钢结构住宅
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钢结构住宅范文第1篇
钢结构住宅主要是采用工厂化的H型钢梁及钢柱作为承重骨架，并通将新型隔热、保温及高强的墙体材料作为围护结构，从而形成的优化节能环保型住宅，其更符合绿色生态建筑的结构形式特征，具有着较好的综合经济效益。
1 钢结构住宅的特点
（1）抗震性。钢结构住宅良好的抗震性主要表现在其钢材的塑性、韧性以及延性上，其具有着较长的自振动且自重较轻，在结构的变形作用下不会产生突然间的断裂。其次，钢结构住宅设计结构体系之间的连接都为柔性连接，在地震发生情况下墙体的变形可以抵消一部分的地震荷载。
（2）抗裂性。由于钢材本身属于一种延性材料，其在温度变化情况下并不会产生相应裂缝。同时在当前的新型钢材发展应用过程中，采用的ALC、CS板等材料都有着较轻的自重和较好的保温隔热优势，能够有效较少沉降造成的裂缝。
（3）耐久性。在钢结构住宅设计中，耐腐蚀镀锌钢板的运用使得了钢结构设计的耐久性和防腐性得到了较大程度的提升，并且通过合理的钢结构构造，有效的避免了木结构中出现的泛潮及虫害等问题的出现。
2 钢结构住宅设计的结构形式
（1）框架。该种体系在当前的多层钢结构住宅设计中有着较为广泛的应用，其主要是将纵横向都设成钢框架，并且门窗设置相对较为灵活，能够提供较为开阔的空间，为用户的二次设计提供了便利。钢框架主要考虑的是楼盖的组合作用，通常情况在4-6层底层住宅中有着较多的应用。
（2）框架支撑体系。通常情况下在风载或者是地震多发区，为了有效的提升住宅结构体系的抗侧刚度，会采用框架支撑体系来提升结构的轴交支撑或者是偏交支撑效果。该种体系实质上为多重抗侧体系，且体形较小。
（3）框架剪力墙体系。在低层和多层住宅中，可以采用钢筋混凝土剪力墙或者是钢板剪力墙体系。当前阶段更为理想的是一种空腹结构板的抗侧结构，其与钢框架有着更为可靠的连接性并且能够形成新型建立墙。除此之外，国外开发的交错桁架体系也是较为新颖的结构形式。
（4）冷弯薄壁型钢体系。该种结构体系的构件主要采用薄钢板冷弯成C形或者是Z形构件，其即可以单独使用也可以进行组合运用，杆件之间主要依靠自攻螺钉进行连接，具有良好的节点刚性特征，但是其抗侧能力相对较差，在低层住宅或者是别墅中有着较多的应用。
3 楼板设计
对于钢结构住宅设计来说，楼板设计在便于施工等一般性建筑结构设计要求的基础上，还应具备相应的强度和刚度，特别是抗裂性能，以此来满足建筑物的抗渗和抗漏需要。其次还应具备较好的隔音及防火性要求。当前钢结构住宅设计所采用的楼板形式主要有预应力钢筋混凝土叠合楼板、现浇钢筋混凝土楼板以及压型钢板组合楼板等几种。
对于现浇钢筋混凝土来说，其楼板的整体性能较好，但是施工周期相对较长且模板花费较大。在此过程中可以采用钢梁或者是钢桁架作为模板支撑架，以此来提升现浇钢筋混凝土楼板的施工速度。
4 内外墙设计
在进行钢结构住宅围护墙体设计的过程中，为了有效的减轻结构自重，通常情况下不宜采用黏土砖或者是自重较大的材料，在当前工程中所采用的主要是自承重式的空心砌块、轻钢龙骨石膏板、玻璃纤维增强水泥板、加气混凝土块以及玻璃幕墙等轻质材料。
作为钢结构住宅的基本围护结构，外墙设计应基本满足建筑结构的防水、防火、抗冻及承载要求。在进行外墙材料选择的过程中，还应有效的突出钢结构的优势，采用与结构连接节点简单有效的方式，确保墙体风荷载或者是地震荷载能够有效的向框架传递。
5 防腐及防火设计
当前阶段所采用的钢结构住宅设计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几种，其中外包混凝土是应用较多且防腐、防火性能较好的措施，但是该种方法会在一定程度上增加建筑物的自重并延长施工工期；外包防火板能够根据梁柱形状的不同进行包裹处理，其耐久性要优于防火涂料，但是价格相对较高；防火涂料可能根据不同的耐火极限要求进行不同厚度的涂刷，但是其耐久性与建筑物本身相比相对较低且后期维护费用较大。
6 钢结构住宅设计方案优化比较
6.1 工程概况
该工程建筑总体方案为地下一层、地上两层，总建筑面积为317.12O。地面室高度为2.7m，地上部分一层层高为3.6m，二层为3m，总建筑高度为9.4m。该钢结构建筑物的室内外高差为0.45m。该地区的抗震设防烈度为6，冻土深度为3m，采用条形基础进行地下室设计，混凝土为C30。
6.2 设计方案经济性比较
