鋼結構住宅設計研究

文/ 王文灝 深圳市魯電電力設計研究院有限公司　廣東深圳　518057

鋼結構住宅設計研究

文/ 王文灝 深圳市魯電電力設計研究院有限公司廣東深圳518057

鋼結構住宅作為一種新的住宅形式，通過近年來的實踐以及住宅產業化發展的趨勢，在我國開始逐漸使用，由于當前在鋼結構住宅設計上很多設計人員還不是很熟悉，所以具體設計過程中還是存在一些問題。本文首先分析鋼結構住宅的特點，然后就鋼結構住宅設計的思路進行一個總結，最后分別從墻體、樓板這兩個方面對鋼結構住宅設計進行一個介紹。

鋼結構住宅；平面設計；墻體；樓板

引言

鋼結構與傳統鋼筋混凝土結構相比，在設計、施工、造價以及使用上都具有廣泛的優勢，另外鋼結構住宅在材料拆除和回收上更容易，更符合可持續發展的理念，特別在我國禁止使用實心粘土磚后，鋼結構住宅是我們一個不錯的選擇。

1、鋼結構住宅的特點

1.1鋼結構住宅的優點

鋼結構住宅相比于傳統建筑結構，在使用功能、設計和施工等多個方面都具有其優勢，根據對鋼結構的特點進行總結，認為鋼結構住宅的優點主要體現在以下三個方面：

一是鋼結構住宅跨度大，空間布置靈活，由于鋼材的強度大，所以可以使建筑平面進行分隔時更加的靈活，住戶可以根據自身的需求自行改變結構，不會存在傳統住宅居民為了裝修擅自改變墻體造成安全隱患的情況。另外采用鋼結構的住宅墻體厚度小，在同等情況下可以增大建筑的使用面積。

二是承載強度高，在相同截面面積的情況下，鋼結構的承載能力更好，而且鋼結構具有較好的延性，可以防止建筑出現脆性破壞，抗震性能也更好。

三是工業化程度高，更符合可持續發展的理念，由于鋼結構建筑的預制性強，很多構件都可以在工廠進行標準化生產，這樣既可以減少施工對周邊環境的影響，還可以提高施工的機械化水平，另外施工也不再受時間因素的影響，對施工速度有一個較大的提升。

1.2鋼結構住宅的缺點

雖然鋼結構住宅的優點很多，但是還是有一些缺點制約著鋼結構住宅的發展，主要缺點有以下三點：

一是鋼結構住宅的防火能力差，這是由鋼材的物理性質造成的，當發生火災時，由于溫度過高，鋼結構的力學性能就會大幅下降甚至失去承載能力。

二是鋼結構住宅的抗腐能力差，這也是鋼材的物力性質造成的，雖然現在有很多防腐涂料，但是只要涂層出現微小的裂紋，就能讓氣體和水進入鋼結構內部，讓鋼結構發生銹蝕，而且這種銹蝕的速度很快。

三是在保溫、隔熱、隔聲和隔水上還存在一些不足，而這些因素都影響著人們居住的舒適度，另外鋼結構住宅在裝配過程中會產生大量的節點，這些節點也會影響住宅的舒適度和耐久性。

2、鋼結構住宅平面及空間設計

2.1鋼結構住宅平面及空間設計的特點

與傳統住宅體系相比，鋼結構住宅以框架體系為主，建筑的結構和圍護是完全獨立分開的，這樣的好處是居住時可以根據自身的需求靈活布置圍護墻體，使我們在對建筑空間進行處理時有了更多的選擇空間，另外鋼結構框架的剛度較大，所以在相同受力的情況下結構構件可以做的更纖細，這樣可以使住宅的有效空間更大。

但是由于鋼結構住宅在平面及空間設計的特點，在給我帶來諸多便利的同時也會在空間處理上給我們帶來一些問題。鋼結構柱體結構截面的寬度通常比墻體寬度大，而且鋼結構柱體形狀通常為圓形、H型或箱型，無法做成異型柱，所以會出現柱體突出墻面的情況，這給我們家具擺放工作產生一定影響。

2.2鋼結構住宅平面及空間處理手法

從鋼結構住宅平面及空間設計的特點來看，我們在鋼結構進行平面及空間設計時應盡量做好建筑、結構和設備等專業之間的配合，使鋼結構住宅在平面上和空間使用上都做到更加的靈活和無障礙性。

在進行鋼結構住宅平面及空間設計時，主要有三種思路:一是對框架的開間和進深進行合理化設計，讓結構梁柱的軸線與墻體的軸線從何，這樣可以避免鋼結構住宅的框架結構暴露在平面空間中，設計時應根據柱網劃定空間的布局，盡量不要讓框架柱網與使用空間出現交叉；二是合理調整結構梁柱與墻體的位置，保證使用空間的完整性，避免房間內出現梁、柱的突出，如果不可避免出現框架體系梁柱的截面面積大于墻體厚度的情況，我們要優先保證房間主要空間的平整，將突出盡量安排在次要空間中；三是做隱梁式結構體系，將樓板的厚度做的與梁高一樣，這樣可以使住宅空間更加的完整，但是結構體系的難度會增大。

3、鋼結構住宅的墻體設計

鋼結構住宅的墻體具有三個特點：一是鋼結構住宅的墻體是純圍護體系，可以根據空間的需要靈活布置；二是墻體材料需要有良好的物理化學特性和保溫隔熱特性，而且質量要輕，不能增加結構荷載；三是墻體材料要適合現場裝配化建造，鋼結構屬于高度的產業化和工業化，這樣才能發揮鋼結構住宅的優勢。

鋼結構住宅的墻體分為外墻和內墻，對于外墻來說，其主要功能是防濕、密封、保溫隔熱、隔聲和防火等，我們在選擇外墻材料時一定要遵守舒適性、耐久性和取材方便這三個原則，目前外墻的材料種類有很多，主要分為輕型砌筑類、預制復合類、半預制復合類和現場組裝符合類，在選擇時需要根據造假以及自己的需求等多方面的因素進行選擇，施工時需要重點做好外墻節點的連接。對于內墻來說，其主要功能是穩定、耐久、防火、隔聲和方便設備走線，材質上以預制板材為主，預制板材隔墻的安裝方法有很多，常用的有插入鋼筋法、干式工法這兩種。

4、鋼結構住宅的樓板設計

鋼結構住宅的樓板主要由型鋼或鋼板組成，具有承載力高、重要輕、尺寸小等優點，主要需要把握好三點原則：一是選擇合理的樓蓋結構跨度，太大需要增加板厚，導致自重增大，太小會不經濟；二是要選用適當的結構支撐體系，盡量避開門窗空洞，不影響住宅的空間布局即可；三是設計時應保證構件的尺寸精準，避免給安裝帶來困難以及產生廢料等。從樓板的類型來看，主要分為全現澆樓板、半預制半現澆樓板和全預制樓板，在選擇樓板類型時需要根據各種樓板的優缺點來進行選擇。

結論：

從技術上來說，鋼結構住宅不存在任何問題，但是當前我國鋼結構住宅的發展相對還不是太快，主要受制于兩方面的因素:一是政府在功能鋼結構住宅上缺少扶持，二是缺少專業的鋼結構住宅設計人員。如果這兩個問題能夠快速解決，那么我國鋼結構住宅設計應用將會上升到新的高度。

[1]劉占宗.鋼結構住宅結構設計問題和解決策略[J].工程建設與設計，2015，（7）：61-63.

[2]馮磊.高層鋼結構住宅經濟性分析——以秦皇島鋼結構建筑為例[J].中國房地產業.2015.11