钢结构住宅体系分析

　第13卷第4期　2005年8月

安徽建筑工业学院学报(自然科学版)

Journal of Anhui Institute of Architecture &Industry

Vol.13No.4　

Aug.2005　

收稿日期:2005205216

作者简介:胡军芳(1971-),女,工程师,主要研究方向为建筑工程设计。

钢结构住宅体系分析

胡军芳

(安徽纺织工业设计院,合肥　230001)

摘　要:论述了钢结构住宅的特点,介绍钢结构在住宅中的应用现状,总结了我国发展钢结构住宅应解决的基本问题。

关键词:住宅;轻钢结构;造价

中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:100624540(2005)042030203

B rief discuss on application of steel structure house

HU J un 2fang

(Anhui Institute of Textile Industry ,Hefei 230001,China )

Abstract :First ,t he feat ures of steel st ruct ure house are discussed in t his paper ;t hen t he application of t he steel struct ure in dwelling const ruction at home and abroad is p resent ;finally t he problems requi 2ring f urt her research are summarized.

K ey w ords :housing ,lightweight steel st ruct ure ,co st of building

研究开发钢结构节能住宅,采用节能、工厂化生产的墙体材料代替粘土砖,采用新型高效的采

暖供热系统,使住宅建筑向舒适化、功能化、智能化、工业化发展,是顺应我国经济发展的需要,也是住宅建筑行业21世纪的主导方向。

1　钢结构住宅的特点和优越性

钢结构由于在高层建筑和大跨度高耸结构方

面的优越性,使其在非居住建筑领域得到了广泛的应用。随着国家经济实力的增强和住宅商品化、产业化的要求,促进了住宅新技术和新材料的研究、应用,钢结构是建筑中最适合创新的住宅结构体系。

钢结构住宅与传统结构相比,在使用功能、设计、施工以及综合经济方面具有优势,主要体现在以下几点。 1.1　设计制造工期短,设计生产一体化

现代结构设计借助于计算机和专业化结构分析软件,使得设计周期大大缩短,设计中的修改和调整非常方便。同时,由于钢结构具有工厂预制、现场安装的特点,可以将前期设计和现代工业的生产手段相结合,通过网络计算机和数控机床结合,使设计人员在工作室中完成设计后,即由工厂的生产线完成产品制作,具有极高的效率和精确度,可以大大减少项目建设周期。1.2　能够合理布置功能区间

传统住宅由于所用材料的性质,限制了空间布置的自由。如果开间过大,就会造成楼板厚度大,梁柱截面过大,不但影响室内美观,而且加大结构重量,增加土建投资。钢结构住宅可以利用钢材强度高的特点,采用大空间柱网布置,使建筑平面分割灵活。同时,利用钢结构连接简单的特点,在垂直平面内比传统结构更好地应用错层、跃

层结构。由于钢结构住宅的构件截面尺寸小,可以增加使用面积,提高得房率。钢结构住宅的墙体薄,墙体占用面积小,与砖混结构相比,可减少墙体占有面积60%左右,有效地增加使用面积。

1.3　承载强度高,抗震性能优越

在抗震设防区,钢筋混凝土结构有许多不足之处,而钢结构重量轻,六层轻钢住宅的重量仅相当于四层砖混结构的重量,因此,本身所受的地震作用小;而且,钢材具有高延性,有较好的耗能能力,因此,抗震性能好,结构安全度高。

1.4　施工方面优势突出

现浇混凝土连续施工,在我国北方地区受到施工季节的影响。钢结构的施工现场作业量小,减少了施工临时用地,与传统建筑材料相比,对周围环境污染小,提高施工的机械化水平。由于钢结构本身可作为劲性结构承担结构荷载和施工荷载,施工时可以节省支模、拆模的材料,由此降低成本,大大加快施工速度。

1.5　符合住房产业化和可持续发展的要求

钢结构适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高。它能将节能、防水、隔热、门窗等先进的成品集合在一起,实现综合成套应用,将设计、生产、施工安装一体化,提高住宅的产业化水平。今后随着城市建设的发展,城市改造需要拆除大量的旧建筑,钢结构比传统结构的拆除更容易实施,钢材回收利用率高、拆除成本低、污染较小,符合可持续发展的要求。

钢结构住宅体系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可以采用节能、环保的新型材料,是绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略,因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展,直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。

2　钢结构住宅的经济性

钢结构住宅在技术实现上已没有困难,在质量上与传统结构相比具有绝对优势,但是它的经济性是阻碍钢结构住宅发展的最大障碍。根据我们国家现有的钢结构发展水平,钢结构住宅的土建造价要比钢筋混凝土住宅高10%～20%。但钢结构住宅较混凝土结构在基础造价上可节约30%,且钢结构住宅的得房率较混凝土住宅高7%～10%,此外钢结构住宅的施工工期也可减少约30%。综合考虑以上因素,中高层住宅里钢结构的造价大致可与混凝土住宅持平,特别是随着房屋高度的增加,钢结构住宅更能体现其优越性。所以钢结构住宅在经济性方面仍具有一定的竞争力,关键是开发商应以减少施工工期、增加面积及减少银行贷款利息等综合因素来衡量钢结构住宅的经济性。

钢结构住宅的经济合理性主要取决于以下两个方面:(1)确定钢结构商品住宅品位的基准点;

(2)钢结构住宅合理的层数和高度。欧美和日本工业发达国家,钢结构住宅一般是2～3层别墅为主,采用轻钢结构体系,而高层和超高层建筑虽大量使用钢结构体系,但大都是公共建筑。由于钢结构住宅的造价较高,一般来讲10层以下,如采用钢结构,其基本造价要高于钢筋混凝土结构20～25%左右。因此难以代替诸如钢筋混凝土框架结构、框剪结构或短肢剪力墙结构等。根据造价分析,当住宅在12～18层范围,两者基本造价可以接近,达到1500元/m2左右,因此在城市市区内,有一定的发展余地。

3　住宅钢结构应用的现状

目前,在许多工业发达国家,如美国、日本、英国、澳洲等,正积极推动钢结构的中低层住宅。在澳大利亚,2000年钢框架住宅占全部住宅数量50%。在芬兰、瑞典、丹麦以及法国,钢结构住宅越来越普及,也形成了相当规模的产业化住宅体系。

3.1　日　本

在日本,常用的住宅体系为:6层以下的低层建筑采用纯钢结构,6～16层采用SRC结构,16层以上的底部采用SRC结构,上部采用纯钢结构的较多。

钢结构住宅在日本称为工业化钢结构住宅。20世纪60～80年代,日本经济处于大发展阶段,钢结构建筑也得到飞速发展,其建筑面积超过混凝土结构,其中也包括大量住宅。

由于近年经济发展趋缓,对大规模的钢结构住宅开发已趋低潮,但对高层钢结构住宅研究仍然重视。多层钢结构住宅的框架多采用方钢管混凝土柱。

13

　第4期 胡军芳:钢结构住宅体系分析