鋼結構住宅的優點及其未來發展趨勢

黨澤龍

新疆建工集團第一建筑工程有限責任公司，新疆烏魯木齊 830024

鋼結構住宅建筑是住宅建筑的一個分支，是以鋼結構為骨架，配合多種復合材料的輕型墻體拼裝而成，其主要承重骨架是由鋼結構或鋼管圓管或矩形管混凝土構件組成。它具有鋼結構一系列特性，同時又具備一般住宅建筑的共性。

1 鋼結構住宅的優點

隨著煉鋼技術和成型制造工藝的發展，給鋼結構工程的應用帶來新的活力：工程建設日益增加，相應又推動了鋼結構設計與施工技術的不斷進步積完善。鋼結構住宅以其輕質高強、抗震性能好、建造速度快、工期短、施工污染環境少和綜合經濟效益好等優勢而受到各方的重視。

1.1 布置便利

利用鋼材強度高的特點，設計可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便地創造開放式住宅。

1.2 抗震性能好

相同建筑面積的建筑樓層，采用鋼結構時，由于自重較輕，和混凝土結構相比，鋼結構地震作用反應可減少30%～40%。鋼結構有較好的塑性可以使結構在破壞前產生較大變形，從而可以使人們及時發現和采取補救措施。另外，鋼結構有較好的韌性可以使結構在力沖擊荷載作用下被破壞時吸收較多的能量，降低危險程度。

1.3 工期短

鋼結構工程的工期比鋼筋砼結構工程的工期普遍要短，鋼結構工程有一半以上時間是在工廠車間進行，運往現場通過焊接或螺栓進行整體組裝，可全天候作業，提高了施工的機械化水平。由于鋼結構本身可作為勁性結構承擔結構荷載和施工荷載，施工時可以節省支模、拆模的材料，由此降低成本，大大加快施工速度。

1.4 符合住宅產業化和可持續發展的要求

鋼材是一種高強度高效能的材料，鋼結構的鋼材回收利用率高、拆除成本低、污染較小具有很高的再循環價值。原材料可以循環使用，有助于環保和可持續發展，鋼結構能將節能、防水、隔熱、門窗等先進的成品集合在一起，實現綜合成套應用，將設計、生產、施工安裝一體化，提高住宅的產業化水平。

2 施工工藝

2.1 鋼構件的加工

鋼構件一般在加工車間加工，主要工藝是除銹、焊接。梁及連接板的加工主要由下料、鉆孔和焊接組成。

2.2 鋼結構安裝

鋼結構安裝中主要采用兩種方式：

1）螺栓連接

鋼結構工程中螺栓連接一般用高強螺栓和普通螺栓，普通螺栓連接，每個螺栓一端不得墊2個以上墊片，螺栓孔不得用氣割擴孔，螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個螺距；高強螺栓使用前我們檢查螺栓的合格證和復試單，安裝過程中板疊接觸面應平整，接觸面必須大干75%，邊緣縫隙不得大干0.8mm，高強螺栓應自由穿入，不得敲打和擴孔；高強螺栓不得作為臨時安裝螺栓，螺栓擰緊應按一個方向施擰，當天安裝的應終擰完畢，終擰完畢應逐個檢查，對欠擰、超擰的應進行補擰或更換；

2）焊接連接

鋼結構使焊前，對焊條的合格證進行檢查，按說明書要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級焊縫按要求進行無損檢測，在規定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結構對稱、節點對稱、全方位對稱焊接。多層焊接宜連續施焊，每一層焊道焊完后應及時清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對接和角接焊縫 多層梁柱焊接時，應根據安裝情況先焊頂層柱與梁節點，其次焊底部柱與梁節點，最后焊中間部分的柱與梁節點。在焊接頂層梓與梁節點時，應先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應力達到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴散施焊。

3 鋼結構中面臨的問題

3.1 鋼結構的防火問題

火災是對鋼結構建筑的最大危害，鋼材雖為非燃燒材料，但鋼不耐火，溫度為400℃時，鋼材的屈服強度將降至室溫下強度的一半，溫度達到600℃時，鋼材基本損失全部強度和剛度，因此當建筑采用無防火保護措施的鋼結構時，一旦發生火災，很容易使建筑損壞，建筑的構造防火問題一般在鋼筋混凝土結構上較易解決，而在鋼結構建筑上則需考慮更多的因素，以下為兩種常用防火措施：一是采用進口的新型防火板——保全板；二是根據鋼結構的部位不同分別采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂裝飾漆。

3.2 鋼結構中建筑設計的防腐問題

鋼材如果長時間暴露在室外受到風雨等自然力的侵蝕，必然會生銹老化，其自身承載力會下降。因此，防腐問題也是鋼結構建筑設計需要解決常見問題，目前的做法主要是采用新型防腐和構造材料。比如涂刷防銹涂料，防火涂料屬于油漆類。另外對鋼結構建筑的鋼結構構件施工也有確定的要求，比如構件出廠前涂紅丹防銹底漆一道；鋼結構安裝調整后，將其清洗干凈，然后再刷一度底漆，兩度面漆。

4結論

相對而言，鋼結構住宅工期大幅度縮減，滿足了大跨度建筑需求，特別是優越的抗震性、可回收性，體現了鋼結構的綜合造價優勢；鋼結構住宅的直接經濟效益主要來自結構施工工期縮短和房屋使用面積率提高的優勢，并且隨著住宅層數增加，效益增加越明顯。由于鋼結構住宅具備其他結構無法比擬的優點，筆者認為大力發展鋼結構住宅是必然趨勢，鋼結構住宅將給住宅建筑產業帶來一場深層次的革命，從設計、施工到一系列新材料的使用都將出現革命性的變化，因而它代表了未來的住宅發展方向。隨著我國經濟的高速發展和現代化進程的推進，通過分析鋼結構住宅的優點分析，相信鋼結構住宅在未來必定有美好前景。

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