高层钢结构住宅应用

高层钢结构住宅应用近年来，随着钢结构在建筑领域的应用越来越广，钢结构住宅也开始逐步趋于成熟，在国家经济快速发展，人民生活水平不断提高的同时国家大力发展装配式建筑，为装配式钢结构住宅的进一步应用提供了条件，本文主要针对高层钢结构住宅的应用进行简单的探讨和分析。

标签：钢结构；高层住宅；装配式建筑1、国内、外钢结构住宅发展概况1.1国外钢结构住宅发展概况二十世纪50年代，欧洲由于住宅方面需求很大，出现了住宅房慌，为了解决这一问题，他们采用了钢结构住宅进行工业化生产，随着时间的推移，钢结构住宅的应用在欧洲得到了全面的发展，并随之传到了美国、日本、加拿大等发达国家。

近年来，随着钢结构住宅建造技术的不断提高和完善，社会对于钢结构住宅的需求也从量需求到发展质需求转变，西方的一些国家住宅产业化也有了新一轮的发展，瑞典作为世界上住宅行业最发达的国家，他们的钢结构住宅80%以上都使用装配式部件，因此，钢结构住宅的应用技术和性能指标得到较大提高和完善。

目前，国外的钢结构住宅工业化生产方面的研究已进入对住宅体系灵活性、多变性的研究，以大适应面和产生规模效应。

如日本的三泽住宅以“年住宅”的概念，达到年销售量近万套以及英国政府委托建筑领域完成的一份被称作“建筑生产反思”的报告中提出了一个最新的观念：将制造业的生产方式列入建筑业，它打破了人们长期以来认为的建筑业不同于制造业，认为它的每个产品都是独一无二的观念。

值得注意的是，住宅产业化的实现体现出这样的基本原则，即以模数化构建标准化，以标准化推动工业化，以工业化促进产业化。

从20世纪90年开始国外已形成了从设计、制作到供应的成套技术及有效的供应链管理，其中轻钢结构因其自重轻、强度高、空间利用率高等特点，发展成为单元式建筑的主干，主要用于住宅、饭店、酒店的修建或改扩建。

1.2我国钢结构住宅建设现状我国“十五”期间计划达到每年建筑钢结构用钢量将占全国钢材总产量的3%；到2015年将达到钢材总产量的6%。

这是已经公布的《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》明确提出的发展目标。

为促进我国钢结构住宅产业化发展，建设部于2002年发布了《钢结构住宅产业化技术导则》，并审批通过了三批共36项钢结构住宅科研项目立项和确定了北京赛博思金属结构工程管理公司的第一个建设部钢结构住宅产业化科技示范工程。

目前我国钢结构住宅的开发应用已呈现出更为广泛与深化的发展趋势，同时全国各地也相继建成了一批钢结构住宅示范工程。

高层钢结构住宅有北京朝阳区十里堡的晨光家园B 区、上海中福城二期、三期住宅、广西南京的湖滨大厦等，为钢管混凝土柱框架-核心筒结构，上海的中福花苑一期，为钢-混凝土剪力墙结构体系。

安徽马鞍山的光明新村1号楼和2号楼，还有济南百花小区1号楼，是钢-混凝土混合结构体系，新疆乌鲁木齐市新民西街化工集团综合楼，为钢框架混凝土核心筒结构，陕西的丽彩天玺，武汉世纪家园，杭州钱江世纪城等为全钢构体系。

随着建筑业施工技术应用的不断进步，钢结构住宅也逐渐走进我们的视野，在国家大力推广装配式建筑的指导意见下，钢结构住宅依靠自身的优势和环境保护方面的优势也在大力开始推广，从上世纪90年代开始我国逐步在钢结构建筑应用方面开始主要用于办公、公共建筑、超高层大樓等方面，随着国家政策的推广和环保方面的要求越来越高的时候，钢结构住宅的发展将进入一个新的时代。

