談鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)計(jì)研究

摘#8195;要：鋼結(jié)構(gòu)體系是民用住宅建筑的一種新型的綠色環(huán)保的建筑結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流，本文主要進(jìn)行研究討論鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；住宅建設(shè)；綠色環(huán)保；設(shè)計(jì)

引言：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，新型建筑材料的運(yùn)用越來(lái)越多，鋼結(jié)構(gòu)建筑材料的研發(fā)和利用，不僅可以節(jié)能環(huán)保，而且還可以最大限度的利用有效地空間，隨著建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)將成為我國(guó)建筑行業(yè)新型的建筑材料。

一．鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅主要是指在房屋建筑的過程中主要以鋼結(jié)構(gòu)為主要的建筑結(jié)構(gòu)形式，以建筑節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料、環(huán)保以及可以節(jié)約用地等特點(diǎn)，并且可以為人們提供健康、舒適、以及高效的使用空間。鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅體系主要是從材料節(jié)能、建筑節(jié)能、設(shè)備節(jié)能以及可再生能源的利用等特點(diǎn)入手，從而實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)具體如下：

（1）綠色節(jié)能的特點(diǎn)

剛結(jié)構(gòu)住宅體系對(duì)環(huán)境破壞小、污染小，并且住宅體系在改建或者拆遷的材料可以回收利用以及再生利用率比較高，所以鋼結(jié)構(gòu)建筑達(dá)到了綠色建筑的要求，并且與鋼結(jié)構(gòu)相配套的技術(shù)的輕質(zhì)材料主要采用的是符合節(jié)能建筑要求的新型材料，原材料可以循環(huán)使用[1]，而且還有環(huán)保、節(jié)能的作用，因此，在建筑行業(yè)采用鋼結(jié)構(gòu)是推進(jìn)我國(guó)綠色建筑的發(fā)展的重要方式。

（2）建筑成本低、工期短

鋼結(jié)構(gòu)的建筑模數(shù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)不僅可以實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn)，而且可以提高建筑的預(yù)工程化，使不同的建筑結(jié)構(gòu)的配件具有一定的互換性和通用性。并且鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)工程化可以實(shí)現(xiàn)材料加工、建筑安裝的一體化，不僅可以降低建筑的成本，而且可以提前完成施工時(shí)間，從而加快了建筑工程的效益。

（3）承載能力強(qiáng)、抗震性能好

鋼結(jié)構(gòu)的材料是一種承受載荷量大，強(qiáng)度高，并且抗震性能比較好，鋼結(jié)構(gòu)本身是一種用料少、體型小，自重輕，因此在建筑的過程中，采用鋼結(jié)構(gòu)住宅體系時(shí)，不僅可以節(jié)約材料，提高空間的利用率，并且由于鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件可以制作成各種形狀，所以在設(shè)計(jì)的過程中，靈活多變、可以滿足人們的需要和要求，從而達(dá)到建筑藝術(shù)的特點(diǎn)[2]。在抗震設(shè)防的地區(qū)，由于鋼結(jié)構(gòu)的重量輕本身所受的地震作用比較小，并且鋼材具有一定的延伸性，所以鋼結(jié)構(gòu)的安全性高，抗震能力好。

二．鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)住宅體系與一般的住宅體系不同，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系主要指主體鋼結(jié)構(gòu)承重體系、圍護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系以及樓板結(jié)構(gòu)體系。

