摘要：随着科技的不断进步和人们生活水平的不断提高，人们对住宅的结构选型和建造方式越来越注重。钢结构技术是近几年，建设部针对居民的需求，重点推广的一项先进的住房建造技术。我国目前民用住宅建筑中所使用的多高层钢结构体系，是一种先进的绿色环保型的结构体系。文章主要首先概述了多层及高层住宅钢结构体系相关知识；其次分析论述了这类建筑体系所具有的技术经济等综合优势，以期更好的将这种新型建筑技术运用于住房建造中。
关键词：钢结构；结构选型
引言
近年来，我国的多高层住宅建筑工程能够抓住机遇，加快发展，新建了较多数量的项目，同时在规模上也在不断的扩大。尤其表现在高层住宅建筑当中，在一定程度上促进了经济的发展以及人民生活水平的提高。而钢结构材料在高层住宅中的运用，结构体系的选择，对于一个建筑物的适应高度、抗震设防、舒适度、建造成本、建造速度等诸多因素都有着比较大的影响。这就给高层钢结构住宅的结构选型与建造提出了严格的要求。对高层住宅建筑工程的钢结构运用及控制属于施工单位管理的重要内容，对钢结构的运用以及控制尤为重要，如何衡量工程质量的优劣，是设计和施工单位需要共同关注的问题，如果工程出现质量问题，施工单位的效益都会受到影响，甚至有可能造成比较大的危害和损失。
1 多高层钢结构技术的相关知识概述
1.1 适用范围
高层钢结构具有质地刚强、抗震性好、质量轻、易加工、施工周期短、装配方便快捷、可回收再利用等优势，是近年来被广泛使用的新型建构技术。但其使用有一定的适用范围，对于不同高度、不同楼层应使用与之匹配的钢结构技术。例如，对于3层及以下的低层住宅可以选取轻型钢框架结构体系，也可以采用冷弯薄壁型钢结构体系；4-6层多层住宅较多采用钢框架结构体系；7～12层中高层住宅可采用钢框架结构体系或钢框架一支撑结构体系；而对于更高的楼层如13―30层的高层住宅应采用钢框架一支撑结构体系或钢框架一混凝土核芯筒结构体系等。这样，就可以有针对性的将钢结构技术科学合理的运用于居民住宅建筑中。
1.2 设计原则
如果要科学设计高层钢结构体系，必须针对钢结构固有的特点，合理布局，务必保证整体结构体系的安全可靠合理。整体结构选型应满足结构的概念设计，应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；宜有避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力的多道设防；应具备必要的刚度和承载力、良好的变形能力和耗能能力；宜具有均匀的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取加强措施；宜积极采用轻质高强材料，减轻结构自重对减小结构地震作用有重要意义。
框架梁的材料，可选用热轧或焊接H型钢；框架柱的材料，一般选用焊接或轧制H型钢、方钢管（箱形）钢管。在材料选型过程中，应本着节约资源、节省资金的原则，合理设置刚接节点，布置中心支撑、偏心支撑等侧向支承构件，降低主体型材的用量。
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2 高层钢结构住宅建筑中常用的结构体系
2.1 钢框架体系
钢框架体系，是指将梁柱的构件进行连接，通常以刚接为主，并依靠梁柱的受弯曲程度来承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。由于结构各部分刚度比较均匀，具有较大的延性，自振周期较长，对地震作用不敏感，抗震性能好；结构相对简单，构件易于标准化，施工速度快。由于其侧向刚度差，易引起非结构构件的破坏，因此使用高度受到限制。一般这种结构体系，可以满足需要布置一些比较大开间、不便布置支撑等需求的住宅。
2.2 钢框架-支撑体系
钢框架-支撑体系，是指为了提高钢框架的侧向刚度，有效抵抗水平荷载，减少层间位移，在钢框架之外布置外部支撑构件来承受水平力的结构体系。当房屋较高时，该体系较纯框架经济，主要适用于一些比较高的住宅建筑物。