2016年9月27日国务院发布关于大力发展装配式建筑的指导意见指出，钢结构作为一种装配式结构要进行大力推广，到2025年装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%，因此，它给钢结构住宅的发展带来了前所未有的机遇，目前我国的钢结构发展已经展现出更为成熟和广泛的发展趋势，同时全国也相继出现了一批具有钢结构创新设计、建造的施工企业，以杭萧钢构、山东远大为代表的一大批企业开始如雨后春笋般的呈现出来，各种体系以及不同高度的钢结构住宅在政府的大力支持下逐步开发，随着人民对钢结构住宅的接受程度的提高，新技术、新材料和新工艺的进一步应用，高层钢结构住宅将会在我国进行更广泛的应用。

2、钢结构住宅的优劣性我国是钢材生产大国，也是建筑业大国，传统的建造方式每年消耗大量的资源，每年消耗的水泥5亿吨，对土地资源和环境造成了巨大的破坏和污染，形成的垃圾无法处理等等，钢结构建筑的应用和发展恰恰解决了这一问题，首先钢材作为环保材料具有较高的循环利用价值；其次钢结构具有抗震性能好，构件尺寸小，结构空间布局灵活等优点能更好的满足建筑需求，另外钢结构的使用有利于工业化生产还具有安装方便建造速度快等优点，大大减少了建造成本，为企业减少更多负担。

3、钢结构住宅的优点钢结构住宅在我国己有20年的历程，在众多的住宅建筑中，钢结构住宅适宜构件的工厂化生产，可以将设计、生产、施工、安装一体化，变“现场建造”为“工厂制造”，提高住宅工业化、商品化水平，而且钢结构住宅自重轻，基础造价低，适用于软弱地基，安装容易，施工快，周期短，投资回收快，施工污染环境少，抗震性能好，可回收利用，经济环保等，因而在住宅市场有着良好的发展前景，被誉为二十一世纪的“绿色建筑”之一。

钢结构住宅与传统结构相比，在设计、施工、实用、经济性、环保方面都具有优势：第一、钢材内部结构组织均匀，比较接近于匀质和各向同性体，在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的，实际受力情况和工程力学计算结果接近，设计更准确，无徐变和收缩现象、能在恶劣天气下施工等；第二、构件生产工厂化，变“现场建造”为“工厂制造”，质量稳定，现场组装，减少施工现场的环境、噪音污染；第三、新型轻质围护板材，不助燃，不霉变，不虫蛀，装修一次到位，少维修，管线可暗埋在墙体及楼层结构中，内墙为轻质板材，增加使用面积5%%～8%，可重新分隔空间改变使用功能，更好的满足住户的要求；第四、钢材可回收利用，轻质墙板、复合楼板等新型材料，符合建筑节能和环保的要求；第五、钢结构住宅轻质高强，使基础设计简单化，减少基础造价，尤其适用于地质条件较差的地区；第六、抗震性能好，用于结构抗震措施的费用少。

第七、施工周期短，投资回报快，资金风险低，投资效益高，制作、运输、安装、围护方便；第八、比较传统结构，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大开间、灵活分隔的要求，并且可提高使用面积；第九、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作形成产品系列化，可以实现住宅建筑技术集成的产业化新思路。

第十、钢结构住宅工业化程度高，现场作业少，其材料本身可再生利用，符合建筑的环保要求；第十一、易增层和改造，另外，还具有无徐变和收缩现象、防虫防蛀、能在恶劣天气下施工等优点；第十二、经济效益好，短工期、低成本、快周转、易装修、增面积。

轻钢结构住宅施工时基本为干法施工，装配化程度高，由于不需要支模，受气候影小。

第十三、舒适现代并且绿色环保，满足可持续发展的要求：享受“空间自由组合”的住宅、享受会“呼吸”的住宅、享受“高品质”的住宅。

轻钢结构建筑突破可多样性和建筑美学的难点，不仅大空间大跨度的公共与工业建筑非它莫属，并以宽敞舒适高标准为特征的商用与民用建筑也以它来满足与日俱增的需求。

4、钢结构住宅经济评价分析目前制约钢结构住宅消费的主要因素是国民经济性问题。

由于我国国民收入水平和钢结构住宅价位之间存在较大差距，对房价的认可程度很低。

钢结构体系造价较高，我国人民还是主要接受价位较低的砖混结构和钢筋混凝土结构住宅，虽然钢结构的综合经济效益高，性能优于其它传统结构住宅，但如今在国内人们还是无法普遍接受。

