關于多高層鋼結構住宅的建筑技術與工程應用分析

蘇曉春

(陜西能源職業技術學院 陜西咸陽 712000)

關于多高層鋼結構住宅的建筑技術與工程應用分析

蘇曉春

(陜西能源職業技術學院 陜西咸陽 712000)

本文首先針對多高層鋼結構住宅的構架與體系進行分析，并闡述鋼結構住宅的相關特點與綜合收益，并以國內相關工程作為實例，解析多高層鋼結構住宅中相關技術的運用，筆者希望謹以此文，拋磚引玉，給予建筑行業從業者提供一些有價值的幫助。

多高層鋼結構；建筑技術；應用

鋼結構住宅因為自身擁有質量輕、強度好、建造價格低、構建時間短、質量有保證、建筑商品化性能好、建筑構造靈活、對抗地震能力好的諸多優點，跟傳統的鋼筋混凝土建筑進行比較，鋼結構建筑在進行修建的過程當中和修建完成之后，產生的污染較少，且占用的資源較低。因此，該建筑技術正在被越來越多的開發商所使用，并受到眾多住戶與房屋建筑師的喜愛。鋼結構住宅其實并不是一門新型的建筑技術，早在幾十年之前，在歐美地區該建筑技術早已投入了廣泛的使用。但是在近幾年，我國才正式開始在建筑住宅行業中，開始使用鋼結構技術、并且在北京、上海等一線城市開展該技術的運用試點。據了解，在2014年，中國大陸地區鋼結構住宅的總面積已經達到了近500萬平方米，并且每年仍舊呈現飛速增長的趨勢。可以預見，鋼結構住宅一定會在我國二十一世紀的建筑行業中取得飛速的發展和進步。

一、多高層鋼結構住宅構造體系

將多高層鋼結構住宅的構造體系與傳統的混凝土結構體系以及磚混建筑構造體系進行比較，會發現在它們之間存在有較多的不同點。這些不同點主要是由承重鋼結構體系、樓層結構體系與圍護結構體系等原因造成。

（一）承重鋼構架體系

1.體系分類

多高層鋼結構住宅中，有很多不同的結構體系，這些結構體系當中，往往承載有不同的功能與構造，其中最為重要的體系有以下幾種。

鋼框架結構體系：最大的特點是其受力較為明確，平面布置多變靈動，可以給住宅內部創造較大的室內環境，擁有較優秀的抗震性能，施工時間將會遠遠低于傳統方式。但是此種減重的框架構件屬于柔性構建體系，所以在剛度上存在不足，十分容易產生非構建結構性的破壞。

鋼框架支撐結構體系：在上一種結構體系的基礎之上，采取的辦法就是在墻體平面之中加設有槽鋼或角鋼構造的垂直支撐體系。并且當建筑的整體高度較高時，同純鋼框架進行比較，該種構件體系在投入上較低。在抗震性能上，該結構擁有良好的延展性與抗震性，所以在地震的高發區，此種構造技術應投入大力使用。

新型抗側力體系：在此體系之中，鋼框架主要需要對豎向的力進行承載，以保證其建筑結構的水平方向產生的位移在可控制的范圍當中。相關技術人員在進行設計的過程當中，需要按照要求的建筑物高度和水平方向力的作用狀況，使用不同的抗側力構架。

2.設計原則

承重鋼結構構架在進行構架設計的過程當中，需要遵從強柱弱梁和強節點弱構架的總體設計方針。在進行房屋建筑的具體設計過程當中，如果無法達到上述設計方針，就需要退而求其次，即符合軸壓比的相關需求即可。在建筑施工的過程中，構架的柱梁材料可以選擇以熱軋或者用H型鋼進行高頻率焊接等方法。在次梁的處理上，則擁有較多的處理辦法，除了選擇與主梁相同的處理方法之外，還可以焊接方鋼管、圓鋼管等。

3.連接方式

在鋼結構建筑之中，框架橫梁和柱子在強軸方向中的連接方式宜使用剛性連接。但是在弱軸方向的連接方法，就需要結合支撐布置使用絞接等方式。總之，在連接的過程當中，應遵循焊接節點的連接處剛度較大，混合節點其次。

（二）樓層結構體系

樓層節骨主要是由鋼梁與樓層面板結合形成，從力學思維進行考量，建筑樓蓋不但把豎直方向力的作用直接分散到墻體與柱之上，最為重要的作用是保證建筑結構的空間協同效果。所以在進行鋼結構住宅修建的過程當中，一定要保障樓蓋擁有足夠的物理強度、結構穩定性與剛度，同時在建材選擇方面應在保證質量的同時盡可能減少樓板的自重，并最大程度提升施工的工程速度。