方案一：选用H型钢柱――H型钢梁框架体系。梁柱连接部分采用刚性连接和半刚性连接，楼板采用现浇混凝土。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：该方案采用无比钢结构体系。桁架柱截面200×200、桁架弦杆40×40×1.2、桁架腹杆40×1.2，桁架梁高300×400×500、桁架弦杆40×40×1.2、桁架腹杆40×1.2。
两种结构体系造价比较：方案一，柱6.15 t，梁7.29t，总计13.44t，每平方米用钢量42.38kg，主材每平方造价254.28元；方案二，柱5.68t，梁4.78t，总计10.46t，每平方米用钢量33.0kg，主材每平方造价330元。
7 结语
从以上分析来看，方案一的综合效益整体上优于方案二，在进行钢结构住宅建筑设计的过程中，除了以加强对以上部分的控制外还应因地制宜的选用同结构体系相配套的墙体维护材料从而进行更好的钢结构住宅造价控制。
参考文献：
[1]周学军，钢结构与钢筋混凝土结构住宅的经济性分析[J].山东建筑工程学院学报，2001，4（19）：77-80.
钢结构住宅范文第2篇
Abstract: With the development of science and technology, steel structure has been widely used in the field of architecture because of its high superiority. Steel structures will be most suitable innovation structure system in architecture.
关键词：钢结构住宅；优越性；设计原则；发展
Key words: Steel structure residence; superiority; design principle; development
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引 言：近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，特别是在我国大中城市中，随着人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高，大范围应用钢结构住宅，是我国生产发展到一定阶段的必然产物。
一、钢结构住宅体系
住房的建筑形式和风格千差万别，但现阶段我国住宅建筑的主要结构形式还是以钢筋混凝土框架为主，但该结构施工繁琐、结构自重大，梁柱粗大，空间利用率低等缺点在一定程度上无法满足条件越来越高的住宅建筑功能要求。因此，开发坚固耐久，建筑迅速，空间布置灵活，易于改建的新型住宅结构体系，成为住宅建筑和结构发展的重要趋势。随着我国钢产量的快速增长及新型建材的发展和应用，符合上述要求的钢结构住宅体系逐步发展起来并引起了广泛的关注。[1]所谓的钢结构住宅体系就是指由维护墙体、隔断墙体、楼板与主体钢结构共同组成的住宅体系。
二、现代钢结构的建筑特点
1、预工程化程度高，建设成本降低，工期缩短。钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，使建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构加工和安装一体化，大大降低了建筑成本；并加快了施工速度，使工期能够缩短40%以上。
2、建筑与结构的设计与功能一体化，才能使建筑更富有功能化并创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。
3、能够满足超高度和超跨度的要求。钢材组织均匀，接近于各向同性均质体。材料性能远大于砖石，混凝土，木材，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。
4、钢材具有高强度、高效能并有很高的再循环价值而且不需要制模施工等优点。当住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统时，温度变化小，热损失低；与砖混结构住宅相比，可节能60%以上，冬夏季空调设备可节约耗电30%以上，结构的废旧利用为100%。[2]
三、钢结构住宅设计的原则
1、钢结构稳定性是钢结构设计中的主要问题。钢结构中出现过的失稳事故都是由于设计者的经验不足，对结构及构件的稳定缺少明确概念，造成一般性结构设计中存在稳定设计的薄弱环节。另一方面是由于新型结构的出现，设计者对其如何设计还没完全的了解。[3]
