摘要：作为绿色化建筑，钢结构住宅具有节能减排、绿色环保以及可循环利用等方面的优势，与国家持续性发展战略理念极为相符，是推动现代建筑行业绿色化、环保化转型的关键要素之一。本文将以国内常用钢结构体系介绍为切入点，对钢结构住宅结构体系应用展开全面论述，旨在提升钢结构住宅结构体系运用水平，保证国内建筑行业发展质量。
关键词：钢结构体系；低层住宅；钢结构住宅结构；高层住宅
钢结构是由钢衍架、梁纲以及钢柱所构成的，在进行使用过程中，会按照建筑施工实际需要，借助镀锌以及硅烷化等防锈除锈技术，对构件进行处理。各部件或者构件由铆钉、焊缝以及螺栓等进行连接，整体结构重量相对较轻，施工操作较为简便，在建筑行业有着十分广泛的应用。而钢结构住宅建筑是住宅建筑重要分支，由钢制材料所组成，其不仅拥有钢结构一系列特性，而且还具备住宅建筑共性，极具研究价值。
1.国内常用钢结构体系
1.1轻钢龙骨结构
该结构体系盛行于北美地区，一般在三层及以下底层建筑中进行使用。此结构体系主要承重部分由镀锌冷弯薄壁型钢材料所制成，整体结构多由地龙骨、柱以及梁所组成。在对其进行使用时，技术人员需要对工程板与钢龙骨之间的协同作用进行考量，通常会将楼板与屋面龙骨厚度控制在0.15-0.30m之间，以确保其能够与管网铺设要求相符。同时要将承重龙骨间距以及墙体厚度分别控制在0.40-0.60m以及0.10-0.15m范围内，并要做好建筑物荷载分布，以对建筑物稳固性以及基础造价合理性进行保证【1】。
与其他结构体系相比，此结构体系具有自重轻、抗震效果好以及强度牢固等方面的优势，可通过合理选择装饰面层材料以及填充墙体等手段，对结构防火性能进行保证。同时其还具有高工业化程度的特点，可在现场完成全装配工作，能够在规定时间内完成各项施工任务。
1.2交错衍架结构
通过对交错衍架结构体系的分析可以发现，该结构体系是由房屋宽度与房屋外部跨度、柱子相等的衍架所组成的，衍架高度与层高相同，会按照上下层交错原则对相邻柱进行布置。在结构之中，楼板一侧放置在衍架上弦位置，而另一侧放置在相邻衍架下弦位置【2】。同时会在两个开间中布置一榀桁架设施，且不会在中间设置立柱，能够对开间空间进行保证，且能切实提升建筑平面布置灵活程度。此外，由于相邻柱列上下弦会对楼板重力进行直接承载，所以并不需要设置楼面梁格设施，可以达到节省建设成本以及降低层高的目的。
1.3框架剪力墙结构
当钢框架-钢支撑结构体系中的钢支撑，被剪力墙所取代时，整体结构就变为了钢框架剪力墙结构体系。剪力墙所组成材料相对较多，像带竖缝预制混凝土墙、钢板以及预埋钢板等所组成的预制混凝土墙等，都属于剪力墙范畴。在进行剪力墙布置过程中，会将一跨多跨周围框架梁柱与全高范围内所有梁柱结合在一起，其中钢框架主要负责承受竖向作用力，而剪力墙主要对水平作用力进行承载。由于该结构体系具有侧移刚度较大的特点，可通过设置剪力墙的方式，对梁柱节点延性要求进行满足。同时，因为剪力墙内部有钢支撑以及预埋钢板等设施，使其具备了支撑构件经济性较强以及现场安全难度较大等方面的特征，多会在高层住宅中进行使用。
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2.钢结构住宅结构体系的运用
2.1建筑对结构体系的要求
钢结构住在与公共建筑以及厂房建筑物功能并不相同，有着较为突出的居住人员过于密集的特征，且建筑物功能也较为密集，在100-150㎡的空间中，建筑物需要具备阳台、卧室以及起居室等功能，要对自身舒适性、功能性以及私密性进行保证，要对建筑物智能化以及环保化方面的需求进行满足【3】。设计人员需要对所有建筑单元都展开精密设计，且要做好单个单元组成工作，要通过标准化的手段，对系统工程复杂性进行保证。
综上所诉，建筑物对于住宅结构的具体要求为：分割灵活、开间大以及空间大等。
