李立涛
河北省 邢台市 054000
【摘 要】： 钢结构的住宅建筑在建筑发展过程中有着显著优势和特点，是以后我国住宅建筑发展的主要趋势，在我国的建筑产业中有着重要的作用，本文在阐述多高层铜钢结构住宅特点的基础上，从不同方面分析了多高层钢结构的住宅体系构造，提出了钢结构住宅体系的設计方法，并对钢结构住宅体系的创新进行了思考。
【关键词】：钢结构；住宅；体系；設计
引言
在我国的建筑发展过程中，建筑技术一直处于领先的水平，但是传统的建筑模式存在一些缺陷，如建设的速度非常慢，资源浪费严重、劳动强度的十分大等。在当今形势下，经过我国长时间的研究以及实践，形成了以钢结构为主要结构的建筑模式，有效促进了住宅建筑行业的进一步发展。在当今社会的发展中，钢结构住宅建筑是必然的发展趋势，有着重要的地位和作用。
一、多高层钢结构住宅的特点
1.钢结构住宅建筑的发展是为了缓解资源紧缺的现象
目前我国人口不断增加，并且人民的生活水平得到了显著的提高，这就要求有大量的住宅来对人们的基本生活需要进行满足。并且随着社会的进一步发展，能源资源和土地资源的紧缺严重阻碍了住宅建筑的发展。传统的通过火烧来生产实心粘土砖的方法加重了我国耕地资源缺乏的状况，此外，在实心砖的烧结过程中还会对燃料进行浪费并排出有害的污染气体。所以，我国对这种建筑产品进行了先后的淘汰，并限制对粘土砖进行使用。随着对这种落后产品的不断淘汰，需要有新的建筑产品来对其加以替代，所以钢结构住宅建筑就获得了突飞猛进的发展。
2.钢结构建筑获得发展的基础性条件是钢结构的供求关系
在70年代，钢结构产品还在计划经济的控制范围中，这在一定程度对钢结构技术的发展进行了限制，使得钢结构住宅建筑的发展也十分缓慢。但是从80年代后，国家对经济政策进行了调整，并且钢材的产量不断增加，所以钢材能够对市场的需求进行基本满足。当前我国对钢结构的高层结构、空间体系进行了专门的技术研究，并扩大了其使用的范围。因此，在现阶段钢结构产量大幅度提升到2007年，我国的钢材产量已经连续十五年大于1亿吨。同时能够进行槽钢、工字钢、厚板钢材、H型钢、角钢、特种钢材等多种钢材产品的生产。钢材的产量不断增加，同时钢材产品出现了相对过剩的情况，这些都给钢结构住宅建筑的发展打下了坚定的基础。
3.钢结构建筑具有一定的环保化，满足住宅的发展需要
钢结构的建筑是能够进行回收利用的建筑，所以具有很好的环保性能，这是其他建筑结构所不具有的优势。同时在钢结构的生产过程中，也具有一定的环保性化，如从水泥制品和钢材制品在排放有害气体的总量上我们就可以看出，钢材生产所排有害气体仅占水泥生产所排有害气体的65％。伴随着着建筑技术的进一步发展，人们越来越多关注建筑产品中的有害气体及辐射。而钢结构住宅建筑使得有害气体、辐射大大降低，避免对人体造成伤害，也就是说，钢结构是住宅建筑的必然趋势，其具有环保的优良特点。
二、多高层钢结构住宅体系
我国目前所进行的多高层钢结构住宅設计和建設，虽然并不是完整意义上的产业化住宅，但其在结构系统选择，楼板及外墙围护系统的設计与具体施工工艺方面都是以国内成熟的技术经验为基础，同时对钢结构住宅具有较强的适用性。当前的建筑发展水平，是钢结构体系建构的基础。同样，建构合理适用的多高层钢结构住宅体系，必须对这些问题进行分析。
2.1常用结构系统
目前，国内进行多高层钢结构住宅建設所采用的结构体系主要分为四种：纯框架形式，框架支撑形式，钢混凝土组合形式，钢框架混凝土抗震墙形式。对于纯框架形式，梁柱材料采用型钢，通过焊接或螺栓连接的方式进行组合安装。框架支撑形式同纯框架形式类似，只是由于抗震需要，在主体结构两个主轴方向布置斜撑，钢斜撑与型钢柱和梁连接组成竖向抗侧力析架，从而取代传统的混凝土剪力墙，安装方式同样采用焊接或螺栓连接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢混凝土组合形式的特点是在钢骨架梁柱外侧另外浇筑一层混凝土，新浇筑的混凝土不仅起到结构作用，同时有助于解决主体结构的防腐、防火问题。钢框架混凝土抗震墙形式，外部梁柱系统采用型钢，同样通过焊接或螺栓连接的方式进行组合安装，内部核心筒或剪力墙采用现浇方式施工，通过预埋构件同外围钢结构框架相连接，共同组成结构系统。