2、钢结构建筑在实际设计中，必须遵循以下三个原则：结构整体布局必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求，为使平面结构不致平面外失稳，平面结构构件的平面外稳定性计算必须和结构布局相一致；结构计算简图和计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算十分重要；设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋予它足够的刚度和柔度；对框架节点应尽量减少杆件偏心等构造细部处理方法。
四、钢结构住宅设计中应注意的问题及对策
1、钢结构住宅建筑要以建筑设计为主导，其他专业紧密互动结合。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外还要注意解决如何发挥钢结构的优势？在满足增大梁跨度、开间更灵活、为住户创造更大的空间的同时又如何避免钢结构带来的建筑平立面单调呆板。
如何解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀等问题。
2、选择和开发外墙板是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外，还要做到墙板原材料因地制宜、工作化生产、运输、安装连接方便。
3、钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠并为构件制作、运输、吊装创造条件。结构抗震性能与结构布局规则性有很大关系。结构布局不规则，地震时易损坏因此应尽量使结构布置符合规则性要求。
4、建筑设备与钢结构住宅配合，是住户首先遇到的问题。因此如何采用先进的技术来开发适合于钢结构住宅的各项设备是我们必须要解决的问题。
5、钢结构住宅的造价是开发商最关心的问题。钢结构住宅从设计、制造、运输、安装、维修和管理等环节着手加强管理和协调，从而达到降低成本，提高综合经济效益的目的。
住宅产业化是我国住宅业发展的必经之路，因为这将成为推动我国经济发展的新增长点。钢结构住宅体系具备易于实现工业化生产，标准化制作，而与之相配套的墙体材料也可采用节能、环保的新型材料，属于绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略等特点，必将在住宅产业化道路上脱颖而出。
作者简介：
刘鸿禧（1983-），男，汉族，山东烟台人，青岛钢铁控股集团有限责任公司，本科学历，研究方向：工程设计。
赵阳（1984-），男，汉族，山东滕州人，青岛海西城市投资有限公司，本科学历，研究方向：工程管理。
宋维慧（1981—），女，汉族，山东莒县人，中启胶建集团有限公司，本科学历，研究方向：工程管理。
参考文献
[1] 浅析钢结构住宅设计与发展涂文卿山西建筑2009-10-01期刊
钢结构住宅范文第3篇
关键词：钢结构住宅
1、引言
钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力，工程建设日益增加，相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善，特别是1960年以来，高层钢结构工程迅速发展，钢结构已成为高层建筑设计选型的主要对象。
随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，我国住宅建设持续空前发展，人们的居住条件逐步提高，并对居住质量的要求也越来越高。中国已成为第一产钢大国钢结构住宅适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高住宅产业化水平。由于上述优势，钢结构在住宅市场必将有良好的发展前景。
通过百花小区1#楼高层住宅钢结构体系的应用研究，更好地提高钢结构体系在住宅产业当中的应用技术，推动国内钢结构在房地产业中的采用，为钢结构体系的发展做出贡献
2、工程概况
百花小区1#商住楼位于济南市高新技术产业开发建设总公司建设的百花小区内，建筑面积为3.3万平方米，地下一层，地上26层（其中地下为立体式车库，1～3层为公建，4层以上为住宅楼）。承重框架为箱形截面柱及H型梁，柱采用马钢生产的Q345B型钢车间加工制作。内、外墙板采用南京产ALC（蒸压轻质加气混凝土板），外墙直接在ALC板刷涂料。公建部分外窗采用无框窗；住宅外窗采用60系列PVC塑钢窗，中空玻璃。楼面为现浇混凝土现场浇筑，屋面采用PVC卷材防水聚乙脂发泡保温屋面。住宅内水电均走暗线，与梁交叉处走梁腹板预留孔。水、电分户计量，宽带入户。采暖用进口美国原装金玛克电暖器。室内精装修，空间大，效果好，充分体现了钢结构的结构优势。
