谈钢结构住宅建筑设计研究
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摘 要：钢结构体系是民用住宅建筑的一种新型的绿色环保的建筑结构体系，钢结构住宅建筑是现代空间结构发展的主流，本文主要进行研究讨论钢结构住宅建筑的设计和应用。
关键词：钢结构；住宅建设；绿色环保；设计
引言：随着社会的快速发展，科学技术的突飞猛进，新型建筑材料的运用越来越多，钢结构建筑材料的研发和利用，不仅可以节能环保，而且还可以最大限度的利用有效地空间，随着建筑业的可持续发展，钢结构将成为我国建筑行业新型的建筑材料。
一．钢结构住宅体系的特点
钢结构绿色节能住宅主要是指在房屋建筑的过程中主要以钢结构为主要的建筑结构形式，以建筑节能、节水、节约材料、环保以及可以节约用地等特点，并且可以为人们提供健康、舒适、以及高效的使用空间。钢结构绿色节能住宅体系主要是从材料节能、建筑节能、设备节能以及可再生能源的利用等特点入手，从而实现绿色节能的目标。钢结构的特点具体如下：
（1）绿色节能的特点
刚结构住宅体系对环境破坏小、污染小，并且住宅体系在改建或者拆迁的材料可以回收利用以及再生利用率比较高，所以钢结构建筑达到了绿色建筑的要求，并且与钢结构相配套的技术的轻质材料主要采用的是符合节能建筑要求的新型材料，原材料可以循环使用[1]，而且还有环保、节能的作用，因此，在建筑行业采用钢结构是推进我国绿色建筑的发展的重要方式。
（2）建筑成本低、工期短
钢结构的建筑模数的协调统一标准不仅可以实现建筑工业大规模的生产，而且可以提高建筑的预工程化，使不同的建筑结构的配件具有一定的互换性和通用性。并且钢结构建筑的预工程化可以实现材料加工、建筑安装的一体化，不仅可以降低建筑的成本，而且可以提前完成施工时间，从而加快了建筑工程的效益。
（3）承载能力强、抗震性能好
钢结构的材料是一种承受载荷量大，强度高，并且抗震性能比较好，钢结构本身是一种用料少、体型小，自重轻，因此在建筑的过程中，采用钢结构住宅体系时，不仅可以节约材料，提高空间的利用率，并且由于钢结构的构件可以制作成各种形状，所以在设计的过程中，灵活多变、可以满足人们的需要和要求，从而达到建筑艺术的特点[2]。在抗震设防的地区，由于钢结构的重量轻本身所受的地震作用比较小，并且钢材具有一定的延伸性，所以钢结构的安全性高，抗震能力好。
二．钢结构住宅体系的设计
钢结构住宅体系与一般的住宅体系不同，钢结构住宅体系主要指主体钢结构承重体系、围护系统的结构体系以及楼板结构体系。
（1）钢结构承重体系的分类有很多种类，但是应用于住宅体系结构的形式主要有纯框架结构体系、钢框架—支撑结构体系、空间错列桁架结构体系等钢结构体系。其中纯钢架结构体系是指纵横方向的主要是有框架作为抵抗水平抗侧力和承重的构件组成的结构体系，这种结构形式的特点主要是可以形成较大的使用空间、平面布置灵活以及钢结构各部分的刚度均匀，构件简单，施工容易等特点。钢框架支撑结构的体系主要是在框架体系中的部分框架柱之间设立竖向的支撑形成的支撑框架，在住宅建筑的设计中采用这种形式的建筑特点是支撑结构有剪力墙的作用，并且可以承载很大的水平力，抗震性能好等优点，这种结构形式使用于30到40层的高层住宅的建筑[3]。空间错列列桁架结构体系主要是由房屋的跨度和外侧的柱子等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度和建筑楼层的层高相等，在相邻柱上为上下层交错布置，楼板的一端放在桁架的上弦，另一端放在相邻桁架的下弦。这种钢结构的特点主要是实用性能好，并且经济。这种钢结构形式一般使用与15到20层的中高层住宅的建筑。
（2）围护结构与主体结构设计的一体化
在国外的住宅建筑中，常见的住宅体系的设计是维护结构与主体结构设计的一体化，在住宅建筑中采用这种结构形式的特点是具有良好的防水性和防腐蚀性，并且屋面的保温隔热效果比较好，而且还可以使建筑的外形丰厚，但是我国的住宅体系，通常把维护结构的设计和主体结构的设计分开进行设计[4]，这样不仅效果不好，而且还会增加工期。
（3）楼板结构体系的设计
楼面的结构主要有楼面板和钢梁组合而成的，钢结构住宅在设计的过程中，必须应该保证楼板有足够的强度和刚度以及整体稳定性，并且还应该具有防火、隔音以及防水、防腐蚀性能等。在现在的钢结构的楼板结构体系中，主要有以下几种形式：1）预制预应力混凝土叠合楼板，这种结构形式主要是指将钢梁与预制预应力混凝土的薄板进行连接，然后在上面浇混凝土薄板形成的叠合装配整体结构。这种结构形式的特点主要是机械化程度高、运输吊装方便，可以采用高强度钢材和预应力技术。2）压型钢板混凝土组合楼板，这种结构形式，主要采用蝶形压型的钢板楼板的总厚度应该达到130到150mm，并且由于组合楼板需要承受传递平衡力的作用，因此应该在钢梁与压型钢板的结合处设置栓钉，并且在设计的过程中，应该综合考虑楼板以及钢梁的组合作用。，这样可以提高梁的稳定性和承载能力[5]。
三．钢结构住宅体系的发展和应用
综上所述，由于钢结构住宅体系具有很多的优点，并且也符合绿色节能环保的特点，在我国的建筑行业中将得到广泛的应用。随着科学技术的不断发展，钢结构住宅体系将向可持续建筑方向发展，可持续建筑不仅可以满足当代人的需要，而且对后代人也不会造成危害。
当前我国的钢结构已经进入一个新的阶段，随着技术的不断改进，将为钢结构住宅提供更好的发展空间和技术基础的钢结构技术，钢结构将朝着绿色、无害化以及生态化的方向发展，对构建可持续发展的资源性节约型的社会和经济效益的提高具有重要的作用，对我国建筑行业的发展提供好的发展前景。
参考文献：
[1] 李尊雨；王世轶；王健：《浅谈钢结构绿色节能住宅》科技信息；2009(20)：244
[2] 仇秀东：《浅谈钢结构住宅结构体系》大科技·科技天地；2010(9)：105--106
[3] 郑延银；马梦寒；张玉；黄晓章：《钢结构住宅的最新进展与发展趋势》钢结构；2004,19(4)：30--35
[4] 赵鑫：《新世纪的绿色建筑--钢结构建筑及其应用》山西科技2002(6)：50
[5] 米涛；何蒙：《浅谈钢结构住宅建筑中的组合柱》黑龙江科技信息；2009(19)：250--251