閆竹玲 吳改革 趙 建

(延安大學建筑工程學院，陜西 延安 716000)

低層鋼結構住宅在國內的發(fā)展前景★

閆竹玲 吳改革 趙 建

(延安大學建筑工程學院，陜西 延安 716000)

介紹了低層鋼結構住宅在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀及鋼結構體系的主要結構形式，分析了鋼結構所具有的優(yōu)良特點，針對其發(fā)展的不利特點進行了研究，并提出了應對措施，指出發(fā)展鋼結構住宅體系既符合國際發(fā)展潮流，又符合國內可持續(xù)發(fā)展的要求。

鋼結構，住宅，發(fā)展，優(yōu)勢

0 引言

隨著社會的進步，經濟的發(fā)展，科技水平的不斷進步，磚混結構、鋼筋混凝土、木結構已經遠遠不能滿足建筑市場的需求，以鋼結構為主的建筑已經進入建筑市場。國務院明確指出要大力發(fā)展鋼結構住宅建筑，擴大鋼結構住宅在市場的占有率，讓鋼結構能迅速的發(fā)展起來。

1 低層鋼結構住宅在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國鋼結構住宅建筑正處在起步階段，為了促進鋼結構在我國的發(fā)展，建設部于2001年發(fā)布了《鋼結構住宅產業(yè)化技術導則》，明確了鋼結構住宅建筑技術發(fā)展的基本原則，是我國鋼結構住宅發(fā)展的指導性文件。并且評審通過了三批共36項鋼結構住宅科研項目立項和北京賽博思金屬結構工程管理公司的第一個建設部鋼結構住宅產業(yè)化科技示范工程。由于鋼產量的增加，鼓勵建筑用鋼，原冶金局和建設部成立了“用鋼協(xié)調小組”，制定了國家建筑鋼結構產業(yè)“十五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要，并且提出了鋼結構住宅的概念?！笆濉逼陂g計劃每年建筑用鋼量將占全國鋼材總產量的3%，到2015年將達到6%，這是《國家建筑鋼結構產業(yè)“十五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確規(guī)定的發(fā)展目標。

鋼結構在國外技術比較成熟，具有設計標準化、施工標準化等優(yōu)點，各種類型的住宅都有建設。在中低層住宅方面有較多的完善的體系，基本上都是輕鋼架，采用嚴格的設計模數，施工裝配化程度很高。隨著鋼材產量不斷的提升，各國的建筑用鋼量在鋼材總耗量中的比例均明顯提高，一般在30%左右，日本在 50%左右，美國、瑞典、英國等在35%左右，而鋼結構面積約占總建筑面積的40%左右，而我國目前用鋼量只達到25%左右。

2 鋼結構體系及其優(yōu)勢

用于鋼結構體系的結構形式主要有以下幾個：冷彎薄壁型鋼體系，構件常用薄鋼板經冷彎形成C形、Z形構件，既可以單獨使用也可以組合使用，組合使用時，桿件之間連接采用自攻螺絲，但此種連接剛性不能保證，抗側能力較差，一般只用于1層～2層住宅或別墅；純鋼框架體系，這種體系多用于高層鋼結構住宅設計，也用于低層鋼結構設計，縱橫向都設計成鋼框架，門窗布置靈活，可提供較大的開間，便于用戶二次設計，滿足各種生活要求；框架—混凝土剪力墻體系，這種體系多用于小高層，用混凝土剪力墻部分或全部代替鋼支撐，形成框架—混凝土剪力墻體系；框架—支撐體系,這種體系適用于在風載或地震作用較大的區(qū)域，為橫向承重，周圍抗側體系，這種建筑多用于歐美國家的商業(yè)和民用建筑，此體系的特點：鋼架柱的強軸與其相交的建筑軸線垂直，形成外筒，抵抗水平荷載，將之傳至基礎。

