钢结构住宅结构设计问题和解决策略（论文）.pdf

一 艘情况下，在梁高相同的条件下 ，钢结构的开间要比 混凝土结构的开间大 50％左右，所以钢结构体系的建筑布置 可以更加灵活，为住宅空间的搭配提供了很大的自由度。这种 大自由度与高建材强度的结合基本就是钢结构住宅的最大优 势【l】c 根据实际情况，在某住宅小区的结构前期设计方案中，混 凝土结构和钢结构综合体系的比较下，得出以下结论 (见表 1) 表 1混凝土结构和钢结构综合造价比较 通过该比较可以看出，虽然钢结构在具体应用中造价成 本较高 ，但是造价比和建筑重量等因素都远远超出单纯的混 凝土结构。在经过详细的论证之后，钢结构的应用被通过，以 下是该小区的钢结构住宅的最终设计方案。 2．3 钢 结构 住 宅在 河北 省具体 可 行性 目前，河北省的建筑行业发展还比较粗放，要达到节能减 排 、保护环境的要求 ，就必须进行住宅的统一产业化 ，钢结构 住宅所需钢材一般都是产业化生产，符合建筑业产业集群和 保护环境节能减排的要求，能成为住宅产业化发展的有力推 动技术。 钢结构住宅的另一个优势是施工工期较短和施工所需人 员少，有效地节约了劳动成本和劳动力，为经济发展转型做出 了较大贡献。 3 钢 结 构 住 宅 设 计 中 遇 到 的 具 体 问 题 以 及 解 决 策 略 3．1 钢结构 住 宅 的设计 规范 根据 2001年原国家建设部印发的《钢结构住宅产业化技 术导则》，钢结构住宅在初期设计的过程中，应该遵守以下规 范。 1)总体设计方面：钢结构住宅建筑应该满足标准化 、定型 化、多样化和通用化的原则，在钢结构住宅的各部分设计中应 该严格做到模数协调，在总体设计方面追求钢结构建筑的建 筑、结构、水电暖气综合设计的原则。 2)平面设计方面 ：应该充分体现钢结构设计的系列化原 则，充分适应钢结构构件的标准化设计和标准化应用，要做到 标准化与多样化组合的结合，实现多样模块化以应对多种建 筑情况，考虑梁、柱 、楼板等实际情况进行钢结构设计中的模 块化设计，充分适应钢结构住宅个性化、多样化和可操作性的 需要。 3)竖向设计方面 ：楼板构造的选型应该充分考虑到受力、 隔音和管线布置等要素来合理确定层高 ，在管线铺设方面应 该尽量使用空闲的空间来集中铺设管线 ，易于管线的维修管 理等。 4)围护结构方面：围护结构应该对抗震性能和连结性有 较高的要求，围护结构的墙体应该采用轻质且高强的墙体 ，确 保隔热、保温、隔音、防水 、防火和防裂等各方面的综合性能， 对墙面涂料也要有较高的要求[1】。 3．2 钢结 构 节点 的设 计 一 般情况下，铰接点的形式较为简易，施工也较为方便 ， 但是它会使梁跨中弯矩加大，从而增加建筑的钢材用量 ，刚性 节点形式复杂，但是对钢材的利用有所节约 ，与之相比，半刚 性节点由于其复杂的受力特性，应用较为罕见。根据实际情况 调查，在选用钢结构进行住宅建筑的企业中，半刚性节点的应 用率仅为 10％，说明它的技术还需要进一步提升。 3．3 钢 结构建 筑墙 体 材料 的选 用 钢结构的特点是轻便 、灵活，所以在墙体材料的选择方 面，要符合其特点，不适合采用黏土砖等质量较大的材料 ，而 应该采用空心混凝土砌块 、加气混凝土和压型钢板与轻质保 温材料组成的符合墙体或者 CS板 、OSB板等。这些轻质材料 的防水和放渗透能力都比较好 ，保温效果也很好，施工较为简 便，作为建筑墙体的强度也足够。在墙体设计的过程中，要注 重对连接件的详细参数有所规定 ，以减少施工的复杂程度 ，从 另一个方面来说 ，详细的参数也有利于提高设计的精确性。 3．4 钢 结构 建筑 中的厨卫 设计 厨卫设计在钢结构设计中占有很重要的地位，其重要的 原因是因为厨卫设计比较考研钢结构设计的钢材防腐蚀和防 水能力，钢结构住宅设计中，结构防水比较实用 ，框架结构体 系要把卫生间和厨房放到核心筒内，其他的结构体系则需要 39 堡 『工程建设与设计 压 丽 根据工程的实际情况来决定。 3．5 钢 材 的防火 问题 钢结构虽然有着各种优点，但作为一种常见的金属，它必 须要考虑防火、防水和防腐蚀的问题，钢材的耐腐蚀性、耐热 性都比较差 ，一旦被热源 、腐蚀源或者水源靠近太长时间 ，就 极易产生问题 ，对钢材的承载能力产生一定的损伤。以一般的 建筑用钢材(Q235或 a345)为例 ，在全负荷的状态下，失去静 态平衡稳定性的温度极值大约 500~C，在 300~C以上时就会产 生一定危险，如果在发生火灾的情况下，火场温度大约 800~C 以上，钢材结构远远达不到防火要求。 钢材防火措施中较为常用的是防火涂料或者在外面包裹 混凝土等，而事实上这就丧失了钢结构本身的优势。合适的钢 结构住宅的防火措施可以分为主动防火措施和被动防火措 施，主动防火措施一般有防火探测和警报系统、消防喷淋系统 (气体 、液体 、泡沫灭