对住宅钢结构的几点建议

2015-11-28蔡益燕

中国建筑金属结构 2015年4期

蔡益燕

对住宅钢结构的几点建议

蔡益燕

我国面临钢铁产能过剩，发展钢结构住宅成为行业关心的重要话题。协会会刊2015年1期列入了《共话建筑用钢》专题，姚兵会长作了“全力提高建筑用钢量”的讲话，很多专家从不同角度提出的自已的意见和建议。宝冶总工肖瑾说，“台湾地区的高层建筑，要求九层以上必须全部采用钢结构”。台湾是强震区，2002年由北京市建筑设计院胡总牵头，中方多人赴台参加了建筑结构抗震技术交流会，本人有幸参加，会后参观了南投地区保留的震害现场，地面出现大幅度的竖向变形，房屋严重破坏。给人印象更深刻的，是附近的日月潭地区一些低层房屋的住户，主动要求自费改建为钢骨混凝土（SRC）结构，那里的住房普遍是低层房屋（对SRC结构的性能后面还要提及），不难理解，台湾九层以上建筑全部采用钢结构，也是顺应了当地群众要求的。

钢结构的特点，首先是抗震性能好。我国抗震规范（2010）把7度半及以上地区定为强震区（美国7度半仅指抗震防灾的生命线工程），对强震区的划分。我国抗震规范（2001）的附录A有详细刊载，我国不少地区为强震区，为了说明情况，现将这些地区的情况简录于下，限于篇幅，有“等等”字样的栏内因地点较多，仅节录了部分。

以上情况表明，针对抗震需要在多高层住宅中推广钢结构，还大有可为，但需要和合理应用相结合，才能顺其自然，取得较好结果，以下是个人几点看法和建议：

1.宝冶提到的台湾做法有启发性，可用于强震区，但很难普遍推广，因为钢结构造价高于钢筋混凝土，业主选择结构方案时造价是主要考虑因素，绝不愿无故多花钱，除非国家有适当补贴。对于人口较多的大中城市，要求抗8度的新建多高层房屋，台湾做法可以参考，可建议主管部门考虑，适当给予补贴。这样做会带一点强制性，但从规划角度考虑是合理的。我国建筑通则将10层以上列为高层，9 层是多层的上限，这样对多层照顾少一点，但宜根据地区地质情况灵活掌握。7度半地区一般可以弹性一点，但其中的生命线工程必需按抗强震要求执行。

2.我国7度及以下地区，高层建筑普遍采用钢框架混凝土核心筒混合结构，王仕统教授作过介绍。这种体系刚度大，核心筒可用滑模施工，框架用钢量可相对减少，造价低于纯钢框架，受到用户青睐，成为我国目前高层建筑的主要形式。但用于强震区应满足双重体系二道防线需要，主要是考虑混凝土墙有开裂倾向，设计要满足特定要求。日本全国处于强震区，1923年关东大地震后，钢骨混凝土结构抗震性能得到确认，受到普遍推广。这种体系用钢骨砼柱或钢管砼柱代替钢柱，可节约不少钢材，且防火性能较好，SRC柱也是很好的柱形式。

3.日本住宅一般采用3-4层的独幢钢结构房屋，位于大阪的大和住宅公司就是这种房屋的量产企业。1987年建设部钢结构考察团由林太珍同志率领，曾去该公司进行过考察。日本多层住宅也采用钢筋混凝土结构，他们认为在大风或地震下摆动较小，舒适度高，医院等使用要求较高的房屋采用。日本的钢筋混凝土结构设置交叉配筋，与钢结构相比构造虽较复杂，但构件在地震下可不出现斜交裂缝，抗震性能较高。

4.我国四川、云南等省地震多发地带，采用低层房屋居多。其新建房屋宜采用钢或SRC结构，学校、医院等公共建筑，更应推荐采用。虽然一次投资较大，但可长期使用，从长远考虑还是合算的。汶川地震，有些房屋建后在邻近地区地震来临时又坏了，就是证明，倒不如一劳永逸用钢结构。可建议由政府适当补贴，每次震后建一些，逐步将房屋用更安全的结构置换。公共建筑也可适当采用轻钢房屋，这种体系用钢省，造价低，施工简便，可经受大变形，抗震性能很好。汶川地震调查表明，这种房屋没有倒塌的，而且都成为震后救灾避难所。

5.我国人多地少，大中城市普遍建造高层住宅，一般为10-25 层或更高，因为要用电梯，太高会带来不便。这种房屋目前普遍采用RC，这是主流，因为建造量极大，很难完全用钢结构取代。为了发展低碳建筑，大中城市有条件时可逐步建造高层钢结构住宅。“杭萧模式”采用的冷成形箱型柱，降低了钢材用量；墙体采用现浇钢筋混凝土，起到了剪力墙的作用，可以作高层，用于地震区，很有远见，一般企业难以做到。我国箱型柱只能用电渣焊，新规程草案规定板厚至少要16mm，这种柱更多用于重钢结构。日本早就大量采用冷成形柱，用于板厚较小的柱，需求量很大，但设备投资较高。我国行业缺少规划，目前能生产这种柱的单位不多，成为钢结构发展的瓶颈。推动住宅钢结构的发展，为了大力发展钢结构住宅，有必要建一些冷成形柱的专业生产厂，弥补不足。建议引导设备生产厂发展这种产品，解决目前行业的不足。

（作者为中国建筑标准设计研究院钢结构所原顾问总工，曾主编国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98），现为该院退休职工，中国建筑金属结构协会建筑钢结构分会退休会员）