钢结构住宅结构体系研究

目前，我国钢结构住宅发展已进入加速阶段，相关产业政策、标准和规范相继出台。国内钢材产量充足，为钢结构住宅的发展提供了良好的发展环境、物质基础和技术条件。以下是我为你整理的关于钢结构住宅结构体系的研究论文，希望对你有所帮助。

本文首先研究了国内外钢结构住宅的发展现状，介绍了钢结构住宅的特点和结构形式，分析了钢结构住宅存在的技术问题，展望了钢结构住宅产业化在我国的发展前景。

关键词:钢结构住宅；优点；结构体系；应用前景

改革开放以来，我国经济持续快速发展，建筑业也得到空前发展，逐渐成为国民经济的支柱产业。钢结构住宅作为一种新型的绿色建筑体系，随着钢材产量的大幅增加和新材料、新技术的不断推出，正在健康快速地发展。

1，国内外钢结构住宅的发展

在许多工业化国家，如美国、日本、英国和澳大利亚，钢结构建筑的发展和应用已有几十年的历史。美国的钢结构住宅比例从上世纪90年代的5%增加到现在的25%以上，日本和澳大利亚的钢结构建筑占全部建筑的50%以上。

长期以来，由于钢材不足，建筑钢结构在我国的应用受到了限制。1996年中国钢产量超过100万吨，2002年达到190万吨，2005年达到3.7亿吨，已超过美、日、俄、韩钢产量总和。国家钢铁政策从五六十年代限制用钢，调整到七八十年代节约用钢，再到21世纪鼓励用钢，为我国建筑钢结构的发展提供了极好的条件。目前，北京、天津、上海、山东莱芜、安徽马鞍山、广州、深圳等地开展了低层和高层钢结构试点，已建成300万至500万平方米的房屋。

2.钢结构住宅的优势

钢结构住宅是目前最具潜力的环保节能住宅，突破了中国？秦砖汉瓦？传统的“X”型建筑模式取代了传统的红砖和混凝土，完全使用工业化的建筑材料，具有许多优点。它是21世纪人类居住环境的理想建筑。

2.1钢结构重量轻，强度高，抗震性能好。

钢结构材料强度高，塑性和韧性好，结构延性好。钢结构住宅的重量约为钢筋混凝土住宅的1/3 ~ 1/2。自重的降低降低了地震作用的效果，一般将自重降低一半，相当于抗震设防烈度降低一度，地震作用可降低30% ~ 40%。

2.2工业化程度高，容易实现住宅产业化。

借助专业设计软件，大大缩短了钢结构住宅的设计周期，实现了设计标准化。所有部件均在工厂制造，精度高，质量容易保证。易于实现机械化组装，施工速度快，工期短。与传统房屋相比，建设周期缩短40%以上。

2.3空间利用率高，功能区间安排合理。

由于钢材重量轻、强度高的特点，便于形成大柱距、大开间的开间住宅。然而，传统结构(如砖混结构和混凝土结构)由于材料特性限制了空间的自由布局。跨度和开间过大，会导致板厚、梁高、柱大。胖梁柱？现象，不仅影响外观，还增加了重量和成本。在空间利用方面，钢结构住宅使用的钢梁、钢柱截面积比传统结构小，净空面积也减小，使得房间使用面积增加，有效面积比传统结构可增加约10%。

2.4环保、节能、节地。

目前我国住宅体系多为砖混结构，大量使用硅酸盐水泥，建筑物解体后产生大量建筑垃圾，对环境造成极大破坏；砌体结构中使用的实心粘土砖浪费了大量的土地资源。钢结构住宅使用的材料主要是环保可回收材料。建筑物拆除后，钢材可回收100%。

2.5钢结构住宅保温隔音效果突出，外形美观，结构丰富。

大多采用新型轻质墙体围护材料，不易霉变、虫蛀，在保温、隔音等方面比传统房屋有明显优势。钢结构材料轻质高强，结构设计可以创造艺术化的建筑造型，满足居民对不同建筑风格的要求。

