浅谈钢结构在住宅中的应用

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摘要：本文介绍了钢结构在住宅中的应用，通过钢结构住宅的推广，带动新材料、新工艺的革命性变革，逐步减少对沙石、水泥的依赖，最终推动我国建筑领域实现循环经济、节能环保的可持续发展目标。

关键词：钢结构 绿色建筑 节能 抗震 住宅产业化

一、前言

近年来，国家大力提倡发展节能省地型住宅，不断提升住宅产品的科技含量。根据国内权威专家分析，中国的住宅产业在今后20年中，仍然处于快速增长期，并且中国住宅价格的25％将会来自科技含量的提升。钢结构住宅以其独特的抗震能力强、施工速度快、得房率高等优势契合了绿色环保住宅的要求。目前，我国钢材产量已居世界首位，而且国家也在逐步调整政策鼓励发展钢结构住宅，我国大力发展钢结构的条件已经成熟，正步入钢结构发展的黄金时期。山东淄博市首座钢结构住宅工程--莱钢公寓楼，目前已全面竣工。

二、工程概况

莱钢公寓楼是一幢民用住宅建筑，由山东建大建筑规划设计研究院设计，淄博莱钢钢结构公司施工完成。总建筑面积3000平米，主楼地上11层，地下1层，标准层层高3m，总高36m，采用钢结构框架-剪力墙结构。重量轻、强度高，满足住宅大开间的需要，使用面积比钢筋混凝土住宅提高4%左右。抗震、抗风性能好。钢结构构件在工厂制作，减少现场工作量，缩短施工工期，符合产业化要求。钢构件工厂制作质量可靠，尺寸精确，安装方便，易与相关部品配合。

三、钢结构建筑设计施工的技术创新

据资料显示，钢结构住宅在发达国家应用非常普遍，达到总建筑面积40%以上。而我国钢结构住宅还处于起步阶段，虽然先后取得了近300万平方米的建筑试验，但总的发展水平还不高，普遍停留在传统钢结构体系加现浇板和砌块墙体的结构体系阶段，因此还没有取得实质性突破。特别是国内研发钢结构住宅产业化的单位企业不少，但往往是注重钢结构中的某一部分，莱钢公寓楼是真正系统地钢结构住宅产业化。钢结构住宅需要的结构、楼层板、墙体进行一条龙的配套研发与产业化。技术人员认为如果仅是某一部分采用钢结构，其他部分仍采用传统的混凝土与砖瓦结构的话，不但住宅性能不能最优化，而且工程造价亦不低。

钢结构住宅本身是一种环保型的精细化建筑。一栋12层高楼，采用混凝土建筑，其柱子边长在0.6米左右；采用钢结构建筑，在达到安全标准的前提下，通过优化与精细设计，其柱子边长为0.3米，整个截面只占前者的二分之一。在优化空间，降低造价方面，后者均优越于前者。设计师通过精细化设计，在保障安全的前提上，尽可能优化再优化，既考虑安全系数，又着眼经济环保，实现美观、安全、经济三者的最佳组合。 按照常规模式与手段去建造钢结构住宅，体现不出优秀之处，打造不出精品工程。淄博钢构对技术设备升级改造，结构柱、梁全部采用H型自动化生产线生产，尽可能减少人工制作，以做到钢结构住宅结构上的轻与精以及生产的高度自动化。例如框架梁柱的接头，在牛腿上下各500mm范围内采用全熔透坡口焊接，焊缝质量等级二级，承重标准与安全性能大大提高。在生产制作过程中，严格按IS09000标准，抓好产品的流程与质量控制，确保产品百分之百达到国标水平。安装工序更是制定了细致、苛刻的规范与标准。对施工单位来说，钢结构住宅除了施工省时省力，也有很多优点和方便之处：1.尺寸精确，墙面、地面平整，不需要二次找平，只要结构完成后可随时布线穿管；2.各工种可交叉作业；3.无梁无柱，完美的房型规划、装修模块化工艺，大大简化装修流程，降低了材料损耗及用工成本。

四、钢结构住宅——利用率高的绿色建筑

长期以来，我国以传统的混凝土与砖瓦结构为主。住房和城乡建设部的统计资料显示，我国建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%-40%，而每年拆毁的老建筑又占到了建筑总量的40%。被誉为绿色建筑的钢结构住宅，代替传统的建筑材料，实现住宅产业工业化，改善人类社会居住环境。超轻钢结构住宅不仅可代替传统的住宅结构模式，而且完全使用工业化生产的建材，是以钢代木、以钢代砖、以钢代混凝土的环保节能型住宅，是21世纪改善人类社会居住环境的最佳产品。革除了生产砖瓦石灰沙等建材对环境的破坏与影响，建筑垃圾、建筑施工噪声都减少到最低程度，抗震性能高，改建和拆迁容易，材料的回收和再利用率高，是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”。由于钢结构的特性，便于形成稳定的独立结构，莱钢公寓楼在内外墙板材料上推广使用新型节能板材，研制开发门窗、玻璃等具有密闭保温功能的新材料，规格的标准化有利于开发整体式厨卫体系，可以利用工业废渣或粉煤灰等研制各种美观实用的新型组合材料等。通过钢结构住宅的推广，带动新材料、新工艺的革命性变革，逐步减少对沙石、水泥的依赖，最终推动我国建筑领域实现循环经济、节能环保的可持续发展目标。

五、发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路

目前，中国建筑金属结构协会已经按照住房和城乡建设部的要求，组织钢结构行业的专家、研究机构和生产企业对钢结构住宅在我国的推广、运用进行了认真的研究。在借鉴发达国家发展钢结构住宅经验的基础上，中国建筑金属结构协会选择了一批有实力的国内钢结构企业作为钢结构住宅产业化特邀研究单位，从设计标准、技术工艺、部品材料、结构形式、验收规范等方面入手，结合我国国情，科学严谨地推出了研究成果，并积极向国家相关部门献计献策，争取相关政策方面的支持。加快钢结构在民用住宅领域的推广步伐、转变传统的施工生产方式，是开展钢结构住宅产业化推进研究的目的。钢结构住宅抗震性强、工业化程度高、可回收利用、能减少资源消耗和建筑垃圾的排放，是目前发达国家优先发展的住宅结构体系之一。开展钢结构住宅体系研究推广，发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。

参考文献：

1《钢结构住宅》---中国建筑标准设计研究院 组织编制

2《钢结构住宅产业化》---中国钢结构协会建筑钢结构网

3《钢结构住宅技术创新》---中国钢结构协会副主任胡育科

4《钢结构设计规范GB50017-2003》

5《钢结构施工》---华中科技大学出版社

6《新材料概论》---薛丽红