3、主要施工方法
3．1钢结构加工制作箱型柱采用钢板，在钢构件加工车间加工、钢结构构件的除锈、焊接完成。
3．1．1箱型柱制作工艺
1)钢板拼接
由于每段柱高在12米以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将两块钢板拼接。钢板两端开坡口。
2)划线下料
按排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。
长度方向沿划线每隔5m钻Φ8mm孔。
用两台半自动切割机（或双头）沿划线中心同时切割，每隔5米留100mm不切割，待冷却后再切割。
3)组装焊接
用H型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在两腹板上划组装线，组装焊接衬板。
定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。
将一腹板与隔板组对，定位焊。
组对两盖板。定位焊。
组装腹板，定位焊。
用三根同尺寸的箱体并排，并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。
焊接：用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm引弧板和熄弧焊。
焊完一层后将箱体翻身，焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。
焊接完毕，即将引熄弧板在离母材5mm处切断，并用砂轮机修磨平整，切不可用锤击落；并修磨后的切割面进行检查。
焊缝无损检测，使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的20%，按JB11345的规定不低于Ⅱ级。
3．1．2、梁及连接板加工及组焊
1)下料
型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料,下料后应进行清渣修磨，编号归类放置；
2）钻孔
先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径，在孔的四周（90°位置）打四只冲孔，钻孔后检查；
3）高强度螺栓摩擦面处理
喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6Kg/cm2，石英砂的粒度1.5∽4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色；
用电动砂轮机打磨钢板的表面，砂轮打磨的方向与受力方向垂直，打磨范围不应小于4倍螺栓直径，打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑；
3．2钢结构安装
3．2．1箱型柱安装：箱型柱在实际施工过程中按照材料采购、加工、运输、吊装、连接（加固）工艺完成。所有钢结构制品，在刷防锈油漆前，必须将构件表面的毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。手工除锈达到St2，机械除锈达到Sa2。本工程四层以下裙楼立柱为48根，主楼立柱为37根。立柱单根最短4.5米，最长12.5米。截面形状为箱形。单根立柱最大设计重量为3.5吨，最小设计重量为1.88吨。剪力墙框架立柱为150*150H型钢。吊装顺序采用由中心向四周扩展的原则，以保证安装过程中框架的对称性和稳定性。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机，利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接，形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。
3．2．2钢梁安装钢梁的安装分主梁、次梁和外挑梁的安装；主梁材质为Q345B轧制H型钢。主梁在立柱形成单元后采用捆绑串吊施工，根据该工程的设计特点吊装数量2~4根；次梁和剪力墙框架梁由于空间和接点的实际情况，一般采用单根吊装。