3.钢结构住宅的结构体系

钢结构住宅的结构体系主要由承重结构体系、支撑体系、围护结构体系和楼板结构体系组成。

3.1钢结构承重和支撑体系的组合有很多种，房屋中使用的主要有钢框架结构体系、钢支撑框架体系、钢框架-剪力桁架结构体系和交错桁架结构体系。

钢框架体系是典型的柔性结构体系，结构简单，受力明确，平面布置灵活，结构刚度均匀，抗震性能好，抗侧刚度较差。钢支撑框架结构体系通常采用槽钢或角钢在墙体平面内布置竖向支撑体系，能有效抵抗水平荷载，提高抗侧刚度，减少层间位移。钢结构住宅承重体系的构件一般采用热轧或高频焊接H型钢、热轧或焊接工字钢、方钢管、圆钢管或冷弯薄壁型钢。

3.2围护结构系统约占钢结构住宅总造价的30%。为了减轻结构重量，满足建筑节能的要求，围护墙大多采用轻质材料。

蒸压轻质加气混凝土板(ALC板)、SRC复合保温墙板、钢丝网复合保温板、水泥刨花板等。可用于外墙，轻钢龙骨石膏板、ALC轻质板、夹芯复合板、稻草板等。可用于内墙。

3.3楼板结构由钢梁和楼板组成。

楼盖系统应保证足够的强度、刚度和稳定性，同时尽量减轻楼盖的重量。楼板的主要类型有压型钢板和现浇混凝土组合楼板以及预制轻质混凝土板。

4.钢结构住宅存在的技术问题。

4.1防火问题

钢结构有很多优点，但也有其致命的缺陷，那就是耐火性差，钢材的承载能力和平衡稳定性会随着温度的升高而大大降低。当温度达到400℃时，钢的屈服强度降低到室温下的一半，当温度达到600℃时，钢基本上失去所有的强度和刚度。有两种方法可以解决这个问题。一种是采用耐火耐候钢，即加入合金元素(如铜、镍、铬、硅、磷等。)到钢中改变钢的金相组织，从而提高钢的固有耐火性和耐候性。在600℃高温下，该钢的屈服强度不大于1/3；二是使用防火涂料、发泡防火涂料和外包防火层。外露钢构件多采用10 ~ 40 ㎜厚的涂料，耐火极限可达1.5 ~ 3h；对于隐藏的钢构件，珍珠岩喷火或防火板是一种经济有效的方法。

4.2防腐问题

钢结构的腐蚀与环境、温度和湿度有直接关系。根据国内外的试验数据，未受保护的钢材在大气中第一年的腐蚀速度约为第五年的两倍，室外的腐蚀速度约为室内的四倍。钢铁在干燥的环境中几乎不会生锈。因此，外露的钢构件一般要涂防腐漆或涂料，或镀锌。

4.3标准和规范

由于钢结构住宅在我国的发展只有十年，钢结构住宅的技术体系还不够成熟，钢结构住宅的标准和规范零散不系统，技术水平参差不齐，产业化程度不高，需要进一步研究、创新和标准化。

5.钢结构住宅在中国的发展前景。

目前国内建筑行业生产效率较低，还是劳动密集型行业，而钢结构住宅属于高技术高效率行业。加快钢结构住宅的研究，将促进建筑业向技术密集型产业转变，也将促进建材、冶金、机械特别是钢铁企业的发展。

中国钢结构协会《2009-2012钢结构行业形势、运行及发展趋势预测报告》指出？节能减排？它仍然是中国经济发展的一项重要任务和可持续发展的基本国策，因此具有节能、环保和绿色优势的钢结构受到市场的青睐。根据中国钢结构协会早前制定的《钢结构行业》？十一五规划？发展规划建议显示，2010年钢结构产量将达到2600万吨。根据目前掌握的数据，预计2010年我国钢结构行业的制造能力将达到3000-4000万吨，说明我国钢结构行业发展空间较大。

6.结论

目前，我国钢结构住宅发展已进入加速阶段，相关产业政策、标准和规范相继出台。国内钢材产量充足，为钢结构住宅的发展提供了良好的发展环境、物质基础和技术条件。要不断提高研发能力，掌握国外先进技术，推进钢结构住宅产业化。我相信钢结构住宅在中国的发展前景是广阔的。

；