谈钢结构住宅建筑设计研究

谈钢结构住宅建筑设计研究

【摘要】本文介绍了钢结构住宅体系的特点和优势，并对常用钢结构住宅体系以及钢结构住宅的关键技术进行了阐述，对钢结构住宅建筑设计进行了研究，以供参考。

【关键词】钢结构住宅建筑设计

中图分类号： tu391 文献标识码： a 文章编号：

一．前言

随着当今世界科技的飞速发展和信息时代的到来。钢结构住宅比传统的住宅结构形式比较优势是显而易见的, 由于钢结构住宅体系具有很多的优点，并且也符合绿色节能环保的特点，在我国的建筑行业中将得到广泛的应用。钢结构住宅体系在我国的发展前景将是不可估量的。本文对钢结构住宅建筑设计进行了研究，希望有所帮助。

二．钢结构住宅体系的特点及优势

1. 钢结构住宅体系主要是指主体钢结构体系、外围护墙和内隔墙体系以及楼板体系。其中, 主体钢结构体系主要可分为钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架砼剪力墙体系、错层桁架体系、巨型结构加子结构体系等。结构构件采用热轧h 型、焊接h 型、焊接箱型、冷弯薄壁方钢管内灌砼、冷弯 c 型、圆钢管内灌砼等截面形式。外围护结构主要采用轻砼板、太空板、水泥刨花板、夹心板等。内隔墙可采用轻砼板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。楼板结构体系采用压型钢板与现浇砼组合楼板、预制轻砼

板等。从住宅建筑的发展来看, 钢结构住宅具有以下优势:

（一）比起传统的结构, 钢结构不要求内墙为承重墙, 内墙配置可以随心所欲, 甚至建成后也可以调整位置, 重新分隔空间,

能够更好的满足建筑上大开间、灵活分隔的要求, 并且可提高使用面积率 5% ~ 8%。

（二）与钢结构配套的轻质墙板、复合楼板等采用新型建筑材料, 符合建筑节能的要求。

（三）钢结构体系自重轻, 可大大减少基础的造价, 并且其施工周期短, 可大大缩短投资资金的占用周期, 从而提高资金的投资

效益, 从综合效益来看, 更是明显高于传统的住宅体系。

（四）钢结构构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制做形成产品化, 可以实现住宅建筑技术集成化的产业化新思路。

（五）钢结构住宅体系工业化生产程度高, 现场湿作业少, 其材料本身可再生利用, 符合环保建筑的要求。

2.钢结构绿色节能住宅主要是指在房屋建筑的过程中，主要以钢结构为主要的建筑结构形式，以建筑节能、节水、节约材料、环保以及可以节约用地等特点，并且可以为人们提供健康、舒适、以及高效的使用空间。钢结构绿色节能住宅体系主要是从材料节能、建筑节能、设备节能以及可再生能源的利用等特点入手，从而实现绿色节能的目标。钢结构的特点具体如下：

（一）绿色节能的特点。刚结构住宅体系对环境破坏小、污染小，

并且住宅体系在改建或者拆迁的材料可以回收利用以及再生利用率比较高，所以钢结构建筑达到了绿色建筑的要求，并且与钢结构相配套的技术的轻质材料主要采用的是符合节能建筑要求的新型材料，原材料可以循环使用，而且还有环保、节能的作用，因此，在建筑行业采用钢结构是推进我国绿色建筑的发展的重要方式。（二）建筑成本低、工期短。钢结构的建筑模数的协调统一标准不仅可以实现建筑工业大规模的生产，而且可以提高建筑的预工程化，使不同的建筑结构的配件具有一定的互换性和通用性。并且钢结构建筑的预工程化可以实现材料加工、建筑安装的一体化，不仅可以降低建筑的成本，而且可以提前完成施工时间，从而加快了建筑工程的效益。

（三）承载能力强、抗震性能好。钢结构的材料是一种承受载荷量大，强度高，并且抗震性能比较好，钢结构本身是一种用料少、体型小，自重轻，因此在建筑的过程中，采用钢结构住宅体系时，不仅可以节约材料，提高空间的利用率，并且由于钢结构的构件可以制作成各种形状，所以在设计的过程中，灵活多变、可以满足人们的需要和要求，从而达到建筑艺术的特点。在抗震设防的地区，由于钢结构的重量轻本身所受的地震作用比较小，并且钢材具有一定的延伸性，所以钢结构的安全性高，抗震能力好。

三．常用钢结构住宅体系

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、钢框架一混

凝土剪力墙体系、错列析架体系、钢框架一核心筒体系等。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。

1．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。

2.纯钢框架体系一般适用于 6 层以下的多层住宅，不适用于强震区的高层住宅，并且用于高层住宅经济性相对较差。

3.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。

4.钢框架—混凝土剪力墙体系常用于小高层及高层住宅;而且从受力特点看出，带缝剪力墙体抗震性能较好，较适用于地震区。

5.错列析架结构体系具有住宅布置灵活、楼板跨度小、结构自重轻和造价低的特点，是一种经济、实用、高效的新型结构体系，适用于多层及小高层住宅。

为了体现钢结构住宅的优越性，减轻结构自重，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，也可采用内嵌式。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。

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。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，同时宜尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重，并提高施工速度。

四．目前我国钢结构住宅体系所存在的问题及对策

1．我国钢结构住宅体系所存在的问题我国钢结构住宅体系现处于发展的启动阶段。目前, 就我国已建成的钢结构体系住宅来看, 存在以下问题: 首先, 结构体系设计缺乏统一标准及尚未形成完整的配套的成套配件和与之配套的其他材料; 其次, 所采用的材料是在现有材料的基础上直接使用, 缺乏技术创新和产品改造; 再次, 缺乏相应的钢结构住宅设计施工规范; 另外, 所建低层住宅都是企业内部使用的住宅, 缺乏市场检验, 缺乏正规的验收鉴定。

2．解决问题的对策：发展钢结构住宅, 首先必须建立起统一的标准, 使建筑结构设计一体化。传统的设计都是按着先建筑后结构设计的理念进行设计, 而钢结构建筑由于其特殊的材料和先进的设计软件, 得以实现建筑结构的一体化设计。这就必须推广各种先进的钢结构设计软件, 而且这些软件必须采用统一的标准化构件和配件。而目前国内各个版本的设计软件都只有主体结构的分析和设计, 还没有围护系统的分析与设计, 因此, 还必须在建筑结构设计一体化的基础上, 开发同时做到围护结构与主体结构一体化和配件系统与整体建筑系统设计一体化的设计软件。发展钢结构住宅, 必须在新材料的开发和应用上多下工夫, 从而降低造价以使其有更好的市场; 而尽快建立起的钢结构住宅设计施工规范也是