3．2．3高强螺栓安装高强螺栓是目前建筑钢结构最先进的连接方法之一。它的特点是施工方便，可拆可换，传力均匀。根据本工程的设计方案高强螺栓采用摩擦型连接。紧固办法采用专用棘轮扳手和扭矩扳手经初拧和终拧完成。
3．2．4.栓钉焊接栓钉焊接是高层钢结构施工中不可缺少的一个环节，常见的栓钉焊接分为直接焊接在钢梁上和穿过压型钢板后焊接在钢梁上两种方式。本工程采用直接焊接在钢梁上。
3．3混凝土施工
本工程中混凝土部分主要是核心筒筒壁和现浇混凝土楼面两个部分。混凝土的运输。混凝土竖向运输主要通过砼泵泵送。楼面模板支撑方案，根据本工程的结构特点，利用H型梁下翼缘支撑小规格H型钢，在H型钢上铺设竹胶板、钢筋。箱型柱内浇混凝土采用顶升法，利用混凝土泵的压力将混凝土由下向上压入箱型柱。在混凝土顶升前，会同设计方对顶升入口处的管壁进行详细、严格的强度验算，确保顶升压力在要求的强度范围内，同时在柱下部侧壁安装特种压力表，随时观测柱内混凝土的压强变化。另外，对顶升用混凝土的配合比要严格要求，保证混凝土的坍落度不小于200MM。
3．4外墙板安装
外墙板采用南京旭建产175MM厚度ALC板。该板材全部采用工厂化加工，运输到现场吊装，吊装设备为塔吊。外墙墙板共计约9780块，其中TU平板4600多块，TU艺术板5180块。按照厂家提供图集施工，由墙板内侧膨胀螺栓固定在楼面的通长角钢和ALC板上的专用联结杆连接，缝隙用嵌缝砂浆和密封胶密封。于床连接处在窗四周另加角钢。
3．5内墙板安装
内墙板均采用南京产C型125厚度ALC板。工厂化生产，现场安装。施工工艺简单，不受天气等情况的制约。内墙的安装基本与外墙类似。卫生间、厨房等部位的墙板采用特殊PVC密封胶。
4、主要的技术成果
1)、箱型砼柱
箱型柱－砼柱是在箱型柱内灌注高强度（C50）等级砼，在箱型柱中间内部加隔板支撑，形成两种材料相辅相成共同工作的机理，解决了在荷载作用下，强度尚未达到极限时率先发生变形过大的问题。它具有承载力高、抗震性能好、施工简捷的特点，一般每四层（每节长12米左右）为一个制作安装单元，整根钢管柱一次吊装就位，为主体结构安装创造了流水作业的条件。箱型柱－砼外包防火板后，钢管混凝土柱耐火极限大于三小时，满足高层建筑的防火要求。
H型梁的加工，栓钉的焊接，采用合理的工艺，尽量减少由于焊接产生的残余应力，并采用合理的手段校正误差。
高强螺栓的型号，高强螺栓的接触面要求先用砂轮打磨，打磨方向与构件受力方向垂直，安装时用钢丝刷清除浮锈，并根据规范做摩擦面的抗滑移系数试验，要求抗滑移系数不得小于0.35。
2)、H型梁
H型钢梁均采用轧制H型钢，其变形能力强，抗震性能好，承载力高。H型钢梁外刷防腐漆、外包防火板，解决了钢结构的防腐、防火问题。施工时钢梁有较大的承载力，可大大节省模板工作量。所用梁均在工厂加工，后运输到县现场吊装，大大减少了现场的工作量，缩短了工程工期。
3)、抗侧力支撑砼筒结构
电梯、楼梯位置形成钢筋混凝土核心筒，作为剪力墙抗侧力支撑，提高了结构稳定性，对于优化抗侧刚度，改善抗震性能起到了积极的作用。
4)、现浇钢筋混凝土楼盖
利用钢框架梁下翼缘作为支模板材撑，上铺竹胶板，再按设计铺设钢筋，浇筑C30混凝土。节省模板材，缩短施工工期。
5)、节能型复合外墙板
墙板尤其是外墙板从某种意义上讲，它比结构体系更为重要。因为住宅建筑的主要功能是靠外墙板实现的。工程采用的复合外墙板是列为“国家住宅建设推荐产品”的南京旭建蒸压轻质加气混凝土（ALC）板，该墙板由加气混凝土与钢筋龙骨组合而成。墙板工厂化预制生产，现场安装，基本取消了湿作业。加工尺寸精确，施工快速，简单，大大缩短了施工周期；由于质轻并有相当的强度，可简化工程基础；优良的保温性能可减少墙身厚度，增大建筑的使用面积。同时在地震中大大降低建筑的破坏程度，减少灾害造成的损失。墙板板缝的抗渗、墙板的防火也都满足国家相应标准的要求。
ALC板的主要性能：
1、轻质：比重为0.5，为混凝土的1/5，空心砖的1/3。减轻建筑的自重，减少了经济投入，提高了施工质量。
2、隔热性：导热系数为：0.11W/m·k。
3、耐火性：耐火极限达到4小时。
4、隔音性：有隔音与吸音双重性能。
5、承载能力和抗震性能优越。
6、绿色环保，无放射性。
ALC板的施工安装便捷，板材完全机械化生产，精度高，可按现场需要切割成任何形状，施工工艺简单，劳动强度低，解决了传统的砌块施工中的一系列施工质量问题，施工工期可可缩短三分之一，大大提高了施工效率。
6)、高层住宅钢结构体系节能采暖方式的研究；