2.2常用楼板系统
钢结构住宅所采用的楼板系统主要分为两种叠合式和整体现浇式。叠合式楼板的具体施工工艺较多，可以采用轻型混凝土预应力板材，作为底部模板，现场再浇筑若干厚度的混凝土，形成叠合楼板也可以采用压型钢板衬底，现场再浇筑混凝土。这种施工工艺可减少现场部分湿作业，有利于产业化的生产和施工。整体现浇式楼板的施工方法与普通的非钢结构的住宅相同，設计与施工都非常成熟。
三、钢结构住宅体系的設计
3.1结构分段优化設计
按照体系化的設计方法，钢结构住宅使用的结构构件尺寸，是应该在相关的适用结构材料列表中选用。举例而言，需要建造一栋六层高的钢结构住宅，那么通过查表就可以得到它所需要的结构构件的具体尺寸，而不是再通过单体的结构计算得到结果。而这样的适用结构材料列表的建立则是建立在整个体系的结构优化基础上。体系的结构优化同一般意义上的结构优化最大的区别在于其需要适用于大批量建造的建筑，而不是针对某个单体建筑。因此，其结构优化的目的也不能用单一的经济指标来衡量，而需要考虑整个体系的综合效益。对钢结构住宅体系结构优化影响较大的因素有以下两点：体系的整个经济性因素并不仅仅是建造一栋建筑的成本，它还包括工业生产的成本，运输的成本等因素。体系所需要的结构构件是由工业化生产的，其产品种类只有尽可能地减少以达到标准化的要求，这样才能发挥工业化的优势，降低生产成本。
钢结构住宅的构件是通过现场安装，过多的构件种类会导致施工过程繁琐，增大施工难度，使得钢结构建筑节约工期的优势无法发挥。由此，钢结构住宅的体系结构优化不能以用钢量作为衡量优化的单一指标，而应该优先考虑建筑部、构件的通用化应用和多样化组合，从而使体系的综合效益有效发挥。举例而言，为保证整个体系的简便易行，将一层的住宅所需要的结构构件归为同一种类，为满足结构的安全性要求，结构构件的尺寸是按照一层住宅的要求进行结构設计，同样的构件在体系中会应用于一层的住宅。
对于高层钢结构住宅而言，其结构优化则较为复杂一点。高层住宅底层的结构柱和梁，以及楼梯核心剪力墙的厚度均会和上层的相应构件结构要求不同，在垂直方向上进行优化是必要的，如某层钢结构住宅，住宅的结构相对简单，这样的优化还是可行的。
3.2模块化設计
在体系化的建筑設计中采用模块化的設计。即尽可能地将建筑中的不同构、部件进行优化组合，形成相同的单元，以利于工业化的生产和安装。在普通住宅設计中，通常情况下最小的模块化单元是以套型为最小单位，体系化的要求不仅仅需要套型的简单一致，同时模块的外部尺寸应尽量满足模块间平接、错接、对称连接、凹凸连接等多种拼接的可能性拼接，构件的定位应有利于模块间的衔接，并满足拼接后结构的合理性和建筑平面变动的可能性。
四、结语
当前，我国的住宅建设正在由重型结构逐渐转变为轻型的结构。在21世纪，钢结构将获得更加快速的发展，那是钢的产量将大大提高。随着新型建筑技术和建筑材料的研究和开发，为钢结构体系进一步发展和应用打下了坚实的基础。在当前钢结构住宅建筑的体系已经显示出了良好的发展趋势。
参考文献
[1] 祖炎、李国强、陈以一等．钢结构学[M].北京：中国建筑工业出版社.2005．
[2] 郑廷银、马梦寒.钢结构住宅体系初探[J].南京工业大学学报，2003。25(2)：98-103．
作者简介：姓名 李立涛 性别 民族 汉
出生年月 1983-11-3 籍贯 河北省 邢台市 身份证号130529198xxxx33818。
论文作者:李立涛
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年3月上
论文发表时间:2018/11/19
标签：钢结构论文; 住宅论文; 建筑论文; 结构论文; 体系论文; 构件论文; 混凝土论文; 《中国住宅设施》2018年3月上论文;