浅谈钢结构住宅应用技术

摘 要：在建筑技术领域，钢结构以其自身的优越性得到广泛关注。目前我国钢结构住宅产业已经进入一个新的发展阶段，目前，在民用建筑领域的钢结构技术大多应用于公共建筑和商业建筑，在住宅建筑中的应用还不广泛，这就需要更多的人投入到钢结构住宅体系的研究和应用中来。

关键词：钢结构；住宅；建筑设计

近些年，政府开始鼓励民用设施使用钢材，其中建筑业用钢成为利用大量钢材的主要渠道。发展钢结构住宅既是节约能源、保护耕地的技术政策，也是实现住宅产业化的方式之一。随着国家发展节能省地型住宅、建设节约型社会决策的进一步深入，钢结构建筑的发展必将推动住宅产业化的目标的实现。现阶段的住宅建设是以传统结构体系（砌体结构、钢筋混凝土结构）为主，不仅建设周期长、生产效率低，还直接带来环保效应差、能耗高、质量和性能差、建筑通病多等问题。传统结构已经严重影响了住宅质量和建造技术的提高。传统的砌体结构和钢筋混凝土结构中，由于墙、梁、柱的截面尺寸大，而使得房屋空间利用率低，开间和进深小，平面布置不灵活，用户套内实际可利用面积降低，间接增加了建筑成本。另外传统的住宅建设对各类资源的消耗和占用是巨大的。这与我国提倡的节能、绿色环保，实现建筑可持续发展的理念背道而驰。相比之下，钢结构建筑的优点显得尤为突出，其施工周期较短，施工不受季节影响；由于钢材强度大，构件截面尺寸小，增大住宅的空间使用面积；钢材可重复利用，减少了环境污染和建筑垃圾；使用中易于改造、灵活方便；舒适感较强以及抗震性能好等等。

1 钢结构住宅的优点

钢结构住宅建筑是我国正在兴起的一种新型住宅建筑体系。相比于过程繁琐、施工困难的传统建筑材料来说，它具有重量轻、施工快捷文明、抗震性能好、尺寸精确度高、利于安装、配套和建筑的标准化、工厂化与体系化、钢结构可回收利于环保的技术经济特点。因为钢材的特殊优点，其施工周期较短，施工不受季节影响；由于钢材强度大，构件截面尺寸小，增大住宅的空间使用面积；钢材可重复利用，减少了环境污染和建筑垃圾；使用中易于改造、灵活方便，可以适应绝大多数建筑设计的需要；并且随着城市建设的发展及人们对住宅品质要求的不断提高，城市改造需要拆除大量旧建筑，钢结构装配化建造方式使其比传统结构的拆除更容易，钢材回收利用率高、拆除成本低、污染小，符合可持续发展的要求。钢结构住宅建筑的发展，为提高我国住宅建筑的体系化深度和产业化水平，提供了很大的发展空间和难得的发展契机，有利于促进我国住宅建筑行业的提升。同时，也为我国钢铁工业建筑用钢产品的结构调整和优化升级创造了条件，因而备受社会各方面关注，引起了行业的高度重视。

2 我国钢结构住宅建筑的发展现状

一个国家采用钢结构的历史，往往与这个国家的钢铁产量和钢铁冶炼技术有关。我国古代钢铁冶炼技术在世界上处于前列，并且我国是最早用钢铁建造桥梁和塔刹等承重结构的少数几个国家之一，所以我国对于钢结构的使用具有良好的基础。

近年来，随着人民生活水平的不断提高及国家住房分配制度的改革，房地产业的兴起，住宅消费日益成为热点，住宅产业成为推动国民经济发展新的增长点。而且在工业大发展造成过多钢铁性废物的境况下，研究发展钢结构住宅消化了钢材市场的过剩产品又推动了住宅产业化的进一步发展。我国自二十世纪八十年代就开始引进多层钢结构住宅。1987年建成的北京展览馆宾馆就采用了钢结构体系，其中宾馆主楼层数为七层，在边上还建了些3层连体住宅。建筑用钢材主要是加拿大进口的，柱子采用焊接的方钢，梁采用焊接的H型钢，这是我国出现的最早的钢结构建筑。而我国最早的完全自行建造的钢结构住宅是1994年11月建于上海北蔡的8层钢结构住宅，到目前为止全国各地均有钢结构住宅工程兴建或策划实施，钢结构住宅产业正在我国如火如荼的向前发展着。