（1）鋼結(jié)構(gòu)承重體系的分類有很多種類，但是應(yīng)用于住宅體系結(jié)構(gòu)的形式主要有純框架結(jié)構(gòu)體系、鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系、空間錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系等鋼結(jié)構(gòu)體系。其中純鋼架結(jié)構(gòu)體系是指縱橫方向的主要是有框架作為抵抗水平抗側(cè)力和承重的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)主要是可以形成較大的使用空間、平面布置靈活以及鋼結(jié)構(gòu)各部分的剛度均勻，構(gòu)件簡(jiǎn)單，施工容易等特點(diǎn)。鋼框架支撐結(jié)構(gòu)的體系主要是在框架體系中的部分框架柱之間設(shè)立豎向的支撐形成的支撐框架，在住宅建筑的設(shè)計(jì)中采用這種形式的建筑特點(diǎn)是支撐結(jié)構(gòu)有剪力墻的作用，并且可以承載很大的水平力，抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)形式使用于30到40層的高層住宅的建筑[3]。空間錯(cuò)列列桁架結(jié)構(gòu)體系主要是由房屋的跨度和外側(cè)的柱子等于房屋寬度的桁架組成，桁架高度和建筑樓層的層高相等，在相鄰柱上為上下層交錯(cuò)布置，樓板的一端放在桁架的上弦，另一端放在相鄰桁架的下弦。這種鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是實(shí)用性能好，并且經(jīng)濟(jì)。這種鋼結(jié)構(gòu)形式一般使用與15到20層的中高層住宅的建筑。

（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一體化

在國(guó)外的住宅建筑中，常見的住宅體系的設(shè)計(jì)是維護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一體化，在住宅建筑中采用這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是具有良好的防水性和防腐蝕性，并且屋面的保溫隔熱效果比較好，而且還可以使建筑的外形豐厚，但是我國(guó)的住宅體系，通常把維護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分開進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]，這樣不僅效果不好，而且還會(huì)增加工期。

（3）樓板結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)

樓面的結(jié)構(gòu)主要有樓面板和鋼梁組合而成的，鋼結(jié)構(gòu)住宅在設(shè)計(jì)的過程中，必須應(yīng)該保證樓板有足夠的強(qiáng)度和剛度以及整體穩(wěn)定性，并且還應(yīng)該具有防火、隔音以及防水、防腐蝕性能等。在現(xiàn)在的鋼結(jié)構(gòu)的樓板結(jié)構(gòu)體系中，主要有以下幾種形式：1）預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板，這種結(jié)構(gòu)形式主要是指將鋼梁與預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土的薄板進(jìn)行連接，然后在上面澆混凝土薄板形成的疊合裝配整體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)主要是機(jī)械化程度高、運(yùn)輸?shù)跹b方便，可以采用高強(qiáng)度鋼材和預(yù)應(yīng)力技術(shù)。2）壓型鋼板混凝土組合樓板，這種結(jié)構(gòu)形式，主要采用蝶形壓型的鋼板樓板的總厚度應(yīng)該達(dá)到130到150mm，并且由于組合樓板需要承受傳遞平衡力的作用，因此應(yīng)該在鋼梁與壓型鋼板的結(jié)合處設(shè)置栓釘，并且在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該綜合考慮樓板以及鋼梁的組合作用。，這樣可以提高梁的穩(wěn)定性和承載能力[5]。

三．鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展和應(yīng)用

綜上所述，由于鋼結(jié)構(gòu)住宅體系具有很多的優(yōu)點(diǎn)，并且也符合綠色節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，在我國(guó)的建筑行業(yè)中將得到廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系將向可持續(xù)建筑方向發(fā)展，可持續(xù)建筑不僅可以滿足當(dāng)代人的需要，而且對(duì)后代人也不會(huì)造成危害。

當(dāng)前我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的階段，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，將為鋼結(jié)構(gòu)住宅提供更好的發(fā)展空間和技術(shù)基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，鋼結(jié)構(gòu)將朝著綠色、無(wú)害化以及生態(tài)化的方向發(fā)展，對(duì)構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的資源性節(jié)約型的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的提高具有重要的作用，對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展提供好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李尊雨；王世軼；王健：《淺談鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅》科技信息；2009(20)：244

[2] 仇秀東：《淺談鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系》大科技·科技天地；2010(9)：105--106

[3] 鄭延銀；馬夢(mèng)寒；張玉；黃曉章：《鋼結(jié)構(gòu)住宅的最新進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)》鋼結(jié)構(gòu)；2004，19(4)：30--35

[4] 趙鑫：《新世紀(jì)的綠色建筑--鋼結(jié)構(gòu)建筑及其應(yīng)用》山西科技2002(6)：50

[5] 米濤；何蒙：《淺談鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑中的組合柱》黑龍江科技信息；2009(19)：250--251