談鋼結構住宅建筑設計研究

摘#8195;要：鋼結構體系是民用住宅建筑的一種新型的綠色環保的建筑結構體系，鋼結構住宅建筑是現代空間結構發展的主流，本文主要進行研究討論鋼結構住宅建筑的設計和應用。

關鍵詞：鋼結構；住宅建設；綠色環保；設計

引言：隨著社會的快速發展，科學技術的突飛猛進，新型建筑材料的運用越來越多，鋼結構建筑材料的研發和利用，不僅可以節能環保，而且還可以最大限度的利用有效地空間，隨著建筑業的可持續發展，鋼結構將成為我國建筑行業新型的建筑材料。

一．鋼結構住宅體系的特點

鋼結構綠色節能住宅主要是指在房屋建筑的過程中主要以鋼結構為主要的建筑結構形式，以建筑節能、節水、節約材料、環保以及可以節約用地等特點，并且可以為人們提供健康、舒適、以及高效的使用空間。鋼結構綠色節能住宅體系主要是從材料節能、建筑節能、設備節能以及可再生能源的利用等特點入手，從而實現綠色節能的目標。鋼結構的特點具體如下：

（1）綠色節能的特點

剛結構住宅體系對環境破壞小、污染小，并且住宅體系在改建或者拆遷的材料可以回收利用以及再生利用率比較高，所以鋼結構建筑達到了綠色建筑的要求，并且與鋼結構相配套的技術的輕質材料主要采用的是符合節能建筑要求的新型材料，原材料可以循環使用[1]，而且還有環保、節能的作用，因此，在建筑行業采用鋼結構是推進我國綠色建筑的發展的重要方式。

（2）建筑成本低、工期短

鋼結構的建筑模數的協調統一標準不僅可以實現建筑工業大規模的生產，而且可以提高建筑的預工程化，使不同的建筑結構的配件具有一定的互換性和通用性。并且鋼結構建筑的預工程化可以實現材料加工、建筑安裝的一體化，不僅可以降低建筑的成本，而且可以提前完成施工時間，從而加快了建筑工程的效益。

（3）承載能力強、抗震性能好

鋼結構的材料是一種承受載荷量大，強度高，并且抗震性能比較好，鋼結構本身是一種用料少、體型小，自重輕，因此在建筑的過程中，采用鋼結構住宅體系時，不僅可以節約材料，提高空間的利用率，并且由于鋼結構的構件可以制作成各種形狀，所以在設計的過程中，靈活多變、可以滿足人們的需要和要求，從而達到建筑藝術的特點[2]。在抗震設防的地區，由于鋼結構的重量輕本身所受的地震作用比較小，并且鋼材具有一定的延伸性，所以鋼結構的安全性高，抗震能力好。

二．鋼結構住宅體系的設計

鋼結構住宅體系與一般的住宅體系不同，鋼結構住宅體系主要指主體鋼結構承重體系、圍護系統的結構體系以及樓板結構體系。

（1）鋼結構承重體系的分類有很多種類，但是應用于住宅體系結構的形式主要有純框架結構體系、鋼框架—支撐結構體系、空間錯列桁架結構體系等鋼結構體系。其中純鋼架結構體系是指縱橫方向的主要是有框架作為抵抗水平抗側力和承重的構件組成的結構體系，這種結構形式的特點主要是可以形成較大的使用空間、平面布置靈活以及鋼結構各部分的剛度均勻，構件簡單，施工容易等特點。鋼框架支撐結構的體系主要是在框架體系中的部分框架柱之間設立豎向的支撐形成的支撐框架，在住宅建筑的設計中采用這種形式的建筑特點是支撐結構有剪力墻的作用，并且可以承載很大的水平力，抗震性能好等優點，這種結構形式使用于30到40層的高層住宅的建筑[3]。空間錯列列桁架結構體系主要是由房屋的跨度和外側的柱子等于房屋寬度的桁架組成，桁架高度和建筑樓層的層高相等，在相鄰柱上為上下層交錯布置，樓板的一端放在桁架的上弦，另一端放在相鄰桁架的下弦。這種鋼結構的特點主要是實用性能好，并且經濟。這種鋼結構形式一般使用與15到20層的中高層住宅的建筑。

（2）圍護結構與主體結構設計的一體化

在國外的住宅建筑中，常見的住宅體系的設計是維護結構與主體結構設計的一體化，在住宅建筑中采用這種結構形式的特點是具有良好的防水性和防腐蝕性，并且屋面的保溫隔熱效果比較好，而且還可以使建筑的外形豐厚，但是我國的住宅體系，通常把維護結構的設計和主體結構的設計分開進行設計[4]，這樣不僅效果不好，而且還會增加工期。

（3）樓板結構體系的設計

樓面的結構主要有樓面板和鋼梁組合而成的，鋼結構住宅在設計的過程中，必須應該保證樓板有足夠的強度和剛度以及整體穩定性，并且還應該具有防火、隔音以及防水、防腐蝕性能等。在現在的鋼結構的樓板結構體系中，主要有以下幾種形式：1）預制預應力混凝土疊合樓板，這種結構形式主要是指將鋼梁與預制預應力混凝土的薄板進行連接，然后在上面澆混凝土薄板形成的疊合裝配整體結構。這種結構形式的特點主要是機械化程度高、運輸吊裝方便，可以采用高強度鋼材和預應力技術。2）壓型鋼板混凝土組合樓板，這種結構形式，主要采用蝶形壓型的鋼板樓板的總厚度應該達到130到150mm，并且由于組合樓板需要承受傳遞平衡力的作用，因此應該在鋼梁與壓型鋼板的結合處設置栓釘，并且在設計的過程中，應該綜合考慮樓板以及鋼梁的組合作用。，這樣可以提高梁的穩定性和承載能力[5]。

三．鋼結構住宅體系的發展和應用

綜上所述，由于鋼結構住宅體系具有很多的優點，并且也符合綠色節能環保的特點，在我國的建筑行業中將得到廣泛的應用。隨著科學技術的不斷發展，鋼結構住宅體系將向可持續建筑方向發展，可持續建筑不僅可以滿足當代人的需要，而且對后代人也不會造成危害。

當前我國的鋼結構已經進入一個新的階段，隨著技術的不斷改進，將為鋼結構住宅提供更好的發展空間和技術基礎的鋼結構技術，鋼結構將朝著綠色、無害化以及生態化的方向發展，對構建可持續發展的資源性節約型的社會和經濟效益的提高具有重要的作用，對我國建筑行業的發展提供好的發展前景。

參考文獻：

[1] 李尊雨；王世軼；王健：《淺談鋼結構綠色節能住宅》科技信息；2009(20)：244

[2] 仇秀東：《淺談鋼結構住宅結構體系》大科技·科技天地；2010(9)：105--106

[3] 鄭延銀；馬夢寒；張玉；黃曉章：《鋼結構住宅的最新進展與發展趨勢》鋼結構；2004，19(4)：30--35

[4] 趙鑫：《新世紀的綠色建筑--鋼結構建筑及其應用》山西科技2002(6)：50

[5] 米濤；何蒙：《淺談鋼結構住宅建筑中的組合柱》黑龍江科技信息；2009(19)：250--251