3 钢结构住宅常用结构体系

钢结构体系形式有多种，但应用于住宅建筑的钢结构体系主要可分为轻钢龙骨体系、纯钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架――混凝土剪力墙体系、错列析架体系、钢框架――核心筒体系等。这里我们择重分析几个常用结构体系：

1)轻钢龙骨结构体系

该体系主要用于中低层住宅或别墅，即轻钢龙骨结构体系较适用于1―3层的低层住宅，不适用于强震区的高层住宅。而其类型，大致可分为两类，一类为以冷弯C型钢组成的龙骨体系，另一类以小型热轧型钢组成的龙骨结构体系。

2)钢框架支撑体系

钢支撑框架体系比纯钢框架体系侧向刚度大，常用于多层及小高层住宅，应用较广；而且当房屋层数较高时，该体系要比纯钢框架体系经济。对多层及小高层建筑，可以建筑的外墙，结合门窗的位置可以采用不同类型的支撑方式结合，其目的主要是增加结构刚度。当外墙开有门窗时，也可在窗台高度范围内布置，形成类似周边带状桁架的结构形式，对结构整体刚度进行加强。对高层住宅，可选择山墙和内墙布置中心支撑或偏心支撑，某些建筑可设置多组单斜杆， 以抵抗双向性地震作用。

不同的结构体系有不同的适用范围，虽然有些结构体系应用范围较广，但通常会受到经济等因素的限制，所以工程中应具体情况具体分析。

4 钢结构住宅体系的楼板与墙体设计

为了体现钢结构住宅的优越性，减轻结构自重，对于墙体和楼板的设计显得格外重要。

在建筑过程中，墙体多采用优化模式。外墙体一般采用轻质复合板，与梁柱的连接方式，主要采用外挂式，减轻墙体自重。内墙材料一般可采用空心砌块、加气混凝土等轻质填充材料，也可采用纸面石膏板，纤维石膏板、玻璃纤维增强水泥板、纸面稻草板。但不可否认，对于墙体的建造，只有在保证坚固程度的情况下，才可以利用技术手段来优化，以减轻自身的重量。

楼板的作用是不可忽视的，楼板体系作为房屋的水平构件，起着支撑竖向荷载和传递水平荷载作用，可以说，楼板是整个建筑质量保证的关键。因此楼板必须有足够的强度、刚度和整体稳定性，还要具有较好的隔音、防水和防火性能，同时应尽量采用技术措施和经济措施来寻找楼板制造的最优材料，来保证工程质量。在楼板制造方面，国内外是有差别的。国外钢结构住宅普遍采用木版为楼层板，我国由于木材资源短缺，现阶段主要采用压型钢板―现浇混凝土组合楼板、预制混凝土叠合板等组合型建筑材料。

5 结语

上世纪八九十年代，钢结构建筑在我国开始出现，近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，更因其独特的材料优点和建筑施工方便程度，钢结构住宅已由选择试点进行建设发展为作为被建设部一种绿色环保建筑列为重点推广项目。当然钢结构建筑的发展还是有一定区域限制性的，但在某些区域，特别是在我国大中城市中，人多、土地资源少，而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下，已经较大范围应用钢结构住宅。并且钢结构住宅发展工作在牢牢把握住正确的发展原则“打基础促发展，抓配套促应用，抓试点带产业”的前提下，配合钢结构住宅建筑具有的多项优点，在我国住宅建设中得到逐步应用，钢结构住宅体系在我国已经开始逐步走向成熟。在科学发展观的大前提下，随着国家发展节能省地型住宅、建设节约型社会的战略决策实施，作为节能省地型的新型住宅体系的钢结构体系，必将继续迅速发展，钢结构住宅代表了我国未来的住宅发展方向。

参考文献

［1］谭东放.外部维护结构新型建材与构造技术［M］.上海：同济大学出版社,2000.

［2］娄林渝,林夏,编译.法国工业化住宅设计与实践［M］.北京：中国建筑工业出版社,1986.

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