淺談鋼結構住宅結構體系

溫強勝

（天津華師規劃建筑設計有限公司，天津，300380）

淺談鋼結構住宅結構體系

溫強勝

（天津華師規劃建筑設計有限公司，天津，300380）

目前鋼結構已是發達國家的主導建筑結構，鋼結構廣泛應用于高層、超高層建筑，大跨度和大空間建筑，中小型工業、商業、社區、文教衛生、高層超高層的民用住宅。鋼結構住宅以其巨大的優勢引起了廣泛的關注。本文闡述了鋼結構住宅體系的組成及其相應的適應范圍，并簡易分析了其技術經濟綜合效益。

鋼結構住宅；結構體系；住宅建筑

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。

一、常用鋼結構住宅體系

鋼結構體系形式有多種，但應用于住宅建筑的鋼結構體系主要可分為輕鋼龍骨體系、純鋼框架體系、鋼支撐框架體系、鋼框架一混凝土剪力墻體系、錯列析架體系、鋼框架一核心筒體系等。不同的結構體系有不同的適用范圍，雖然有些結構體系應用范圍較廣，但通常會受到經濟等因素的限制。輕鋼龍骨結構體系較適用于1—3層的低層住宅，不適用于強震區的高層住宅。純鋼框架體系一般適用于6層以下的多層住宅，不適用于強震區的高層住宅，并且用于高層住宅經濟性相對較差。鋼支撐框架體系比純鋼框架體系側向剛度大，常用于多層及小高層住宅，應用較廣；而且當房屋層數較高時，該體系要比純鋼框架體系經濟。鋼框架—混凝土剪力墻體系常用于小高層及高層住宅；而且從受力特點看出，帶縫剪力墻體抗震性能較好，較適用于地震區。

錯列析架結構體系具有住宅布置靈活、樓板跨度小、結構自重輕和造價低的特點，是一種經濟、實用、高效的新型結構體系，適用于多層及小高層住宅。

為了體現鋼結構住宅的優越性，減輕結構自重，外墻體一般采用輕質復合板，與梁柱的連接方式，主要采用外掛式，也可采用內嵌式。

內墻材料一般可采用空心砌塊、加氣混凝土等輕質填充材料，也可采用紙面石膏板，纖維石膏板、玻璃纖維增強水泥板、紙面稻草板。

樓板體系作為房屋的水平構件，起著支撐豎向荷載和傳遞水平荷載作用。因此樓板必須有足夠的強度、剛度和整體穩定性，還要具有較好的隔音、防水和防火性能，同時宜盡量采用技術和構造措施減輕樓板自重，并提高施工速度。國外鋼結構住宅普遍采用木版為樓層板，我國由于木材資源短缺，現階段主要采用壓型鋼板—現澆混凝土組合樓板、預制混凝土疊合板、現澆鋼筋混凝土樓板、密排托架—現澆混凝土組合樓板、輕骨料或加氣混凝土樓板。

鋼結構建筑的屋頂依據屋面材料和屋面的結構布置，可以做成平屋頂或是坡屋頂。平屋頂即在鋼樓板層的基礎上只需將面層換做防水層材料或是彩色涂層牙型鋼板，并按要求設置一定的排水坡度和排水天溝。坡屋頂的構造一般是在鋼屋架上設置檁條，上鋪彩色涂層壓型鋼板或彩鋼板夾芯板，采用彩鋼夾芯板，色彩美觀，還具有一定的保溫隔熱效果，施工簡便，可以做到不滲水。

二、鋼結構住宅體系的經濟分析及應用

鋼結構住宅與傳統結構相比，在使用功能、設計、施工以及綜合經濟方面具有優勢，主要體現在以下方面。

1、設計制造周期短，設計生產一體化

現代結構設計借助于計算機和專業化結構分析軟件，使得設計周期大大縮短；同時，由于鋼結構具有工廠預制、現場安裝的特點，可以將前期設計和現場的生產手段相結合，通過網絡計算機和數控機床結合，使設計人員在工作室中完成設計后，即由工廠的生產線完成產品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項目建設周期。

2、能夠合理布置功能區間

與傳統住宅建筑相比較，可以采用大開間柱網布置，使建筑平面利用非承重墻體靈活分隔室內空間，形成開放式住宅。同時，可以利用鋼結構連接簡單的特點，在垂直平面內比傳統結構能更好地應用錯層、躍層結構。由于鋼結構住宅的構件截面尺寸小，可以增加使用面積，提高使用率。

3、承載強度高，抗震性能優越

相同的荷載，鋼結構截面最小，相同的截面，鋼結構承載力最大。在抗震設防區，由于鋼結構重量輕，其本身所受的地震作用小，且鋼材具有高延性，有較好的耗能能力；因此，抗震性能好，結構安全度高。

4、綜合造價低

鋼結構承載力高，可以實現結構的大開間布置，構件截面小，與砼結構和磚混結構相比，自重比較輕，地基的處理比較容易，基礎型式簡單，可以降低基礎的造價；鋼結構施工機械化高的特點，減少了人工費用和模板等其它輔助材料費用。從經濟效益角度講，樓層越高，造價越低；規模越大，成本越小，6－7層的多層成本最高，但綜合效益十分可觀。

5、符合住宅產業化和可持續發展的要求

鋼結構適宜工廠大批量生產，工業化、商品化程度高。它能將節能、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。鋼結構比傳統結構的拆除更容易實施，鋼材回收利用率高、拆除成本低、污染較小，符合可持續發展的要求。

三、我國鋼結構建筑基本情況

近年來，隨著城市建設的發展和高層建筑的增多，我國鋼結構發展十分迅速，鋼結構住宅已由選擇試點進行建設發展為作為被建設部一種綠色環保建筑列為重點推廣項目。特別是在我國大中城市中，人多、土地資源少，而人們對住宅密度、環境綠地等要求越來越高的情況下，較大范圍應用鋼結構住宅。綜上所述，由于鋼結構住宅建筑具有多項優點，在我國住宅建設中得到逐步應用，鋼結構住宅體系在我國已經開始逐步走向成熟，隨著國家發展節能省地型住宅、建設節約型社會的戰略決策實施，作為節能省地型的新型住宅體系的鋼結構體系，必將繼續迅速發展。鋼結構住宅代表了我國未來的住宅發展方向。經過這些年的發展，已具有相當規模，形成了一批科研、設計、制造、施工、監理等骨干企業，廣泛應用于國民經濟基本建設的各個領域，加上國家對推動鋼結構發展給予的政策上的重視和支持，相信鋼結構住宅在未來必定有更加美好的前景。

[1] 胡孜華.淺談我國鋼結構住宅的應用與發展[J].中國建設教育，2007，8.

[2] 王亞，劉坤，趙軍.多高層鋼結構住宅設計探討[J] .工程建設與設計，2007，10.

[3] 蔡玉春，鋼結構住宅設計中防火問題的對策研究[J]. 鋼結構，2007，3.

TU951

1674-3954（2011）03-0250-01