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摘要：随着我国国民经济的持续快速发展，城市化进程的不断加快，建筑行业得到了前所未有的发展机遇，但也带来一系列问题。建筑产业化成为建筑业转型升级的关键，钢结构住宅是实现建筑产业化的重要路径。文章在分析国内外钢结构住宅应用现状及钢结构住宅结构体系的基础上，重点分析了建筑产业化背景下钢结构住宅未来的发展趋势，提出注重技术与经济和市场的结合、加大结构体系的研发与创新、全方位培养技术技能型人才、完善围护体系的设计、推进建筑产业链的优化配置等措施，为我国建筑产业现代化走出一条创新之路提供借鉴。
关键词：钢结构住宅；发展趋势
引言
改革开放以来，国民经济的持续快速发展，人们的生活水平不断的提高，建筑行业得到了前所未有的发展机遇，房地产住宅项目体量不断增长。过去传统、粗放式的建造模式由于劳动生产率低、能源消耗高、质量不稳定、环境污染较大等原因，与国家建筑业现代化建设之间的矛盾越来越明显。在中国经济进入新常态，建筑经济发展方式需要实现转变，积极发展节能型建筑，推进建筑产业化进程，促进与新型工业化、信息化的融合，才能从根本上实现建筑业转型升级的战略目标。
1钢结构住宅建筑体系概念
钢结构住宅建筑体系与传统住宅有较大区别，钢结构住宅是指以钢作为建筑承重梁柱的住宅建筑，以复合墙体材料、门窗为围护结构，再配合楼盖结构体系拼装而成，体现了住宅的现代化。主体结构体系分类方法主要有三种，分别按层数、结构体系和截面形式划分。现阶段行业领域内一般按照层数的分类方法划分，这样有利于制定规范和具体工作的开展。起围护作用的墙体材料主要包括砖、板材和砌块，其中，建筑板材的发展是未来墙体材料的主要发展方向，目前新型绿色墙板的开发与研究是国内建筑领域较为关注的问题。楼板结构主要有预制预应力混凝土叠合楼板和压型钢板与混凝土组合楼板等形式。
2钢结构向住宅发展的应用
2.1钢结构住宅在经济方面的应用
2.1.1钢结构住宅基础造价低
钢结构是主要由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，所以钢结构住宅自重轻。而且在钢结构住宅中，墙体和楼板非常适合于采用轻质材料，如果全部墙体均采用轻质材料，则主体重量会有很大的减轻，如我国在钢结构住宅中墙体多采用石膏板、泰柏板、ALC（蒸压轻质混凝土）板等轻质材料，其建造后的主体结构重量比其它传统材料建造的结构减轻30%左右。上部结构重量的减轻给下部基础带来了许多好处，可降低对地基承载力的要求，减少地基处理费用。装修后的住宅建筑，采用钢结构体系的主体结构重量是砖混结构重量的1/4～1/6，是钢筋混凝土结构重量的1/2。所以多层钢结构住宅一般均采用浅基础，这将使基础造价大大降低，而基础造价一般占住宅总造价的三分之一左右。
2.1.2钢结构住宅有效使用面积大
钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、节能环保等综合优势，在柱距相同情况下，结构占用的建筑面积较小，甚至一些钢结构住宅中的钢梁、钢柱完全被包在墙体中，不占用房间的使用面积。据统计，当购买的住宅建筑面积是100m2时，若采用传统的砖混结构，其房间面积使用率约为72%，则实际使用面积为72m2。若采用钢筋混凝土结构，其房间面积使用率约为77％，则实际使用面积为77m2。若采用钢结构，其房间面积使用率可达90%，则实际使用面积为90m2，比传统的砖混结构增加了18m2的相对使用面积。
2.2钢结构住宅工期短、资金使用成本低
钢结构住宅施工速度快，钢结构住宅建筑是工业化生产的方式，钢结构构件在工厂中制作，运至工地安装完成。这种生产方式使许多作业可交叉完成，如工厂制作和现场安装可以同时进行，不受天气和季节的影响，有利于合理安排各分项工程的施工计划。柱子的吊装、钢框架的安装、组合楼盖的施工等都可以进行平行立体的交叉作业，在上部安装框架的同时，下部可以进行内部装修、装饰工程施工。钢结构住宅工期能缩短约30%～40%。采用钢结构住宅使房地产开发商的资金周转加快，资金使用成本降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如：若开发商从银行贷款1000万元，按照年贷款利率5%～6%计算，若提前150天完工，则节省资金=总资金×年贷款利率×天数/365=1000×5%～6%×150/365=20.55万元～24.66万元。同时，工期缩短，所需的现场工人比混凝土结构所需的人数节省近一半，又可减少人工费，节省大量的资金。
2.3钢结构住宅在结构方面的应用