（三）圍護構架體系

在多高層鋼結構建筑當中，行業內部要求建筑中內外墻的總造價應為高層鋼結構住宅總造價的三成左右。因此，內外墻對于鋼結構住宅的造價會產生很大的影響。并且，為了降低鋼結構住宅的自身重量，達到鋼結構住宅的節能需求，并以此把鋼結構住宅的優點得以最大程度的發揮。所以，在鋼結構住宅的圍墻修建過程當中，需要滿足其自身重量小，隔熱性能高、保溫性能好、建筑強度高、安裝便捷、價格低廉等諸多特點。

二、鋼結構住宅的特點與綜合效果

同傳統的磚混結構住宅以及混凝土結構住宅進行比對，鋼結構住宅在技術上、經濟上、綜合使用效果上都彰顯出了諸多的優點，現對多層該結構住宅的相關特點與綜合效果進行分析。

（一）結構輕質強度較高

在鋼結構建筑之中，在建筑技術和建筑材料的選擇上，鋼結構建筑和傳統的混凝土結構建筑以及磚混結構建筑之間存在有很大的技術差異。因此，鋼結構建筑其結構遠遠比傳統的建筑構造重量更低，但是穩定性更好，并且可以有效降低工程造價。并且在鋼結構建筑之中，鋼材的抗拉性、抗剪性要遠遠優于傳統的建筑結構，在鋼結構住宅之中，因為其鋼材重量大約只有傳統鋼材質量的三分之一到二分之一。所以在遭受地震時，受到地震的作用力極小，所以無論在安全性和經濟成本的節約兩個方面，鋼建筑結構的房屋都有其它傳統建筑方式無法比擬的優點。

（二）構架安裝方便快捷

在鋼結構住房當中，因為其擁有較高的裝配化程度，因此鋼結構住宅的構件就顯得十分輕巧。在進行運輸的過程中，因為其重量輕的特點，因此在運輸過程當中，能給建筑企業帶來很大程度上運輸成本的降低。并且在安裝過程當中，相對于傳統結構的住宅，鋼結構住宅在安裝的過程中可以更加方便快速，并且在給予正在處于鋼結構住宅施工的現場，創造很大的整理空間與施工作業面。

（三）外部造型新穎

在鋼結構住宅之中，因為建筑材料擁有質量較輕且強度極高的特點，因此鋼結構住宅的建筑風格往往讓建筑顯得大開大合。這樣的建筑更加符合當代建筑的審美體驗，并且更好的滿足了現代建筑的功能需求，所以鋼結構建筑更加符合當代建筑的審美價值。

（四）較高的商品化程度

在鋼結構住宅當中，所使用到的建筑構件全部是經過建材工廠的統一制作，擁有極高的加工精度。并且在施工現場進行安裝的過程當中，相關建筑構件擁有標準化、系列化等一系列指標的規范控制。所以鋼結構建筑在進行質量把控的過程相對簡單，能夠有效幫助建筑企業降低成本。并讓建筑材料的更換、修理、配置變得更加快捷方便。

三、國內高層鋼結構住宅分析

在我國近幾年修建的高層鋼結構建筑之中，有許多優秀的范例，如中國建設研究院和天津建工集團開發的鋼結構住宅體系，今日在天津地區已經修建完成，該鋼結構住宅小區住宅面積達到了三十萬平方米。在此建筑中，其住宅體系采用了承重框架支撐體系，并在此基礎上，使用復合節能型的外墻槍版與擠出型的內墻槍版進行了組合，并且此項建筑工程已經獲得了國家的多項專利，該工程與同規模的鋼混結構相比，在抗震能力相似的基礎上成分降低了近20%，施工速度提升了三分之一，在各項技術層次上，該建筑已經處于我國高層鋼結構住宅先進水平行列。

結束語：

我國的建筑行業開始逐步重視高層鋼結構住宅的修建工作，并且在修建和使用的過程中，逐漸意識到高層鋼結構住宅其特有的優勢，并將該技術在近幾年當中進行大力的使用，可以預見，在不遠的將來，隨著更多高新建材的被開發和使用，鋼結構住宅比能夠在我國具有更為廣闊的發展空間。

[1]徐偉良,何余良.多高層鋼結構住宅的建筑技術與工程應用[J].建筑技術,2009, 03:208-211.

[2]徐偉良,何余良.多高層鋼結構住宅的建筑技術與工程應用[J].建筑技術,2012, 07:582-585.

[3]王振峰.多高層鋼結構住宅的建筑技術與工程應用[J].科技視界,2015, 18:99+305.

蘇曉春，（1983-），女，陜西咸陽人，職稱：講師，碩士學位，工作單位：陜西能源職業技術學院 主要研究方向:建筑施工、建筑結構.

TU75

B

1007-6344（2016）03-0204-01

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