关于钢结构住宅

张春旭

摘要：随着科学技术的不断进步，社会文明在逐步向前发展，人们的物质文化生活水平都有了普遍的提高，对于居住环境也有了更好的要求。绿色环保及个性化于一身的建筑逐渐被重视起来，堪称绿色结构的钢结构住宅就是主流趋势，钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。本文对钢结构住宅的组成及其优点进行了简单论述，探讨钢结构住宅在设计中存在的问题及解决措施，以供参考。

关键词：钢结构住宅；设计要点；发展

1概述

钢结构住宅是指以钢作为建筑承重梁柱的住宅建筑，因材料强度高、自身重量轻等优势。钢结构已经广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。在钢结构住宅体系的组成中，一般有楼梯、支撑骨架系统、门窗、维护骨架系统、屋顶、轻质墙体、楼层板和装饰外墙等部件构成。（1）钢结构体系。钢结构形成有多种，但就用于住宅的主要分为钢框架体系，钢支撑框架体系、钢框架-混凝土剪力墙体系，错层桁架体系等。基于构件的截面形式，大致可以分成圆钢管内灌混凝土、冷轧H型截面、冷弯C型截面、焊接H型截面、冷弯薄壁方钢管内灌混凝土和焊接箱型截面等。钢结构体系的防火措施有:耐火钢、防火喷漆和防火板外包等。（2）维护结构体系。内墙主要采取稻草板、轻混凝土板、石膏板和水泥刨花板等，外维护结构主要采取夹心板、轻混凝土板、太空板和水泥刨花板等。（3）楼板结构体系。一般而言，楼板主要有预制轻混凝土板以及压型钢板预先浇混凝土组合楼板等。

2优点

2.1力学性能好

钢结构的力学性能好，提升了住宅的抗风压性、安全可靠性和抗震性等。除此之外，钢结构的延性较好，可以较大程度的抵消地震产生的影响，抗震的性能比较好，结构性能优越。通过权威部门的数据显示，在地震多发区域，钢结构建筑发生倒塌的概率非常小。和混凝土建筑相比，同等面积的钢结构建筑的比重较轻。通过实验数据显示，四层砖混结构住宅的重量和六层轻钢结构住宅的重量相等。

2.2绿色环保

在建设钢结构住宅时，使用的材料基本上都是钢材，摒弃了传统的混凝土等建筑材料，减少了建筑垃圾产生的污染，有效的保护了当地环境。一旦砌体结构或钢筋混凝土结构建筑物废弃后，其中的建筑材料也会随之报废，利用价值不大，通常都是采取爆破或拆除的方式进行处理。钢结构住宅对环境的污染和破坏非常少，拆迁和改造非常便捷，材料的再生和回收利用率非常高。所以，钢结构材料符合国家节能建筑的要求，达到了绿色建筑的标准。

2.3施工方便

钢结构是在工厂预制生产出来，然后直接运送到施工现场，可以直接进行安装，不需要进行其他任何预处理，大大的节省了施工现场的作业量，提升了施工效率，减轻了对施工现场周围的环境污染。由于钢结构住宅装配式程度高，施工的速度非常快，根据权威部门的数据显示，在修建同等面积的住宅时，混凝土结构的工期是钢结构工期的1.3倍。

2.4结构布置灵活

一般而言，钢材的材质强度较大且材质轻，在设计钢结构建筑时，通常可以使用大开间布置，确保建筑平面灵活方便，合理分隔，不会受到如钢筋混凝土结构一样进深和开间的现状，形成开放式住宅。所以，钢结构住宅非常适合当前人们的居住需求，值得推广和普及。

3设计中存在的问题及措施

3.1节点设计

在住宅钢结构体系之中，节点设计的重要性等同于构件设计，所以一定要对其予以足够的重视。在节点设计的时候，一定要切实保证节点的可靠性与安全性，并且应该尽可能应用可靠、稳定、简捷的施工工艺，降低甚至避免工程现场的焊接操作。根据传力特性可以将钢节点形式分为三种:刚性节点、半刚性节点以及铰节点。由于铰节点和刚性节点的施工工艺以及受力性能等方面的研究较为成熟，所以能够在工程之中得到较广的使用。在选择具体的梁柱节点连接形式的时候，应该对钢结构布置进行具体的分析，结合工程的实际状况，在进行设计的时候，多层住宅钢结构柱大多应用箱形截面或者焊接工字形，因为焊接工字形截面腹板的厚度较小，所以在弱轴方向和梁连接处大多应用铰接的方式，而在强轴的方向则通常使用刚接的方法。

3.2墙体材料的选择

为了有效凸出钢结构可改性强、布置灵活度高、自重轻等特点，钢结构住宅通常不使用传统的黏土砖或者自重较大的材料，一般应用质量较轻的材料，例如:CS板、OSB板、压型钢板、加气混凝土、空心混凝土砌块以及轻质保温材料复合墙体等。当前应用较为广泛的是蒸压轻质加气混凝土板，其主要特点就是质地比较轻，而且具有较强的防渗透与防水功能，质地较轻，保温性能较强等，隔音效果和普通混凝土砖基本相当，其强度较高，施工较为快捷、便利，不管是作为外墙施工还是内隔墙施工，都能够达到较好的效果。

3.3卫生间与厨房的设计

在住宅钢结构设计中，卫生间与厨房的设计是一个非常重要的环节。由于钢结构的防腐能力较差，而住宅中的卫生间与厨房的水较多，因此在施工中对其进行有效的防水处理具有非常重要的意义，在钢结构体系中，防水方法主要有两种:材料防水与结构防水。一般来说，在钢结构之中应用结构防水方法得到的效果较好，框架核心筒结构体系可以将卫生间与厨房置于核心筒之中，具备较好的防水性能。

3.4楼梯

由于钢楼梯的传音效果会导致噪音，所以在住宅体系中一般不会使用钢楼梯，而通常会应用压型钢板混凝土组合楼梯或混凝土楼梯。在进行设计的时候，一定要注重楼梯梁的位置以及处理方法，一般而言，容易出现梁梁连接的状况，这种连接会致使被连接的梁柱承受的荷载较大，容易导致梁柱出现局部稳定性失调问题。

3.5楼盖体系

多层钢结构住宅楼板不但能够达到传递竖向荷载的重要作用，而且在水平荷载的状态之下，还能够达到确保抗侧力构件空间达到协调的重要作用。所以，楼板一定要具备较强的刚度、较大的承载力以及整体性。现在，钢结构住宅之中压型钢板混凝土组合模板的应用较多。因为组合楼板能够承担水平力传递的作用，所以应该在钢梁和压型钢板的连接位置设置上相应的栓钉，压型归纳钢板组合钢板主要包括:劲扣式压型钢板楼板、蝶型压型钢板楼板等，在住宅钢结构设计中可以应用劲扣式压型钢板楼板，然后封闭上其内口，对板底外观进行平整处理，这样就无需进行吊顶处理。

3.6防火防腐

从建筑工程施工角度来说，多层住宅之中可以根据钢结构的不同部位分别应用薄型或者厚型的防火涂料，并且在透明位置涂抹装饰漆进行防火。一般来说，钢结构防腐会在制作时涂抹上防锈漆，此外还应该注意构造的防腐问题，也就是在设计过程中应该尽可能避免出现难以涂刷油漆、难以检查之处，切实避免出现能够积累灰尘等的死角。合理的钢结构构造能够有效的减缓钢结构的锈蚀问题。

参考文献

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作者简介

张春旭（1992.4.7-），男，汉族，黑龙江鸡西人，本科，土建工程师。