高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系分析及其在實際工程中的應用探析

劉輝

摘? ? 要：本文針對高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系分類展開剖析，包括基礎體系、支撐體系、混凝土剪力墻體系、交錯桁架結(jié)構(gòu)體系、核心筒體系等，通過研究鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在壓型鋼板結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)、預應力空心樓板、疊合板樓蓋、維護體系結(jié)構(gòu)中的具體應用，其目的在于提高體系應用過程的有序性，提升高層建筑結(jié)果的穩(wěn)定性。

關鍵詞：高層建筑工程;鋼結(jié)構(gòu)建筑;住宅體系;交錯桁架結(jié)構(gòu)體系

1? 引言

“衣、食、住、行”作為確保居民基本生活質(zhì)量的基礎內(nèi)容，每個環(huán)節(jié)占有非常重要的應用比重。在城市化的快速推進的背景下，高層住宅的數(shù)量也在不斷增加，與此同時，與之相關的建筑工程施工技術種類也在增多。在這些建筑技術應用體系當中，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系因具備施工便捷性高、外形美觀度高、循環(huán)利用率高等優(yōu)勢，在很多工程項目中得到了廣泛應用，這也為體系的進一步完善提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

2? 高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系分類分析

2.1? 基礎體系

基礎體系主要是指高層建筑中，經(jīng)常應用到的鋼框架結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合目前的施工經(jīng)驗，該框架體系在實際應用中，使用較多的結(jié)構(gòu)便是鋼結(jié)構(gòu)梁柱，借助鋼制梁柱結(jié)構(gòu)的自身屬性，來完成建筑整體載荷的分流。相比于其他的應用體系，該體系結(jié)構(gòu)在實際應用中，具備了抗震屬性強、結(jié)構(gòu)延展性強、應力不易集中等應用優(yōu)勢。但是從經(jīng)濟性層面進行考量，該體系在建設中需要搭建的結(jié)構(gòu)橫截面較大，這也增加了建筑工程施工成本的投入，降低了基礎體系應用時的經(jīng)濟價值。

2.2? ?支撐體系

支撐體系是建立在基礎體系應用基礎上的體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)在應用中，主要是在房屋結(jié)構(gòu)的橫向或縱向方向上，補充一定數(shù)量支撐鋼結(jié)構(gòu)，其主要的作用便是對建筑受力進行分流，減輕主承壓結(jié)構(gòu)的受壓強度，提升整個結(jié)構(gòu)的應用穩(wěn)定性。在支撐體系節(jié)點處理的過程中，一般會選用高強度螺栓或焊接的方式來完成施工，同時也會將部分結(jié)構(gòu)利用鉸接的方式來提高結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)固性。目前常用的支撐體系可以劃分為中心支撐體系和偏心支撐體系，在具體的選擇中，還需要結(jié)合實際應用情況進行選擇，從而提高整個結(jié)構(gòu)應用的可靠性[1]。

2.3? 混凝土剪力墻體系

高層建筑結(jié)構(gòu)所承受的壓力主要來源于建筑結(jié)構(gòu)自重、風向荷載等，為了提高結(jié)構(gòu)本身的可靠性，需要應用到混凝土剪力墻體系。該體系是在鋼結(jié)構(gòu)框架布設過程中，按照剛度均勻分布原則，將鋼結(jié)構(gòu)與基礎結(jié)構(gòu)匯總到一起，形成新的固定結(jié)構(gòu)，以此來達到提高結(jié)構(gòu)測向剛度的目的。但是在結(jié)構(gòu)應用中，如果受到來自外界的較大沖擊力，那么此時鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應力非常容易集中到某一個節(jié)點，導致節(jié)點被破壞的情況。對此，在實際施工過程中，也會將其與混凝土結(jié)構(gòu)關聯(lián)在一起，從而起到分散應力、提升框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的作用。

2.4? 交錯桁架結(jié)構(gòu)體系

相較于前幾種鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，交錯桁架結(jié)構(gòu)體系的綜合性較強，在實際應用過程中，交錯桁架結(jié)構(gòu)體系主要是由梁柱、樓面板、鋼桁架組成，在實際應用中，梁柱一邊都會圍繞高層建筑四周進行設置，而鋼桁架則依托梁柱，進行交錯性分布，但是結(jié)構(gòu)的中間沒有梁柱，結(jié)構(gòu)對于受壓后的分流效果相對較低，因此在實際施工中，多用于樓層高度在15～20層的住宅建筑施工[2]。

2.5? 核心筒體系

除了上述應用體系外，核心筒體系也屬于鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中的常用體系，在實際應用中，該體系主要是在H型鋼框架結(jié)構(gòu)基礎上，與其他封閉的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（如電梯間、樓梯間等）關聯(lián)在一起，共同組成了穩(wěn)固的抗壓結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)具備非常強的應用剛度，而且結(jié)構(gòu)在應力分配方面非常明確，具備非常高的應用價值。需要注意的是，在實際的應用施工過程中，還需要做好施工誤差的控制工作，并且對于結(jié)構(gòu)的位移容許值也有著相應的要求，如果位移偏差值過高，也將導致結(jié)構(gòu)剪力負擔加重，引起結(jié)構(gòu)裂縫問題。