节能住宅在大的方面上能够节约能源，保护环境；在小的方面上可以为业主节省生活成本。据有关调查表明：随着人们对节能住宅的认识，有超过七成的人愿意购买节能住宅。因此在本工程中，也充分考虑了节能技术的应用：
首先，在设计上充分减少建筑墙体、屋面、窗体等部位的热传导。采用建筑低能耗围护结构设计方案，使用新型低能耗的围护材料。一至三层裙房外墙墙体采用200厚加气混凝土砌块，四层及以上住宅外墙采用175MM厚节能墙板。新建屋面在防水卷材上铺设膨胀珍珠岩，增加了屋面的保温效果。外窗除裙房办公区安装无框落地玻璃外，其他均采用PVC系列塑钢窗，其物理性能达到A类，中空玻璃内腔气体层厚度不小于12MM。热水系统采用太阳能集中供热系统。减少投资，同时保护了环境。本工程的采暖除裙房部分外均为电暖采暖方式，踢脚线安装型玛克尔智能温控电暖气。电采暖的特点是：环保无噪音、无污染，不产生废气，同时热效率高，热转化率能达到99%。
其次在建材的采购上，严格控制质量，确保严格按照设计要求使用建材。
环保节能在施工工艺上也充分考虑。本工程的钢管混凝土柱的浇筑，采用新型泵压顶升技术，很少振捣甚至不用振捣，混凝土达到了设计要求，减少因振捣而引起的噪声污染，同时此工艺减少了混凝土的浪费，大大减少了建筑垃圾的产生；钢结构梁柱的采用，减少了截面积，节省了模板材的使用，节省资源的同时保护了环境；墙板安装采用焊接或螺栓连接方式，在钢结构柱和梁上焊接预埋件，用专用连接钢筋和钢板（螺栓）固定，与结构梁或柱结合处缝隙专用密封膏密封。墙板安装工艺基本取消了现场湿作业。
本工程在节能环保及采暖方面改变了建筑保温隔热单一节能的技术观念，结合了太阳能开发及利用新型电能采暖技术，同时在施工时采用减少湿作业量的施工工艺，保护环境在开发新能源和节约使用能源上具有超前意识，为环保节能在住宅产业的采用起到了推动作用。
钢结构住宅范文第4篇
关键词：钢结构 绿色建筑 节能 抗震 住宅产业化
一、前言
近年来，国家大力提倡发展节能省地型住宅，不断提升住宅产品的科技含量。根据国内权威专家分析，中国的住宅产业在今后20年中，仍然处于快速增长期，并且中国住宅价格的25％将会来自科技含量的提升。钢结构住宅以其独特的抗震能力强、施工速度快、得房率高等优势契合了绿色环保住宅的要求。目前，我国钢材产量已居世界首位，而且国家也在逐步调整政策鼓励发展钢结构住宅，我国大力发展钢结构的条件已经成熟，正步入钢结构发展的黄金时期。山东淄博市首座钢结构住宅工程--莱钢公寓楼，目前已全面竣工。
二、工程概况
莱钢公寓楼是一幢民用住宅建筑，由山东建大建筑规划设计研究院设计，淄博莱钢钢结构公司施工完成。总建筑面积3000平米，主楼地上11层，地下1层，标准层层高3m，总高36m，采用钢结构框架-剪力墙结构。重量轻、强度高，满足住宅大开间的需要，使用面积比钢筋混凝土住宅提高4%左右。抗震、抗风性能好。钢结构构件在工厂制作，减少现场工作量，缩短施工工期，符合产业化要求。钢构件工厂制作质量可靠，尺寸精确，安装方便，易与相关部品配合。
三、钢结构建筑设计施工的技术创新
据资料显示，钢结构住宅在发达国家应用非常普遍，达到总建筑面积40%以上。而我国钢结构住宅还处于起步阶段，虽然先后取得了近300万平方米的建筑试验，但总的发展水平还不高，普遍停留在传统钢结构体系加现浇板和砌块墙体的结构体系阶段，因此还没有取得实质性突破。特别是国内研发钢结构住宅产业化的单位企业不少，但往往是注重钢结构中的某一部分，莱钢公寓楼是真正系统地钢结构住宅产业化。钢结构住宅需要的结构、楼层板、墙体进行一条龙的配套研发与产业化。技术人员认为如果仅是某一部分采用钢结构，其他部分仍采用传统的混凝土与砖瓦结构的话，不但住宅性能不能最优化，而且工程造价亦不低。
钢结构住宅本身是一种环保型的精细化建筑。一栋12层高楼，采用混凝土建筑，其柱子边长在0.6米左右；采用钢结构建筑，在达到安全标准的前提下，通过优化与精细设计，其柱子边长为0.3米，整个截面只占前者的二分之一。在优化空间，降低造价方面，后者均优越于前者。设计师通过精细化设计，在保障安全的前提上，尽可能优化再优化，既考虑安全系数，又着眼经济环保，实现美观、安全、经济三者的最佳组合。 按照常规模式与手段去建造钢结构住宅，体现不出优秀之处，打造不出精品工程。淄博钢构对技术设备升级改造，结构柱、梁全部采用H型自动化生产线生产，尽可能减少人工制作，以做到钢结构住宅结构上的轻与精以及生产的高度自动化。例如框架梁柱的接头，在牛腿上下各500mm范围内采用全熔透坡口焊接，焊缝质量等级二级，承重标准与安全性能大大提高。在生产制作过程中，严格按IS09000标准，抓好产品的流程与质量控制，确保产品百分之百达到国标水平。安装工序更是制定了细致、苛刻的规范与标准。对施工单位来说，钢结构住宅除了施工省时省力，也有很多优点和方便之处：1.尺寸精确，墙面、地面平整，不需要二次找平，只要结构完成后可随时布线穿管；2.各工种可交叉作业；3.无梁无柱，完美的房型规划、装修模块化工艺，大大简化装修流程，降低了材料损耗及用工成本。