2.2低层住宅
低层住宅主要以别墅为主，在日本与欧美应用较广，多为预制装配式低层住宅结构，主要分为小型热轧型钢与冷弯薄壁型钢两种龙骨结构体系。其中前者是由小型热轧钢所组成，柱铰接I型钢梁以及间距在120-200㎜的轧制矩形钢管等，均属于其组成范畴，整体结构会运用受力墙壁与上下龙骨等，对楼面梁所产生的竖向作用力进行承载，而水平作用力会经由隔板楼板传递至受力墙壁与基础之上；而后者梁柱多为双C槽钢或者C形槽钢所组成，结构自重相对较轻，通常为普通更结构的1/2左右。在进行低层住宅设计时，设计人员可按照消费者设计需要，为其提供个性化设计建造方案，能够有效提高用户满意程度，从而为建筑建设单位获取到更加可观的经济收益。
2.3高层住宅
2.3.1楼盖体系
建筑物楼盖体系对于结构整体性以及水平刚度有着严格要求，一般钢结构住宅建筑体系中共有三种形式楼盖：第一，现浇钢筋混凝土型，虽然该类型楼盖具有整体性强的优势，但其同样存在着施工周期长以及模版费用高等方面的问题；第二，压型钢板混凝土型，具有施工快以及整体性能强等方面的优势，可以作为受力构件在住宅中进行使用，但其同时也存在着施工费用成本较高的问题，经济性相对较差；第三，混凝土叠合型，此种楼盖属于装配整浇楼盖结构，整体应用效果较为理想，可通过对叠合面粘结度予以科学处理的方式，克服混凝土收缩应力方面的问题。
2.3.2抗侧力体系
抗侧力体系组成主要包括以下几个方面的内容：①钢框架剪力墙。在该体系内，钢框架中的剪力墙多为内埋钢支撑预制钢筋或者带竖缝钢筋混凝土结构，能够和室内横隔墙同时进行布置，是住宅主要抗侧力构件；②纯钢框架。此体系有着传力路线清晰以及建筑平面布置较为灵活等方面的特征，虽然其安装制作难度不大，但其却存在着抗侧移刚度小的缺点，一般建议建筑物在使用该体系时，整体楼层高度要保持在12层以内；③钢混凝土组合结构。此结构体系是由钢骨混凝土梁与钢管混凝土柱所组成的抗侧力结构；④错列衍架体系。此体系由跨度与房屋总宽度相等、高度与楼层高相等的衍架所组成，主要用于房屋外侧纵列柱支撑，纵柱是体系重要承受轴力，可在柱截面强轴中进行纵向布置，整体纵向抗侧移刚度较为理想；⑤钢框架支撑体系。在对该体系进行使用时，会按照房屋进深和纵向进行布置，或者会按照房屋进深方向进行钢支撑布置，如果设计需要，还会通过连接成支撑芯筒的方式，对体系抗侧移刚度进行保证。此种体系多会在中震或者小震作用中进行运用，其抗侧移刚度能够对建筑结构侧向水平力进行承受。
结束语：
通过本文对钢结构住宅结构体系应用相关内容的论述，是我们对国内常用钢结构体系以及结构体系优势有了更加清晰的认知。通过实践应用可以发现，钢结构住宅结构体系优势极为突出，不仅能够有效增加5%左右的住宅面积，合理压缩施工周期，同时还具有空间布局灵活度较高等方面的特点，将会成为今后国内主流绿色环保住宅建筑体系，所以有关部门要进一步加强对各种结构体系的研究与开发力度，要科学进行承重结构体系选择，以对钢结构住宅结构体系发展质量进行保证。
参考文献：
[1]周小建.建筑产业化背景下钢结构住宅发展趋势[J].安徽建筑,2017,24(04):57-59.
[2]吴琼.高层钢结构住宅结构体系的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017,(12):235-236.
[3]赵丽坤,张綦斌,纪颖波,姚福义.国内外钢结构住宅产业化适用技术应用对比研究[J].钢结构,2016,31(12):58-63.
论文作者:叶红林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：体系论文; 结构论文; 钢结构论文; 住宅论文; 建筑论文; 楼盖论文; 梁柱论文; 《防护工程》2018年第20期论文;