3? 鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在實際工程中的應用

3.1? 壓型鋼板結(jié)構(gòu)

壓型鋼板混凝土組合樓板是將壓型鋼板鋪設在鋼梁上，在壓型鋼班和鋼梁翼緣板之間用圓柱頭焊釘進行穿透焊接，壓型鋼板既可作為澆注混凝土時的永久性模板，也可作為混凝土板下部受拉鋼筋與混凝土一起共同工作。在鋼結(jié)構(gòu)設計中，采用壓型鋼板與混凝土組合樓蓋有多項優(yōu)占合理的設計后，可不設施工專用的模板系統(tǒng)，實現(xiàn)多層同時施工作業(yè)，大大加快施工進度壓型鋼板的凹槽內(nèi)可鋪設通訊、電力、通風、采暖等管線吊裝方便壓型鋼板便于運輸、堆放，安裝方便，不需拆卸，火災危險小，施工時可起增強鋼梁側(cè)向穩(wěn)定性作用，在組合樓板中壓型鋼板可以作為受拉鋼筋使用。在另一方面，壓型鋼板對建筑物也有一些不利的影響用壓型鋼板后，增加了材料的費用，尤其是鍍鋅壓型鋼板，本身造價較高，需要進行防火處理[3]。

3.2? 現(xiàn)澆混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)

在目前澆筑工程施工應用中，現(xiàn)澆混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)也屬于常見的混凝土施工結(jié)構(gòu)，同時也是應用體系完善度較高的施工技術。在鋼結(jié)構(gòu)住宅體系應用的過程中，其具備了施工成本較低、結(jié)構(gòu)抗震性能較強、減少了體系中鋼材料用量等應用優(yōu)勢。但是該技術在應用中，需要確保混凝土澆筑過程的持續(xù)性，而且從混凝土初凝到終凝這段時間里，無法在作業(yè)面進行其他操作活動，這也不利于后續(xù)施工活動的順利推進。這也是在后續(xù)施工過程中，需要重點關注的內(nèi)容之一。

3.3? 預應力空心樓板

在高層建筑住宅體系當中，預應力空心樓板也是常用的結(jié)構(gòu)之一，該結(jié)構(gòu)具備較強的適用性，不僅可以將其用于樓板施工，而且還可以將其作為墻板結(jié)構(gòu)進行應用。在預應力空心板結(jié)構(gòu)中，提前設置了預應力鋼絞線，這也是整個結(jié)構(gòu)的受力主筋，具備跨度較大、切割性強、平整度高等應用優(yōu)勢。需要注意的是，在預應力空心樓板應用的過程中，板間很容易出現(xiàn)縱向裂縫問題，這也在很大程度上影響到了結(jié)構(gòu)原本的美觀性。

3.4? 疊合板樓蓋

所謂疊合板樓蓋是指將預制混凝土板支撐體系，提前固定在焊有連接件結(jié)構(gòu)的鋼梁上，完成鋼筋工程的施工后，直接將拌和好的混凝土澆筑在結(jié)構(gòu)上，此時混凝土會與鋼梁連接件結(jié)構(gòu)融為一體，從而形成了預制板與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)關聯(lián)在一起的疊合板結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中由于預應力鋼筋的存在，能夠在很大程度上低于結(jié)構(gòu)的縱向剪力，而且還能夠為體系分擔施工荷載，從而起到了良好的支撐效果。

3.5? 維護體系結(jié)構(gòu)

除了上述應用結(jié)構(gòu)外，在維護體系結(jié)構(gòu)中也可以應用到鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。因為住宅的整體結(jié)構(gòu)使用了鋼制結(jié)構(gòu)，因此在建筑外墻材料的選擇當中，會優(yōu)先選擇輕質(zhì)復合墻板來完成施工。并且在施工過程中，會將墻板直接和梁柱連接在一起，一般會優(yōu)先選擇綜合性較強的外掛式施工技術，并且在施工過程中還需要做好保溫、防水等工作，從而起到提高整個結(jié)構(gòu)綜合性能的作用。

4? 結(jié)束語

綜上所述，建筑高度的不斷增加，如何采取有效措施來提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性，也成為建筑企業(yè)施工管理過程中需要重點關注的內(nèi)容。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系因具備眾多應用優(yōu)勢，目前在很多領域中都得到了很好的應用，通過分析該體系在實際應用中需要注意的相關性內(nèi)容，不僅可以加快體系應用時的施工速度，而且對于提高鋼結(jié)構(gòu)住宅體系實際應用效果也有著積極地作用。

參考文獻：

[1] 劉伏良.高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅綠色建筑技術分析——兼論鋼框架-鋼支撐結(jié)構(gòu)體系的運用[J].四川建材，2019（12）.

[2] 尹宗軍.高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系分析及其在實際工程中的應用[J].合肥工建材，2018（10）.

[3] 蔣慶益.高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系分析與節(jié)點選型分析及在實際工程中的應用[J].河北建材，2018（15）.