探讨钢结构住宅建筑设计

秦玉宝

摘要：钢结构住宅建筑设计系统和结构设计系统、设备设计系统同为钢结构住宅设计系统的子系统。钢结构住宅的建筑设计研究与结构设计、设备设计等密不可分。本文围绕上述问题，进行了不同系统之间的互动研究，以达到钢结构住宅设计的系统化，并从应用的层面上对钢结构住宅系统化设计进行了具体研究。

关键词：钢结构；住宅；建筑设计；研究

1 钢结构住宅建筑设计的概述

系统地研究钢结构住宅建筑设计是指把钢结构住宅的建筑设计内涵看成一个整体；从系统分类、分层和相互关联的角度研究钢结构住宅建筑设计的整个内容。既从整体的角度研究本系统内部诸要素内涵及其相互关系；又从更高层次研究本系统与其它同级系统（如结构系统）和更高级的系统（如住宅系统）之间的相互关系；力求通过对后者的研究；更好的解决钢结构住宅建筑设计系统内部存在的问题。

钢结构住宅建筑设计内部又可分为概念设计、平面功能设计、竖向剖面设计、立面造型设计、构造节点设计等几个部分。它们之间的关系是相互依存、相互影响、相互作用；并构成钢结构住宅建筑设计系统的整体；和系统外的平级系统或更高一级系统发生相互作用。因此；钢结构住宅建筑设计研究是一个系统工程；内部各个子系统是一个整体；不是支离破碎的。系统研究的目的就是利用系统的整合功能；把各个子系统的研究成果整合成一个整体；以求发挥钢结构住宅建筑设计系统的整体效能最优。

2 钢结构住宅系统化设计的总体思路

2.1 平面设计网格化

这是由钢结构住宅本身就是框架结构的特点决定的。建立在建筑模数制基础上的网格是联系结构和建筑的纽带。网格有多种。可以是均匀的；也可以是不均匀的。

2.2 功能设计开放化

这是由社会需要决定的；钢结构住宅的结构特性提供了技术可能性。现代社会生活的多元化发展；使人们的个性得到了进一步的张扬；人们越来越要求要求住宅这个特殊的商品在功能设计上要有足够的灵活性；以适应他们的这种要求。平面功能的开放设计正是满足这种要求的有效方法之一。

2.3 剖面设计专门化

这是由钢结构住宅建筑设计的复杂性决定的。钢结构住宅底层是否架空、剖面层高的最终确定、顶层层高和屋面形式的确定、结构是否错层等等；都要求对剖面设计进行专门研究；需要进行详细的特殊的剖面设计。

2.4 造型设计特色化

钢结构住宅的造型设计要依据其所处的环境进行造型设计。有时要求其服从于特殊环境；有时则要张扬其个性；通过表现其结构、材料和色彩来强调其造型的特色。

2.5 建筑设计一体化

这是由钢结构住宅的技术特殊性决定的。一方面；由于钢结构住宅的结构体系为一般建筑师所不熟悉；一般建筑师刚着手钢结构住宅时；往往无从下手；为结构所困；另一方面；好的钢结构住宅设计师也往往从结构体系出发；求得设计的突破。因此；建筑设计和结构设计一体化是钢结构住宅设计的必由之路。

3 钢结构住宅系统化设计的具体设计

3.1 平面设计

平面设计采用网格法；根据空间布局和功能组合规律；结合建筑模数制的要求；考虑到钢结构技术的大跨度优势；初步拟定以1200mm为基本模数；假定柱网尺寸为9600mm；X；9600mm。平面功能的划分其实在确定柱网的同时己经形成；套型平面功能的划分主要分为两大块：起居生活空间、厨卫服务性空间。

3.2 套型设置

套型主要根据面积来划分；可分为60㎡、80㎡、120㎡、160㎡四种。每种套型都为开放设计；又有若干种平面布置方式；住户可以根据其家庭需要；选择其相应的布置方式；也可以根据平面结构自行设计；体现了住户参与设计的思想。每一种套型的平面形状都由平面组合的可能性来控制；稍大的套型均以较小套型平面形状为其布置基础。一方面；有利于各种套型之间的相互组合；另一方面；也使较小套型有相互合并成一个稍大套型；或是一个大套型的平面能拆分为两个小套型的平面；使每栋住宅在不同时期都有改造的可能性；以满足不同时期、不同人群的使用要求；充分发挥其适应性强的特点。

3.3 剖面设计

底层架空；层高为2500mm；主要作为停车用；局部作为入口门厅和管理室。考虑到主梁梁高为400mm；室内梁底净高设为2600mm（基本同一般钢筋混凝土框架结构住宅）；上部标准层层高设为3000mm。最上面一层为阁楼层；屋顶为钢结构弧形屋頂；檐口高为2500mm。

3.4 立面造型设计

现有的钢结构住宅在考虑形体和造型的方面；还是沿用了传统砖混住宅的形式。设计造型时；主要还是从设计方法上考虑如何通过建筑设计的手段；而不是纯工艺技术的方法；来体现钢结构住宅的特征。不让人觉得钢构件的暴露显得粗野；而是给人以简洁、格调清晰的印象；由于钢结构可以实现大跨度、大空间；因此其开窗所受限制就减到最小；南北立面尽量用大开窗；结合厨卫服务空间墙面开窗少的特点；采用虚实对比的构图方式；材料上采用规则水平线条的实墙与晶莹光洁的玻璃形成对比；同时考虑采用新型外墙保温材料；满足建筑节能减排的要求：色彩上；大胆采用纯度高的色彩进行对比；给人以活跃的现代气息。

3.5 管线布置

由于厨卫服务空间单独设置.主要管线集中布置在出挑服务空间内；并结合工字钢柱布置垂直方向的管线。使起居生活空间不受到管线铺设的影响；空间划分灵活性更高。另外；厨卫部分的管线；通过降低厨卫单元楼层标高；设置夹层；实现本层管线本层内维修；不影响其他用户生活。主要起居生活部分的管线；全部敷设在吊顶内；集中控制。

3.6 结构设计

主体结构是柱网为9600mmX；9600mm的H型铡框架；厨卫单元为悬挑结构；走廊和楼电梯间为独立的钢框架结构；屋顶为钢结构弧形屋顶。

4 结束语

钢结构住宅研究的基本方法是系统的方法。钢结构住宅是一个极其复杂的系统；钢结构住宅的深入研究；需要设计人员运用系统论的方法对其研究对象进行系统分类；合理分工。各研究人员要密切合作；对各项研究成果进行系统整合；发挥系统研究的整体效能。钢结构住宅研究再也不能走“各取所需；一哄而上”的老路了。

参考文献

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[2]陆烨；李国强.日本产业化高层钢结构住宅体系.建筑技术及设计；2009.5

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[4]张建新.钢结构住宅建筑设计初探.东南大学硕士论文；2009.9