鋼結構具有優(yōu)良的特點：1)材料的強度高，塑性韌性好。鋼材和其他建筑材料相比，強度要高得多。因此特別適用于跨度很大的構件和結構，做成的構件截面小而壁薄，因此，在承受的荷載和條件相同時，鋼結構比其他結構質量輕；此外，鋼材的塑性和韌性還很好，具有良好的加工性能，結構一般不會因超載而突然斷裂；2)材質均勻，和力學計算的假定比較符合，鋼材內部組織比較接近勻質和各項同性體，而且在一定的應力幅度范圍內幾乎是完全彈性的，因此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算的結果比較符合；3)鋼結構制造簡單，施工周期短。鋼結構所選用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能用機械操作。大量的鋼結構都在專業(yè)化的金屬結構廠做成構件，精確度高。構件在工地進行拼裝，再進行吊裝，以縮短周期。有時對于小型構件，常常采用現(xiàn)場就地制造，隨即用簡便機具吊裝。此外，對于已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固；4)鋼結構質量輕。鋼材的容重雖然較大，但它的強度和密度比其他建筑材料大得多，因此，在相同的條件下，承受相同的荷載，鋼屋架的質量差不多是混凝土屋架的1/4～1/3，冷彎薄壁型屋架幾乎接近1/10，為吊裝提供了方便條件；5)節(jié)約結構占有面積，增加使用面積，空間利用率高，比同類鋼筋混凝土結構，高層鋼結構建筑可以節(jié)約結構占有面積28%，從而增加使用面積4%；6)抗風、抗震性能好，鋼材具有良好的吸能能力和延性，使鋼材具有優(yōu)越的抗震性能；7)鋼材的密閉性好，即鋼材的氣密性和水密性好；8)鋼結構是環(huán)保型的，鋼材的回收利用率高，對環(huán)境污染較小，符合可持續(xù)發(fā)展理念，屬于真正意義上的綠色環(huán)保建筑；9)施工條件要求低，現(xiàn)場施工速度快等優(yōu)點。

3 對鋼結構發(fā)展不利的特點及處理措施

1)鋼結構耐腐蝕性差，必須對結構進行防護。尤其是暴露在大氣中的鋼結構，應特別注意。這使鋼結構的維護費用較其他建筑材料高，因此，在一般廠房中，鋼構件經過徹底除銹后并涂上合格的油漆，銹蝕問題并不是很嚴重。近年來出現(xiàn)的耐候鋼具有較好的抗銹蝕能力，已經逐步推廣應用。

2)鋼材耐熱但不耐火。隨溫度的上升，鋼材強度就會降低。當溫度超過150 ℃以上時，就必須用隔離層加以保護。鋼材不耐火，重要的結構必須注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石噴涂層、石膏板等加以防護。

3)結構設計時缺乏完整的、配套的、統(tǒng)一的標準。鋼結構施工時技術要求高，養(yǎng)護保護要求高，缺少相應的設計施工規(guī)范。因此，國家應該完善鋼結構住宅在結構設計，施工的規(guī)范和標準，一方面可以借鑒國外規(guī)范和標準，結合實際，取其精華，制定出我國的規(guī)范和標準；另一方面在國內小范圍內建立規(guī)范和標準，對建造出的樣品房進行各種力學性能實驗和建筑物理指標檢驗，并以此作為推廣，讓鋼結構住宅在我國快速的發(fā)展起來。

4)鋼材造價高，約是混凝土設計的1.2倍～1.6倍。由于我國目前能夠生產輕鋼骨架構件的廠家很少，產量的嚴重不足導致造價過高，在這方面，政府應該加以引導和約束，加大對鋼結構住宅產業(yè)的投資與宣傳，提高鋼材產量，降低鋼材價格，并開發(fā)新型輕質高強，造價低廉的材料，提高品牌意識，提高鋼結構產業(yè)的競爭力，使鋼結構住宅在我國能盡快得到普及。

5)人才較少，鋼結構住宅技術人員少。為推廣鋼結構住宅在我國的發(fā)展，一方面國家應提高技術引進力度，比如從鋼結構住宅技術相對成熟的國家和地區(qū)引進技術指導人員。參照國外對鋼結構質量和鋼材加工質量的控制標準，考察和引進國外加工生產設備和相關技術。另一方面，國家應該大力培養(yǎng)有關鋼結構住宅建設技術的相關型人才，培養(yǎng)全面發(fā)展的復合型人才。

