钢结构住宅的优点及其未来发展趋势

党泽龙

新疆建工集团第一建筑工程有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830024

钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支，是以钢结构为骨架，配合多种复合材料的轻型墙体拼装而成，其主要承重骨架是由钢结构或钢管圆管或矩形管混凝土构件组成。它具有钢结构一系列特性，同时又具备一般住宅建筑的共性。

1 钢结构住宅的优点

随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力：工程建设日益增加，相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。钢结构住宅以其轻质高强、抗震性能好、建造速度快、工期短、施工污染环境少和综合经济效益好等优势而受到各方的重视。

1.1 布置便利

利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔，灵活方便地创造开放式住宅。

1.2 抗震性能好

相同建筑面积的建筑楼层，采用钢结构时，由于自重较轻，和混凝土结构相比，钢结构地震作用反应可减少30%～40%。钢结构有较好的塑性可以使结构在破坏前产生较大变形，从而可以使人们及时发现和采取补救措施。另外，钢结构有较好的韧性可以使结构在力冲击荷载作用下被破坏时吸收较多的能量，降低危险程度。

1.3 工期短

钢结构工程的工期比钢筋砼结构工程的工期普遍要短，钢结构工程有一半以上时间是在工厂车间进行，运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装，可全天候作业，提高了施工的机械化水平。由于钢结构本身可作为劲性结构承担结构荷载和施工荷载，施工时可以节省支模、拆模的材料，由此降低成本，大大加快施工速度。

1.4 符合住宅产业化和可持续发展的要求

钢材是一种高强度高效能的材料，钢结构的钢材回收利用率高、拆除成本低、污染较小具有很高的再循环价值。原材料可以循环使用，有助于环保和可持续发展，钢结构能将节能、防水、隔热、门窗等先进的成品集合在一起，实现综合成套应用，将设计、生产、施工安装一体化，提高住宅的产业化水平。

2 施工工艺

2.1 钢构件的加工

钢构件一般在加工车间加工，主要工艺是除锈、焊接。梁及连接板的加工主要由下料、钻孔和焊接组成。

2.2 钢结构安装

钢结构安装中主要采用两种方式：

1）螺栓连接

钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓，普通螺栓连接，每个螺栓一端不得垫2个以上垫片，螺栓孔不得用气割扩孔，螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距；高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单，安装过程中板叠接触面应平整，接触面必须大干75%，边缘缝隙不得大干0.8mm，高强螺栓应自由穿入，不得敲打和扩孔；高强螺栓不得作为临时安装螺栓，螺栓拧紧应按一个方向施拧，当天安装的应终拧完毕，终拧完毕应逐个检查，对欠拧、超拧的应进行补拧或更换；

2）焊接连接

钢结构使焊前，对焊条的合格证进行检查，按说明书要求使用，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝 多层梁柱焊接时，应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点，其次焊底部柱与梁节点，最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时，应先焊梓顶垂直偏差较大的部位，以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。

3 钢结构中面临的问题

3.1 钢结构的防火问题

火灾是对钢结构建筑的最大危害，钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400℃时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达到600℃时，钢材基本损失全部强度和刚度，因此当建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾，很容易使建筑损坏，建筑的构造防火问题一般在钢筋混凝土结构上较易解决，而在钢结构建筑上则需考虑更多的因素，以下为两种常用防火措施：一是采用进口的新型防火板——保全板；二是根据钢结构的部位不同分别采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂装饰漆。

3.2 钢结构中建筑设计的防腐问题

钢材如果长时间暴露在室外受到风雨等自然力的侵蚀，必然会生锈老化，其自身承载力会下降。因此，防腐问题也是钢结构建筑设计需要解决常见问题，目前的做法主要是采用新型防腐和构造材料。比如涂刷防锈涂料，防火涂料属于油漆类。另外对钢结构建筑的钢结构构件施工也有确定的要求，比如构件出厂前涂红丹防锈底漆一道；钢结构安装调整后，将其清洗干净，然后再刷一度底漆，两度面漆。

4结论

相对而言，钢结构住宅工期大幅度缩减，满足了大跨度建筑需求，特别是优越的抗震性、可回收性，体现了钢结构的综合造价优势；钢结构住宅的直接经济效益主要来自结构施工工期缩短和房屋使用面积率提高的优势，并且随着住宅层数增加，效益增加越明显。由于钢结构住宅具备其他结构无法比拟的优点，笔者认为大力发展钢结构住宅是必然趋势，钢结构住宅将给住宅建筑产业带来一场深层次的革命，从设计、施工到一系列新材料的使用都将出现革命性的变化，因而它代表了未来的住宅发展方向。随着我国经济的高速发展和现代化进程的推进，通过分析钢结构住宅的优点分析，相信钢结构住宅在未来必定有美好前景。

[1]利伟忠.浅析钢体结构中稳定设计[J].科技资讯，2005(26).

[2]叶琳，丁新中.谈钢结构建筑进展[J].山西建筑，2005(22).

[3]刘学利，李宜宏.钢结构住宅体系现状及对若干技术问题的讨论[J].天津建设科技，2005(3).

[4]JGB-50017.钢结构设计规范[S].