鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)及其未來發(fā)展趨勢(shì)

黨澤龍

新疆建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830024

鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是住宅建筑的一個(gè)分支，是以鋼結(jié)構(gòu)為骨架，配合多種復(fù)合材料的輕型墻體拼裝而成，其主要承重骨架是由鋼結(jié)構(gòu)或鋼管圓管或矩形管混凝土構(gòu)件組成。它具有鋼結(jié)構(gòu)一系列特性，同時(shí)又具備一般住宅建筑的共性。

1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)

隨著煉鋼技術(shù)和成型制造工藝的發(fā)展，給鋼結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用帶來新的活力：工程建設(shè)日益增加，相應(yīng)又推動(dòng)了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的不斷進(jìn)步積完善。鋼結(jié)構(gòu)住宅以其輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能好、建造速度快、工期短、施工污染環(huán)境少和綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢(shì)而受到各方的重視。

1.1 布置便利

利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便地創(chuàng)造開放式住宅。

1.2 抗震性能好

相同建筑面積的建筑樓層，采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，由于自重較輕，和混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)地震作用反應(yīng)可減少30%～40%。鋼結(jié)構(gòu)有較好的塑性可以使結(jié)構(gòu)在破壞前產(chǎn)生較大變形，從而可以使人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取補(bǔ)救措施。另外，鋼結(jié)構(gòu)有較好的韌性可以使結(jié)構(gòu)在力沖擊荷載作用下被破壞時(shí)吸收較多的能量，降低危險(xiǎn)程度。

1.3 工期短

鋼結(jié)構(gòu)工程的工期比鋼筋砼結(jié)構(gòu)工程的工期普遍要短，鋼結(jié)構(gòu)工程有一半以上時(shí)間是在工廠車間進(jìn)行，運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)通過焊接或螺栓進(jìn)行整體組裝，可全天候作業(yè)，提高了施工的機(jī)械化水平。由于鋼結(jié)構(gòu)本身可作為勁性結(jié)構(gòu)承擔(dān)結(jié)構(gòu)荷載和施工荷載，施工時(shí)可以節(jié)省支模、拆模的材料，由此降低成本，大大加快施工速度。

1.4 符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求

鋼材是一種高強(qiáng)度高效能的材料，鋼結(jié)構(gòu)的鋼材回收利用率高、拆除成本低、污染較小具有很高的再循環(huán)價(jià)值。原材料可以循環(huán)使用，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)的成品集合在一起，實(shí)現(xiàn)綜合成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝一體化，提高住宅的產(chǎn)業(yè)化水平。

2 施工工藝

2.1 鋼構(gòu)件的加工

鋼構(gòu)件一般在加工車間加工，主要工藝是除銹、焊接。梁及連接板的加工主要由下料、鉆孔和焊接組成。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝

鋼結(jié)構(gòu)安裝中主要采用兩種方式：

1）螺栓連接

鋼結(jié)構(gòu)工程中螺栓連接一般用高強(qiáng)螺栓和普通螺栓，普通螺栓連接，每個(gè)螺栓一端不得墊2個(gè)以上墊片，螺栓孔不得用氣割擴(kuò)孔，螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個(gè)螺距；高強(qiáng)螺栓使用前我們檢查螺栓的合格證和復(fù)試單，安裝過程中板疊接觸面應(yīng)平整，接觸面必須大干75%，邊緣縫隙不得大干0.8mm，高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿入，不得敲打和擴(kuò)孔；高強(qiáng)螺栓不得作為臨時(shí)安裝螺栓，螺栓擰緊應(yīng)按一個(gè)方向施擰，當(dāng)天安裝的應(yīng)終擰完畢，終擰完畢應(yīng)逐個(gè)檢查，對(duì)欠擰、超擰的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)擰或更換；

2）焊接連接

鋼結(jié)構(gòu)使焊前，對(duì)焊條的合格證進(jìn)行檢查，按說明書要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級(jí)焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級(jí)焊縫按要求進(jìn)行無損檢測(cè)，在規(guī)定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱、全方位對(duì)稱焊接。多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對(duì)接和角接焊縫 多層梁柱焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝情況先焊頂層柱與梁節(jié)點(diǎn)，其次焊底部柱與梁節(jié)點(diǎn)，最后焊中間部分的柱與梁節(jié)點(diǎn)。在焊接頂層梓與梁節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應(yīng)力達(dá)到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴(kuò)散施焊。

3 鋼結(jié)構(gòu)中面臨的問題

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的防火問題

火災(zāi)是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，鋼材雖為非燃燒材料，但鋼不耐火，溫度為400℃時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度將降至室溫下強(qiáng)度的一半，溫度達(dá)到600℃時(shí)，鋼材基本損失全部強(qiáng)度和剛度，因此當(dāng)建筑采用無防火保護(hù)措施的鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易使建筑損壞，建筑的構(gòu)造防火問題一般在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上較易解決，而在鋼結(jié)構(gòu)建筑上則需考慮更多的因素，以下為兩種常用防火措施：一是采用進(jìn)口的新型防火板——保全板；二是根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的部位不同分別采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂裝飾漆。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防腐問題

鋼材如果長(zhǎng)時(shí)間暴露在室外受到風(fēng)雨等自然力的侵蝕，必然會(huì)生銹老化，其自身承載力會(huì)下降。因此，防腐問題也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)需要解決常見問題，目前的做法主要是采用新型防腐和構(gòu)造材料。比如涂刷防銹涂料，防火涂料屬于油漆類。另外對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工也有確定的要求，比如構(gòu)件出廠前涂紅丹防銹底漆一道；鋼結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整后，將其清洗干凈，然后再刷一度底漆，兩度面漆。

4結(jié)論

相對(duì)而言，鋼結(jié)構(gòu)住宅工期大幅度縮減，滿足了大跨度建筑需求，特別是優(yōu)越的抗震性、可回收性，體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的綜合造價(jià)優(yōu)勢(shì)；鋼結(jié)構(gòu)住宅的直接經(jīng)濟(jì)效益主要來自結(jié)構(gòu)施工工期縮短和房屋使用面積率提高的優(yōu)勢(shì)，并且隨著住宅層數(shù)增加，效益增加越明顯。由于鋼結(jié)構(gòu)住宅具備其他結(jié)構(gòu)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，筆者認(rèn)為大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅是必然趨勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)住宅將給住宅建筑產(chǎn)業(yè)帶來一場(chǎng)深層次的革命，從設(shè)計(jì)、施工到一系列新材料的使用都將出現(xiàn)革命性的變化，因而它代表了未來的住宅發(fā)展方向。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，通過分析鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)分析，相信鋼結(jié)構(gòu)住宅在未來必定有美好前景。

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