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摘要：钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支，是住宅建筑的重要组成部分；由于钢结构建筑具有强度高、自重轻、抗震性能好（延性好）、施工速度快、工业化程度高、质量易保证、建筑布局灵活合理等优点，使其作为一种最具备“环保、节能、工厂化”的新型结构体系，在21世纪继续得到迅速发展。
关键词：钢结构住宅；建筑设计
引言
目前钢结构已是发达国家的主导建筑结构，钢结构广泛应用于高层、超高层建筑，大跨度和大空间建筑，中小型工业、商业、社区、文教卫生、高层超高层的民用住宅。钢结构住宅以其巨大的优势引起了广泛关注。在住宅建筑工程中提高钢结构的设计水平，可以极大提升住宅建筑工程的整体设计水平。
一、钢结构住宅建筑设计的原则
1.1促使钢结构住宅功能设计更加开放化原则
现代的社会需要使钢结构住宅建筑的功能设计趋向开放化，同时钢结构住宅的结构特性也为建筑功能设计的开放化创造条件。现代社会生活的多元化发展，使人们的个性得到进一步的张扬，人们越来越要求住宅这个特殊的商品在具有灵活的功能设计上，以适应他们的要求，平面功能的开放设计正是满足这种要求的有效方法之一。
1.2促使平面设计趋向网格化原则
钢结构住宅建筑的框架结构决定钢结构住宅建筑平面设计趋向网格化。建立在建筑模数制基础上的网格应满足联系结构和建筑的纽带。网格有多种，可以是均匀的，也可以是不均匀的。
1.3更专业的剖面设计原则
钢结构住宅的建筑剖面设计的专业化始终归因于钢结构建筑设计的复杂性。钢结构住宅底层是否架空、剖面层高的最终确定、顶层层高和屋面形式的确定、结构是否错层等，都要求对剖面设计进行专门研究，需要进行详细特殊的剖面设计。
1.4保证住宅建筑设计整体化原则
一般建筑设计师对钢结构建筑的结构体系不是很了解，因此，一般建筑设计师在进行钢结构建筑设计时，经常会无从下手，被钢结构建筑的结构所困。而较好的钢结构住宅设计师经常会从钢结构建筑的结构体系出发，力求在设计上有所突破，钢结构住宅建筑设计应追求建筑设计和结构设计的整体化。
二、钢结构住宅体系的设计措施
2.1钢结构承重体系的分类
钢结构承重体系的分类有很多种类，但应用于住宅体系结构的形式主要有纯框架结构体系、钢框架―支撑结构体系、空间错列桁架结构体系等钢结构体系。其中纯钢架结构体系是指纵横方向的主要是框架作为抵抗水平抗侧力和承重的构件组成的结构体系，这种结构形式的特点主要可以形成较大的使用空间、平面布置灵活及钢结构各部分的刚度均匀，构件简单，施工容易等特点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢框架支撑结构的体系主要是在框架体系中的部分框架柱之间设立竖向的支撑形成的支撑框架，在住宅建筑的设计中采用这种形式的建筑特点是支撑结构可以承载很大的水平力，抗震性能好等优点，这种结构形式主要使用于30到40层的高层住宅的建筑。空间错列列桁架结构体系主要是由房屋的跨度和外侧的柱子等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度和建筑楼层的层高相等，在相邻柱上为上下层交错布置，楼板的一端放在桁架的上弦，另一端放在相邻桁架的下弦。这种钢结构的特点主要是实用性能好，其形式一般使用于15到20层的中高层住宅的建筑。
2.2结构住宅的设计原则
户型单元是住宅楼组合中的基本单位，户型的方案设计优化在整个住宅建筑设计方案优化中占有重要位置，因此，钢结构住宅建筑设计首先要从研究住宅单元平面入手。钢结构住宅与其它传统结构住宅相比最大的优势是可以设计成开间较大的房间，不用受主要结构构件的影响，充分满足适应性要求。从我国已建的钢结构住宅来看，由于开间尺寸较灵活，开发商可根据自己的经济和建筑要求，采用不同的开间形式。但目前我国钢结构建筑的平面布局还较单一，需要进一步优化。钢结构住宅户型单元设计方案优化首先要优化设计步骤。在进行钢结构住宅户型单元设计前，必须对户型单元的建筑内容进行综合详尽剖析，即从不同角度并用多种方法去展示其内容因素。对钢结构住宅居住功能进行剖析，一般是以人的居住需要为中心，沿着住户家庭成员的生理、心理、物质、精神等需求的线索，罗列出居住生活对建筑空间构成的要求因素。在对户型单元设计内容因素进行全面的，深入剖析后，着手进行户型单元设计构思。
2.3相关产品、设备的配套开发、配合问题
钢结构住宅不是简单的钢材代替混凝土作为支承结构，而是解决与钢结构住宅相配套的抗侧力体系和材料问题，包括墙板、楼板等。选择和开发墙板，是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外，还要做到墙板原材料因地制宜、工厂化生产、运输、安装连接方便。墙体材料主要解决防渗漏、防火、防水、隔声、隔热、美化等功能。好的维护体系能很好解决这些问题，还能提高钢结构住宅的环保节能性能，提高钢结构住宅的综合经济效益。住宅产业化的前提是具备与产业化相配套的新技术、新材料和新体系。目前，国内市场上能达到这些要求的维护墙板材料为数不多，较好的豌墙板造价偏高，而价格低的预制墙板材料在保温隔热、热桥等方面又达不到要求，还有待进一步开发生产。
2.4楼板结构体系的设计
楼面的结构主要有楼面板和钢梁组合而成的，钢结构住宅在设计的过程中，必须应保证楼板有足够的强度和刚度及整体稳定性，并且还应具有防火、隔音及防水、防腐蚀性能等。在现在的钢结构的楼板结构体系中，主要有以下形式：预制预应力混凝土叠合楼板，这种结构形式主要是指将钢梁与预制预应力混凝土的薄板进行连接，然后在上面浇混凝土薄板形成的叠合装配整体结构。这种结构形式的特点主要是机械化程度高、运输吊装方便，可采用高强度钢材和预应力技术。压型钢板混凝土组合楼板，这种结构形式，主要采用蝶形压型的钢板楼板的总厚度应该达到130mm到150mm，并由于组合楼板需要承受传递平衡力的作用，因此应在钢梁与压型钢板的结合处设置栓钉，并在设计过程中，应综合考虑楼板及钢梁的组合作用，可提高梁的稳定性和承载能力。
结束语
钢结构住宅设计必须综合考虑这些不断发生变化的因素，将其按照相互适应、相互协调的原则，进行整体化布局设计。钢结构又是最合适当前住宅弹性设计的结构体系，符合我国住宅产业化发展的根本目标，符合可持续发展的战略目标，对提高城市建设、保护耕地等均有重要作用。钢结构将会迎来一个快速发展时期，由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破，从事钢结构制造、施工企业将前景非常宽阔。
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论文作者:张志强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/18
标签：钢结构论文; 住宅论文; 结构论文; 建筑论文; 体系论文; 楼板论文; 桁架论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;