2.3.1钢结构住宅抗震性能好
结构住宅抗震性能好主要有以下几个原因，第一，钢材塑性、韧性好，钢结构自震周期长、自重轻。在地震时，结构能在较大变形下吸收变形能，延长和保持结构抗震能力的延续时间；第二，体系之间的连接属于柔性连接，在地震荷载作用下，墙面可随主体结构发生位移，吸收部分地震能量，并在地震荷载消失后自行复位；第三，自重的减轻也会导致地震力的减少，一般自重减少一半，相当于降低抗震设防烈度一度，地震力可减少30%～40%。
2.3.2钢结构住宅抗裂性能好
砖混结构中由于混凝土的热膨胀系数是砖的两倍，因而在温度变化时墙体内部可产生温度应力，墙体很容易产生裂缝。目前，约有60%的传统住宅出现开裂等问题，直接降低住宅建筑的保温、防水性能，但是若采用钢结构住宅体系，就会克服这方面的不足，主要是因为：第一，钢材属于延性材料，不会因为温度变化而产生裂纹；第二，钢材的强度高，用钢结构建造的房屋，承重墙减少，非承重墙增加，因而钢结构住宅的抗裂性能好；第三，钢结构住宅中的墙体均采用轻质材料，克服了由于沉降不均匀而产生的裂纹；第四，钢结构住宅的构件在工厂加工制作，精度高，与混凝土相比，更易符合结构设计要求。因此，钢结构住宅从根本上解决了墙体的开裂问题，提高了钢结构住宅的抗裂性能。
2.4钢结构住宅在环保节能方面的应用
2.4.1钢结构住宅的环保性
钢结构住宅采用工业化生产方式，构件在自动化生产线上加工，现场采用螺栓等连接件连接，现场干式组装，湿作业少，这些特点有效的减少了对周围环境的污染，降低了噪音。传统住宅在建筑物拆除时，会产生大量的建筑垃圾，严重污染环境，而钢结构住宅在拆除时，无论是钢材还是与之相配套的建筑产品，都具有可重复利用性和可降解性，从而减少了建筑垃圾。钢结构住宅所用材料具有环保性，第一，其墙体采用的是复合墙板，厚度比较小，而我国传统住宅的墙体材料大多采用粘土砖，大量的烧砖取土，破坏了宝贵的土地资源。第二，钢结构住宅所用的材料主要是绿色、可回收或易降解的材料，符合可持续发展的要求，有着极高的环保意义。
2.4.2钢结构住宅的节能性
钢结构住宅中采用的建筑材料大多为节能材料，墙板材料是由混凝土、水泥和起保温作用的化学添加剂制成的，具有良好的保温性能。
3钢结构住宅体系的发展趋势
在国家产业政策的扶持力度在不断加大；钢铁产业的产量和质量快速发展给钢结构住宅体系奠定了物质基础；建筑行业的施工方法不断完善和推陈出新；土地资源的利用优势和环保节能优势符合国家产业政策；建筑施工速度快，成本低等等；这些优势必然会推动钢结构住宅体系的发展。这种发展趋势表现在：1）应用规模不断扩大，在国家产业政策的扶持下，相关各产业如钢材、水泥、轻质墙体、斜拉锁、拉模等建材的发展给钢结构住宅体系提供了充分的发展空间，极大的推动钢结构住宅体系的快速发展和普遍应用。2）近几年建筑专业人才已经成为热门抢手人才，促进了相关各专门人才的培养和发展，为相关的技术力量注入了新鲜血液，相应的研究机构在人才培养和技术创新方面不断发展，也将解决相应的很多技术难点，消除了在推广应用中的技术障碍。3）整体施工的优势，强柱弱梁的设计施工方案，围护结构产品的研发，降低了造价，也有利于解决围护结构施工慢的问题，提高了建筑市场的竞争力，必将随之推动产业的发展。4）新型结构设计提高了抗震性能，对于住宅的安全性能满足了群众的更高要求，提升了建筑的品质空间。生态环保、健康舒适和安全保障方面都较传统住宅体系有着更为优越的环境性能，这是钢结构住宅体系发展的极大卖点。5）钢结构的强力和轻体特点，使得高层建筑的提升具有更大的空间，为现在城市发展中超高层建筑的发展提供了保障，跨海斜拉锁大桥的施工也是钢结构的杰作；因此钢结构住宅体系的发展是建筑业创新的立足点，其发展前景可想而知。
结语
在国家推进建筑产业现代化进程中，钢结构住宅由于其抗震性好、建造速度快、材料可同收利用的特性得到广泛的发展空间。国家层面已经出台相关的政策和措施推动钢结构住宅产业化，建筑业应抓住这一契机，不断完善钢结构住宅技术体系标准，深入研究钢结构住宅工业化整个产业链上的标准化问题，助推钢结构住宅产业化全面发展。
参考文献：
[1］方鸿强．发挥钢结构优势，推进绿色建筑行动［J］．建筑，2013，（9）：37－40．
[2］周冬江．汪礼刚．钢结构住宅产业化运作体系研究［J］．当代经济，2013，（9）．
论文作者:王丰林
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第22期
论文发表时间:2018/2/26
标签：钢结构论文; 住宅论文; 结构论文; 建筑论文; 体系论文; 墙体论文; 材料论文; 《建筑科技》2017年第22期论文;