6)對鋼結構住宅方面的技術規(guī)范較少，缺乏市場檢驗，缺乏正規(guī)的驗收鑒定等。處理措施：國家應該在政策上加強指導，加大科技投入力度，將科研院所、高等院校、企業(yè)、建設單位等聯(lián)系起來，制定相關政策，頒布標準規(guī)范，確立鋼結構住宅體系，并加強市場管理和監(jiān)督，形成專門的鋼結構住宅體系協(xié)會，加強技術的推廣和經驗的總結，形成自己的檢驗和驗收標準。

4 低層鋼結構住宅國內的發(fā)展前景

由于鋼結構強度高、自重輕、抗震性能好、延性好、可塑性好、制作簡單、能減少工作量、鋼材回收利用率高、對環(huán)境污染較少、施工條件要求低等優(yōu)點，故鋼結構住宅在我國有很大發(fā)展?jié)摿?，一方面符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對環(huán)境沒有污染，材料可回收利用；另一方面，強度高，自重輕，材料利用率高，節(jié)省材料。由此可見，鋼結構住宅在我國的發(fā)展前景廣闊，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1)在物質基礎上，我國鋼產量連續(xù)幾年居世界第一，鋼材的產量和質量顯著提高，鋼結構的造價也相應降低。目前，我國鋼材品種多樣，價格合理，這為我國發(fā)展鋼結構住宅體系打下堅實的物質基礎。

2)在技術條件上，我國的科技不斷取得成就，科技人員在鋼結構設計、制作、安裝等方面做了大量的研究工作，取得了卓越的成就。我國專業(yè)鋼結構人才的素質在實踐中得到不斷提高，一批有特色有實力的專業(yè)研究所、設計院、建筑建設單位都在日趨成熟，專業(yè)性、技術性、規(guī)?；油昝馈?/p>

3)在政策方面，從2001年起，我國就推出了眾多政策指導，在鋼結構設計、施工、驗收規(guī)范以及行業(yè)標準等等方面已經發(fā)行20余本相關規(guī)范以及標準，為鋼結構在我國的發(fā)展提供了法律基礎。

4)在鋼結構應用方面，我國的鋼結構建筑正從高層重型和空間大跨度工業(yè)結構和公共建筑向低層鋼結構住宅發(fā)展。近年來，我國鋼結構建筑發(fā)展十分迅速，低層鋼結構住宅產業(yè)作為一種綠色環(huán)保建筑，已被列入國家重點推廣項目。

5)在綠色節(jié)能方面，與傳統(tǒng)建筑相比，使用鋼結構一方面符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，符合國家政策導向，對環(huán)境沒有污染，材料可回收利用；另一方面，強度高，自重輕，材料利用率高，節(jié)省材料。屬于綠色節(jié)能建筑。

綜上所述，鋼結構住宅體系有著不可替代的優(yōu)勢，發(fā)展鋼結構住宅體系既符合國際發(fā)展的潮流，又符合我國的基本國情(可持續(xù)發(fā)展)。隨著世界科技水平的進步，經濟的發(fā)展，法律的完善，鋼結構的優(yōu)勢日益顯而易見。隨著鋼結構住宅體系的不斷完善和發(fā)展，以及人們對住宅功能齊全、使用方便、居住舒適、節(jié)能安全、環(huán)保等方面的要求，鋼結構住宅體系在我國的發(fā)展前景將不可估量。

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[5] 崔文杰.鋼結構住宅體系及性能研究[J].山西建筑，2013，39(25)：44-45.

Developing prospect of low-rise steel-structure residential in China★

YAN Zhu-ling WU Gai-ge ZHAO Jian

(CollegeofBuildingEngineering,Yan’anUniversity,Yan’an716000,China)

The paper introduces the development status and major structural styles of low-rise steel-structure residential at home and abroad, analyzes its merits, studies its defects, and puts forward countermeasures, and finally points out that: developing steel-structure residential not only meets international development trend but also meets domestic sustainable development demand.

steel structure, residential, development, advantage

1009-6825(2014)30-0051-03

2014-08-11★:陜西省大學生創(chuàng)新實驗項目(項目編號：201310719039)

閆竹玲(1976- ),女，碩士，講師； 吳改革(1990- ),男，在讀本科生； 趙 建(1992- )，女，在讀本科生

TU391

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