鋼結構建筑有什么魅力？能夠成為未來住宅的趨勢？

鋼結構Steel structure

鋼結構是以鋼材為材料做成受力構件的結構。鋼結構住宅依其自重輕，基礎造價低，適用于軟弱地基，安裝容易，施工快，周期短，投資回收快，施工污染環境少，抗震性能好等綜合優勢而受到各方的重視。

鋼結構與其它結構：磚混結構、砼結構相比，在使用功能、設計、施工，以及綜合經濟方面都具有優勢，在住宅建筑中應用鋼結構的優勢主要體現在以下幾個方面：

一、能合理布置功能區間

利用鋼材強度高的特點，設計可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，創造開放式住宅。而傳統結構（磚混結構、砼結構）由于材料性質限制了空間布置的自由，以往開間一般常在3.2米、3.4米、3.6米，如果過大，就會造成板厚、梁高、柱大，出現'肥梁胖柱'現象，不但影響美觀，而且自重增大，增加造價，購房者在二次裝飾時，經常由于自行改變墻體位置，增加隱患。

二、自重輕、抗震性能好

相同建筑面積的建筑樓層，鋼結構自重輕，根據比較，六層輕鋼結構住宅的重量，僅相當于四層磚混結構住宅的重量。而且鋼材具有延性，能比較好的消耗地震帶來的能量，所以抗震性能好，結構安全度高。

三、施工方便、工期短

鋼結構構件，可以實行工廠化生產，現場安裝。由于現場作業量小，對周圍環境污染少，同時，施工機械化程度高，加快了施工速度。根據統計，同樣面積建筑物，鋼結構比砼結構工期，可縮短三分之一，而且可節省支模材料。

四、綜合造價低

由于自重輕，基礎費用降低，總體用料減少，直接成本降低，建設工期短，間接費又可減少，所以綜合造價低。

五、符合住宅產業化和可持續發展的要求

鋼結構適宜工廠大批量生產，工業化程度高，并且能將節能、防水、隔熱、門窗等先進成品集合于一體，成套應用，將設計、生產、施工一體化，提高住宅產業化的水平。

綜上所述，鋼結構是適合創新的住宅結構體系。鋼結構可隨著人們審美觀的不同，使用功能要求的不同，設計各種造型、尺度、空間的新型房型。生產廠家能高精度、高質量、高速度完成，使建筑物達到既美觀又經濟的效果。
隨著高科技的發展，人們的觀念與生活方式也將不斷更新與變化，對住宅總體質量的要求也將不斷提高，為此，住宅設計必然需要考慮與這些不斷變化的因素相協調、相適應，從而出現彈性設計的新天地。而鋼結構又是最適合住宅彈性設計的結構體系。

結構方案的選取

1. 鋼框架——鋼筋混凝土剪力墻混合結構

由于原來是鋼筋混凝土結構，保留了鋼筋混凝土剪力墻，這種結構形式的優點是較全鋼結構造價低，樓電梯的墻既是承載又是分割墻；缺點是施工復雜，尤其是由于本工程的建筑平面特點混凝土墻不能先于鋼結構施工，影響鋼結構的進度。在原混凝土結構的結構布局條件下，利用鋼結構大柱網的特點，將1、3、4軸上的四排柱改為三排柱，1/4軸上僅保留G軸上一個柱，減少了柱子，減小了柱截面，發揮了鋼結構的優勢，為租售樓創造了有利的條件。

2.鋼框架——支撐體系的純鋼結構方案

這個方案也可以較好地滿足建筑平面的要求。結構優點是自重輕、地震作用小、減小了鋼——混凝土剪力墻結構平面的剛度偏心影響，有較好的延性。缺點是較鋼——混凝土混合結構造價高。經過竣工后的實際比較，為了使鋼——混凝土混合結構施工合理，采用本文第三節方案后，實際用鋼量與純鋼結構已相差很少。

鋼骨混凝土剪力墻的采用：

1. 為什么本工程中采用鋼骨混凝土剪力墻：

1) 合理的施工流水作業，加快工期。本工程建筑平面中剪力墻未形成獨立的筒形結構，不可能先行施工，國內很多鋼——混凝土混合結構是筒中筒結構，筒體可以先于鋼結構6~10層澆注混凝土墻體，而后安裝鋼結構。如果本工程采用一般混凝土剪力墻，鋼結構與墻各層需同步施工，必然影響鋼結構的進度，失去了鋼結構快的優勢。因此，本工程在混凝土剪力墻中設置鋼柱梁及斜撐，組成臨時穩定的結構，與鋼框架同時安裝形成整體框架——支撐結構，安裝之后逐層澆注鋼筋混凝土墻。這樣安裝鋼結構與混凝土作業分別進行，相互沒有影響。

2) 鋼——混凝土混合結構在施工中由于鋼梁的安裝誤差與混凝土墻的施工誤差相差近十倍，由于混凝土墻的偏斜經常發生鋼梁很難就位的情況。在本工程中于墻內設置鋼骨后，與鋼梁連接的預埋件和墻內鋼骨柱相連，可以控制鋼結構誤差之內使鋼梁準確的就位，不會再發生鋼梁難安裝的問題。

3)一個工程十層以下為停車庫，由于需滿足200輛車位，面積很緊張，按照車輛布局要求，1軸剪力墻不可能上下貫通，需結構作局部轉換，上部墻內的鋼骨在下部形成鋼骨混凝土柱作為支承構件之一，較好的滿足上下轉換結構的要求。

4）鋼骨的設置使鋼骨混凝土剪力墻提高了承載能力及延性。增加鋼骨柱可以減小混凝土截面及豎向鋼筋，提高墻體抗壓彎的承載能力。

2．鋼骨混凝土剪力墻的構造及施工：

鋼骨設置于墻端及轉角處，在外接鋼框架梁處挑出鋼牛腿并連接預埋件，上邊再焊接連接板與鋼框架梁腹板用高強度螺栓相連。
由于墻內鋼骨柱及梁較小，作為臨時支撐結構，在該狀態下按6層鋼框架——支撐結構承受風及常規荷載計算，可以滿足側向位移限值要求。因此，在施工時要求安裝鋼結構與澆注灌混凝土相差不得超過6層。
實踐證明，在施工中設鋼骨混凝土墻做法達到了預期效果。

小 議

1．一般高層建筑結構，結構計算分析方面設有明顯的特點。由于建筑平面決定，剪力墻較強，因此基本上是由剪力墻承受水平力。結構的變形性能有明顯的剪力墻結構特點。鋼框架主要承受垂直荷載。不起擔負第二道防線的作用。因此，設計中保證剪力墻的較好抗震性能是非常重要。

2．建筑高寬比為6，正好為限值，層面積較小，剪力墻偏心，平面及豎向的形狀對抗震不利，如果采用純鋼結構的鋼框架——支撐體系對加強抗震性能更為有利。

3．本工程相對于結構計算分析來說，結構的構造、連接節點、焊接質量及材料的選取更為重要。是保證結構安全、施工質量進度的重要環節。本工程在設計中對這些方面給予了充分的重視，均采取了相應的措施。

4．鋼框架部分采用大柱網，構件數量較少，標準層僅有9根柱。對于窄小的施工現場，減少構件吊次可以提高安裝效率。

5． 鋼——混凝土混合結構中使用鋼骨混凝土剪力墻或是在混凝土墻中放構造鋼骨。對鋼——混凝土混合結構的施工，提高承載能力，加強延性都是有利的。