鋼結構技術應用于住宅建筑設計研究

耿曉華，李 達

（太原理工大學陽泉學院，山西 陽泉 045000）

引言

近些年來，我國鋼材產量的上升，促使了在建筑工程上對于高強度、防火型鋼材的應用，這在很大程度上促進了鋼結構在建筑工程施工上的應用以及發展。隨著鋼結構技術越來越多地被運用在住宅建筑的設計與施工之中，為了促進鋼結構技術在建筑工程中的發展，文章將對鋼結構技術在住宅建筑設計研究之中的應用以及需要注意的事項進行分析和闡述。

1 鋼結構住宅建筑的優點

在通常的情況下，鋼結構往往是由鋼板、熱軋型鋼以及冷加工成型的薄壁型鋼制作而成的。與傳統的鋼筋混凝土結構的住宅建筑相比，鋼結構住宅建筑有著以下幾個優點。

1.1 制作過程簡單、施工周期較短

在進行鋼結構材料加工時，對于材料的制作過程通常都較為簡便，能通過一些機械進行加工處理，由于大部分合格的鋼結構部件都是由專業的金屬結構制作單位所制作的，因而鋼結構部件大部分都存在著精度高的特點，這是鋼筋混凝土以及其他材料所無法比擬的。這些經過專業制作單位制作后的鋼結構部件在施工現場還非常易于拼裝，甚至還可以在施工現場將各個不同部位的鋼結構部件進行焊接和拼裝成一個整體的部件后再進行吊裝，這樣一來，便可以大大地縮短施工的周期。在施工完成后，對于鋼結構住宅建筑的保養、維護以及改建方面都比較便捷，省去了很多繁復的施工步驟。

1.2 鋼結構的材質較為均勻、力學性能比較理想

由于鋼結構的內部組織相較于其他結構材質來說更為接近于勻質，在一定幅度的應力作用下鋼結構幾乎是完全彈性的。因此，鋼結構較其他的結構材料相比，具有比較理想的力學性能。

1.3 鋼結構的強度、塑性、韌性都較好

與其他類型的建筑結構材料相比，鋼結構的強度要明顯高出很多，尤其是在進行一些大跨度或是需要承受的荷載較大的建筑物的結構施工上，鋼結構強度高的優勢更容易被體現出來。同時，鋼結構還具有良好的塑性以及韌性，良好的塑性可以使得建筑結構不會因為過高的荷載而發生突然斷裂的現象，韌性好則可以使得整個建筑結構承受更高的活荷載。

1.4 鋼結構的自重較輕

鋼結構與混凝土結構相比，由于鋼結構的強度與密度之比要比鋼筋混凝土結構大很多，這就使得在承受相同荷載的情況下，所需要的鋼材要遠遠小于混凝土結構的材料，所以說鋼結構與混凝土結構相比具有自重較輕的特點。

2 鋼結構技術在住宅建筑應用中的問題

盡管鋼結構擁有很多優點，但是其與其他材料一樣，也存在著一些難以避免的問題，下文將就對鋼結構技術在住宅建筑應用中的問題進行探討。

2.1 鋼結構的耐火性問題

盡管鋼結構并不是可燃物質，但是由于金屬物質所具備的化學特性就導致了鋼結構在通常情況下，耐火以及抗燒的性能都不是很好，并且是熱的良導體。在我國建筑工程中廣泛應用的Q235以及Q345等普通建筑用鋼材，滿荷載在500℃左右的溫度下就可能失去平衡性以及穩定性，一般在300～400℃時，鋼材就很可能因為高溫導致其強度迅速下降。在沒有任何保護以及覆蓋物的情況下，鋼材的耐火極限普遍都在15min左右，因此，在一些主要以鋼材作為結構主體的建筑物之中一旦發生火災，就很可能因為高溫的炙烤而使得鋼材失去穩定性，承載力的下降，而造成整體建筑物出現變形甚至坍塌。

在進行鋼結構的防火保護時，應當嚴格按照我國的相關防火規范，對建筑鋼結構要涂刷防火涂料，尤其是在住宅建筑之中，除了要對鋼結構噴涂防火涂料之外，還應當在鋼結構外外包一塊石膏板或是采用混凝土涂包的方法，以減緩高溫對于鋼結構材料性能的破壞。

2.2 鋼材的防腐問題

在鋼筋混凝土材料中由于有混凝土的保護可以防止或是減緩鋼筋氧化的現象。但是鋼材以及其他金屬材料極容易因為與空氣中的濕氣以及其他的酸堿性物質發生化學反應而導致氧化。因而在施工的過程中，應當在鋼結構暴露的部分采取一定的保護措施，降低鋼材的氧化程度。

在我國，在處理鋼結構防銹時，主要采用涂刷油漆進行防銹或是涂刷石油瀝青的方法進行防銹。隨著工程建筑材料的不斷發展，現今在處理鋼結構防銹的問題上通常都是采用涂刷防銹油漆、玻璃鋼防銹層、無機物涂層等更為先進的方法，從而有效地防止鋼結構被氧化，延長建筑物的使用壽命。

3 鋼結構住宅建筑的設計制作

在進行鋼結構的住宅建筑設計時，應當保障整個結構體系擁有足夠的強度以及穩定性，使其具備住宅建筑物的使用要求，與此同時還應盡量地對鋼材進行節約，以減輕結構的自重，方便構建的制造、安裝、搬運、施工以及維護等，同時在設計過程中還應當注重建筑物的美觀程度，使其能滿足一定的建筑美學要求。

4 結語

我國在住宅建筑設計中采用鋼結構已有了十余年的時間，因為鋼結構無論是在環保、經濟效益等各個方面都有著絕對的優勢，我國的相關設計單位應當針對鋼結構在住宅建筑中的優勢以及劣勢進行研究與分析，從而組織出一套完善的設計方案，使鋼結構技術能得到更為廣泛的推廣。

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