四、钢结构住宅——利用率高的绿色建筑
长期以来，我国以传统的混凝土与砖瓦结构为主。住房和城乡建设部的统计资料显示，我国建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%-40%，而每年拆毁的老建筑又占到了建筑总量的40%。被誉为绿色建筑的钢结构住宅，代替传统的建筑材料，实现住宅产业工业化，改善人类社会居住环境。超轻钢结构住宅不仅可代替传统的住宅结构模式，而且完全使用工业化生产的建材，是以钢代木、以钢代砖、以钢代混凝土的环保节能型住宅，是21世纪改善人类社会居住环境的最佳产品。革除了生产砖瓦石灰沙等建材对环境的破坏与影响，建筑垃圾、建筑施工噪声都减少到最低程度，抗震性能高，改建和拆迁容易，材料的回收和再利用率高，是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”。由于钢结构的特性，便于形成稳定的独立结构，莱钢公寓楼在内外墙板材料上推广使用新型节能板材，研制开发门窗、玻璃等具有密闭保温功能的新材料，规格的标准化有利于开发整体式厨卫体系，可以利用工业废渣或粉煤灰等研制各种美观实用的新型组合材料等。通过钢结构住宅的推广，带动新材料、新工艺的革命性变革，逐步减少对沙石、水泥的依赖，最终推动我国建筑领域实现循环经济、节能环保的可持续发展目标。
五、发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路
目前，中国建筑金属结构协会已经按照住房和城乡建设部的要求，组织钢结构行业的专家、研究机构和生产企业对钢结构住宅在我国的推广、运用进行了认真的研究。在借鉴发达国家发展钢结构住宅经验的基础上，中国建筑金属结构协会选择了一批有实力的国内钢结构企业作为钢结构住宅产业化特邀研究单位，从设计标准、技术工艺、部品材料、结构形式、验收规范等方面入手，结合我国国情，科学严谨地推出了研究成果，并积极向国家相关部门献计献策，争取相关政策方面的支持。加快钢结构在民用住宅领域的推广步伐、转变传统的施工生产方式，是开展钢结构住宅产业化推进研究的目的。钢结构住宅抗震性强、工业化程度高、可回收利用、能减少资源消耗和建筑垃圾的排放，是目前发达国家优先发展的住宅结构体系之一。开展钢结构住宅体系研究推广，发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。
参考文献：
1《钢结构住宅》---中国建筑标准设计研究院 组织编制
2《钢结构住宅产业化》---中国钢结构协会建筑钢结构网
3《钢结构住宅技术创新》---中国钢结构协会副主任胡育科
4《钢结构设计规范GB50017-2003》
钢结构住宅范文第5篇
关键词：多层民用住宅 , 轻钢结构,结构体系
Abstract: a weight-light steel housing is a kind of new building system, it is also the domestic housing research and development direction. But its design method, structural system, structure characteristics, the common economic index is not for designers are familiar with, so a weight-light steel residential demonstration of the building design and construction is to promote the new system is the best way. This paper introduces the structure of the light steel housing system selection, component design, node design, etc.