2.3钢框架-混凝土剪力墙体系
钢框架-混凝土剪力墙结构体系在我国的应用比较多，该体系是在原有框架基础上，为了增加结构的侧向刚度，防止侧向位移过大，按照整体刚度均匀的原则，设立剪力墙或核心筒来抵抗水平荷载的作用。该体系既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度。
2.4 其他结构体系
桁架筒结构体系，钢框架—混凝土核芯筒结构体系，交错桁架结构体系等。各结构体系有着各自的特点和适用范围。
3 楼盖结构
高层住宅建筑物的楼盖应具有比较大的平面刚度。高层钢结构楼板的主要结构形式为压型钢板现浇钢筋混凝土楼板，其整体刚度大，施工方便。预制钢筋混凝土楼板整体刚度较差，在高层钢结构中不宜采用。当采用预应力薄板加混凝土现浇层或一般现浇钢筋混凝土楼板时，楼板与钢梁应有可靠连接。
4 高层钢结构技术应用研究
4.1 较好的抗震性能，较经济的工程造价
与传统钢筋混凝土或砌体结构相比，高层钢结构系统较多采用轻质高强材料。采用钢结构体系可以充分发挥钢材延性好、塑性变形能力和抗震性能良好的优点，提高结构安全度。采用轻质高强材料能够减轻结构荷载，从而降低房屋的梁、柱截面尺寸，提高空间利用率。即节约了材料的用量，又降低了安装和运输的成本，对提高经济效益有着积极的作用。
4.2 外部造型美观，缩短工期
由于钢材具有轻质高强的特点，有利于构造大柱距、大开间的建筑空间，可以对室内进行灵活分隔和布置，可以在很大程度上满足现代住宅建筑的使用功能要求。与传统钢筋混凝土或砌体结构相比，钢结构体系可以提高10％一20％的有效使用面积，可以创建更加丰富的建筑造型。钢结构体系在构件安装上较多采用装配式，施工更加便捷，有利于缩短工期。在运输方面，比传统混凝土结构更加便捷。采用钢结构可以扩大施工作业的面积，为施工现场提供较大作业空间。在进行梁柱吊装、安装等施工过程中，可采用平行立体式的交叉作业，并且不需要支模，受气候的影响较小。因此，与传统的住宅建筑相比，可以缩短1／3以上的施工周期，这样就可以加快建筑企业的资金周转，提高投资效益。
4.3 质量易保证，易于改造
与传统钢筋混凝土或砌体结构相比，钢结构体系的钢材可直接进行生产加工，精度高，易连接，机械化程度高，有利于将构件进行标准化、规范化，符合产业化发展方向，施工质量易控制。钢结构各组成部件易于维护、组装、拆卸、更换，适用于一些后期需要改造维护的项目。
4.4 节能环保性强
传统钢筋混凝土或砌体结构在施工和使用过程中会产生许多的环境和噪声污染。而高层钢结构体系，主要使用环保、易回收或易降解的建筑材料，钢材湿作业少，在施工过程中能够减少环境和噪声污染。面对房屋改造或拆除，绝大部分钢材都可以回收利用，大大减少了建筑垃圾，符合节能型社会发展的需要。因此，采用钢结构体系具有节能、环保的优点，是对传统钢筋混凝土或砌体结构的重大改革，符合建筑行业发展趋势。
结束语
钢结构住宅是一种绿色环保的建筑体系，在全面贯彻落实科学发展观的今天，它顺应了时代发展的趋势。由于其具有较好的抗震性能、较短的施工工期、质量易保证等特点，其发展的前景非常广阔。其有利于促进我国建筑业的进步，同时也有利于推动我国节能环保型建材的研发以及扩大冶金行业的内需。随着时代的发展，钢结构在我国住宅建设中的应用必将越来越广。
参考文献
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论文作者:罗侃1,曾云樱2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：钢结构论文; 体系论文; 结构论文; 刚度论文; 住宅论文; 框架论文; 建筑论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;