钢结构技术应用于住宅建筑设计研究

2013-08-15耿晓华

中国建筑金属结构 2013年22期

耿晓华，李达

（太原理工大学阳泉学院，山西阳泉 045000）

引言

近些年来，我国钢材产量的上升，促使了在建筑工程上对于高强度、防火型钢材的应用，这在很大程度上促进了钢结构在建筑工程施工上的应用以及发展。随着钢结构技术越来越多地被运用在住宅建筑的设计与施工之中，为了促进钢结构技术在建筑工程中的发展，文章将对钢结构技术在住宅建筑设计研究之中的应用以及需要注意的事项进行分析和阐述。

1 钢结构住宅建筑的优点

在通常的情况下，钢结构往往是由钢板、热轧型钢以及冷加工成型的薄壁型钢制作而成的。与传统的钢筋混凝土结构的住宅建筑相比，钢结构住宅建筑有着以下几个优点。

1.1 制作过程简单、施工周期较短

在进行钢结构材料加工时，对于材料的制作过程通常都较为简便，能通过一些机械进行加工处理，由于大部分合格的钢结构部件都是由专业的金属结构制作单位所制作的，因而钢结构部件大部分都存在着精度高的特点，这是钢筋混凝土以及其他材料所无法比拟的。这些经过专业制作单位制作后的钢结构部件在施工现场还非常易于拼装，甚至还可以在施工现场将各个不同部位的钢结构部件进行焊接和拼装成一个整体的部件后再进行吊装，这样一来，便可以大大地缩短施工的周期。在施工完成后，对于钢结构住宅建筑的保养、维护以及改建方面都比较便捷，省去了很多繁复的施工步骤。

1.2 钢结构的材质较为均匀、力学性能比较理想

由于钢结构的内部组织相较于其他结构材质来说更为接近于匀质，在一定幅度的应力作用下钢结构几乎是完全弹性的。因此，钢结构较其他的结构材料相比，具有比较理想的力学性能。

1.3 钢结构的强度、塑性、韧性都较好

与其他类型的建筑结构材料相比，钢结构的强度要明显高出很多，尤其是在进行一些大跨度或是需要承受的荷载较大的建筑物的结构施工上，钢结构强度高的优势更容易被体现出来。同时，钢结构还具有良好的塑性以及韧性，良好的塑性可以使得建筑结构不会因为过高的荷载而发生突然断裂的现象，韧性好则可以使得整个建筑结构承受更高的活荷载。

1.4 钢结构的自重较轻

钢结构与混凝土结构相比，由于钢结构的强度与密度之比要比钢筋混凝土结构大很多，这就使得在承受相同荷载的情况下，所需要的钢材要远远小于混凝土结构的材料，所以说钢结构与混凝土结构相比具有自重较轻的特点。

2 钢结构技术在住宅建筑应用中的问题

尽管钢结构拥有很多优点，但是其与其他材料一样，也存在着一些难以避免的问题，下文将就对钢结构技术在住宅建筑应用中的问题进行探讨。

2.1 钢结构的耐火性问题

尽管钢结构并不是可燃物质，但是由于金属物质所具备的化学特性就导致了钢结构在通常情况下，耐火以及抗烧的性能都不是很好，并且是热的良导体。在我国建筑工程中广泛应用的Q235以及Q345等普通建筑用钢材，满荷载在500℃左右的温度下就可能失去平衡性以及稳定性，一般在300～400℃时，钢材就很可能因为高温导致其强度迅速下降。在没有任何保护以及覆盖物的情况下，钢材的耐火极限普遍都在15min左右，因此，在一些主要以钢材作为结构主体的建筑物之中一旦发生火灾，就很可能因为高温的炙烤而使得钢材失去稳定性，承载力的下降，而造成整体建筑物出现变形甚至坍塌。

在进行钢结构的防火保护时，应当严格按照我国的相关防火规范，对建筑钢结构要涂刷防火涂料，尤其是在住宅建筑之中，除了要对钢结构喷涂防火涂料之外，还应当在钢结构外外包一块石膏板或是采用混凝土涂包的方法，以减缓高温对于钢结构材料性能的破坏。