展也体现在建筑行业中，由于钢结构住宅采用新型节能环保材料并且可以重复利用，容易实现工业化发展，这就决定着钢结构住宅必定会成为未来发展的绿色潮流住宅，这是符合我国国情的，这必定会得到大力推广并建立越来越完善的规范标准、拥有越拉越多的专业性人才，形成与国际接轨的适应于中国建筑的结构住宅。

作者简介：严爽爽(1988年9月-)，女，籍贯江苏省宿迁市，山东建筑大学土木工程专业，研究方向钢结构