Keywords: multilayer civil residence, light steel structure, structure system
中图分类号：TU391 文献标识码：A文章编号：
1 多层轻钢住宅的优势
过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。这种住宅体系由于使用实心粘土砖，浪费土地资源，建筑物自重大，对抗震不利。另一方面，由于结构体系自身的限制，住宅平面布局多为封闭式的小开间，不能适应不断变化的居住模式的要求。与传统住宅相比，多层轻钢住宅具有明显的特点与优势，日益受到重视。
1.1自重轻，抗震性能好。采用高效轻型薄壁型材，构件截面特性优良，相对承载力高，受力性能良好，整体刚度大，抗震性能好，可以大量节约材料，减轻结构重量，降低基础，运输和安装费用。因此，对地震区，地质条件差和运输不便的地区，其优越性更为明显。
1.2外形美观，建筑造型简洁，丰富，构件截面尺寸小，净使用面积增加。钢材强度高，可以提供较大的柱网布置；当考虑楼板的组合作用，使用组合梁或扁梁时，可以增加净高。这种开放式住宅既为建筑师提供设计的回旋余地，又为住户提供了灵活分隔室内空间的可能。
1.3供货迅速，安装方便，可以比混凝土结构至少缩短一半工期。在当前贷款利率高的金融形式下，早投产，早回收投资，这对于降低工程总造价，增加投资效益幅度是十分重要的。
1.4干法施工，装备化程度高，建设快速，高效，质量有保证。
1.5轻钢结构在生产和使用的过程中能源与原材料消耗低，建筑垃圾少，粉尘少，噪音低，具有很高的可重复使用性和可循环性，因此是一种绿色环保结构。
2 结构体系的选择
结构体系的选择，不仅要从满足建筑的使用功能出发，节约投资考虑，更主要的是取决于建筑的高度，即取决于建筑层数的多少。建筑层数越多，高度越高，则由于风力或地震力引起的侧向力就越大，建筑物必须有相应的刚度来抵抗侧向力。因此，随着建筑层数的不断增加，结构体系也就需要不断的发展。目前，多层和小高层钢结构建筑常用的结构体系有以下几种。
2.1纯框架结构体系
纯框架结构体系在地震区一般不超过15层。框架结构的平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间，且结构各部分刚度比较均匀。框架结构有较大的延性，自振周期较长，因而对地震作用不敏感，抗震性能好。但框架结构的侧向刚度小，由于侧向位移大，易引起非结构构件的破坏，因此不宜建的太高。
2.2框支结构体系
纯框架在风、地震荷载作用下，侧移不符合要求时，可以采用带支撑的框架，即在框架体系中，沿结构的纵、横两个方向布置一定数量的支撑。在这种体系中，框架的布置原则和柱网尺寸，基本上与框架体系相同，支撑大多沿楼面中心部位服务面积的周围布置，沿纵向布置的支撑和沿横向布置的支撑相连接，形成一个支撑芯筒。采用由轴向受力杆件形成的竖向支撑来取代由抗弯杆件形成的框架结构，能获得比纯框架结构大的多的抗侧力刚度，可以明显减小建筑物的层间位移。
2.3框架剪力墙结构体系
在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架剪力墙结构体系，这种结构以剪力墙作为抗侧力结构，既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度，可用于40至60层的高层钢结构。当钢筋混凝土墙沿服务性面积（如楼梯间、电梯间和卫生间）周围设置，就形成框架多筒体结构体系。这种结构体系在各个方向都具有较大的抗侧力刚度，成为主要的抗侧力构件，承担大部分水平荷载，钢框架主要承受竖向荷载。
3 钢结构住宅主要构件设计
3.1楼面屋盖结构
楼面和屋盖必须有足够的强度，刚度和稳定性，同时应当尽量减少楼板厚度，增加室内净高。压型钢板－混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。它具有施工速度快，平面刚度大，增加房屋净高的优点。具体做法是在钢梁上铺设压型钢板，再现浇100～150mm混凝土。在钢梁上焊接足够的剪力连接件，使钢梁与混凝土协同工作构成组合楼盖。这种做法耗钢量较大，且需防火处理。可以用预应力钢筋混凝土薄板取代压型钢板。此外，预应力圆孔板、迭合板、组合扁梁也是常用形式。
3.2支撑和剪力墙形式
多层框架钢结构体系的侧向刚度较弱，随着层数的增加，为了抵抗水平地震作用，减小层间错移，常在墙体内布置垂直支撑，为了方便门窗开洞，支撑形式可以灵活采用，如X型、单斜杆型、K型、M型、W型、V型和人型等。建议多采用偏心支撑，因其在地震作用下具有较好的延性和耗能性能。
剪力墙按其材料和结构的形式可分为钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土带缝剪力墙和钢板剪力墙等。钢筋混凝土剪力墙刚度较大，地震时易发生应力集中，导致墙体产生斜向大裂缝而脆性破坏。为避免这种现象，可采用带缝剪力墙。钢板剪力墙是以钢板做成剪力墙结构，与钢框架组合，起到刚性构件的作用。