钢结构住宅体系在我国的发展才刚刚起步，还处于初级阶段，最近几年建立了几个住宅基地，完成的工程单位面积造价比传统钢筋混凝土结构要高，但是能大大缩短工期，基本无污染，增加有效使用面积等方面综合经济效益更佳。

随着相关标准的优化与构件的标准化，单位面积的造价有望等同甚至低于传统结构的造价。

作为全新的结构体系，钢结构住宅带来了设计、制造安装、施工等多方面的革新，采用钢材及新型围护材料也带来了制造成本的变化，并成为制约钢结构住宅发展及其推广应用的一个关键因素。

衡量钢结构住宅的经济性必须结合其优势及潜能，分析其综合经济性能。

对高层建筑而言，与传统混结构相比钢结构住宅的土建造价低10%～20%，钢结构住宅主体部分及钢筋混凝土住宅主体结构部分的造价占总造价比例基本相当（分别为55%及53%），主要原因在于围护部分的造价太高。

因此，合理降低墙板的价格，对于降低工程造价具有重要的意义。

考虑到前述钢结构住宅的优势，其基础造价低30%，得房率高5%～8%，施工周期减少约30%，因此综合而言，钢结构住宅的综合造价大致与混凝土住宅造价基本相当。

特别是随着装配式住宅的推广应用，钢结构住宅更能体现其优越性。

钢结构住宅自重轻。

由钢材建造的房屋整体重量轻，其首要原因是钢材本身较木材、砌块、混凝土等传统材料的强度高、重量轻，7t混凝土仅相当于1t钢结构的用量；其次，在钢住宅的结构体系中，墙体和楼板非常适合于采用轻质材料，这对主体重量的减轻也是非常重要的。

其次，钢结构的结构构件多为型钢，比较适合电线和管道的通过。

目前住宅管道依户独立布置，致使每户的管线数量增多，若采用混凝土结构因其梁不能开孔，只能在梁下方通过，这样便占用了一定的净空而且不美观，同時外露易造成隐患。

而钢结构住宅就不存在这样的问题，其梁上可开孔，腹板处可埋入管线而不占用户内空间，此外，因其墙体多为轻质填充墙，内部也可埋入管线，不占用房间的使用面积。

钢结构住宅施工速度快。

由于钢结构构件在工厂里制作，许多作业可以交叉完成，如可以工厂制作与现场安装平行进行，甚至一些标准化的住宅体系，可以随订货，随建筑，而且不受天气及季节的影响，有利于合理安排各分项工程的施工计划，缩短施工周期和资金占用时间。

采用钢结构还可为施工提供较大的空间和较为宽敞的施工作业面。

由此可见，从综合经济效益来看，缩短施工工期比降低造价更为突出，它将为业主带来可观的经济效益，同时在我国市场上的竞争力也将随着技术的完善不断增强。

5、钢结构住宅的技术性能分析钢结构住宅具有良好的结构性能及经济性能，主要表现在几个方面：第一、布局灵活，净使用面积大，利用型钢优良的承载性能，可以灵活布置大开间、大柱距的建筑平面；非承重轻质墙体的设计为住户提供了根据不同用途灵活布置室内空间的可能；型钢构件接点构造简洁，在垂直方向可方便地布置跃层和错层体系，结构构件截面较小，相对于传统结构方案；其净使用面积提高4--8%，得房率高。

第二、工业化程度高，设计制造安装周期短。

现代钢结构建筑的设计、制造和安装的工业化思想，借助BIM技术和工业智能化生产手段，可实现一体化设计、工厂化生产、装配化施工，一体化装修、信息化管理及智能化应用等具有极高的效率和精确度，项目建设周期可缩短工期1/3，这样将极大地减少投资融资成本，使业主或建筑开发商在享受回报上具备很大的优势。