杭萧钢构多高层钢结构住宅体系的性能介绍.doc

多高层钢结构住宅建筑体系培训（非专业人员版）李文斌2005年3月目 录 一. 钢结构住宅的发展现状和前景二. 钢结构住宅建筑的特点三. 杭萧钢构多高层钢结构住宅建筑体系四技术可靠性 五钢结构住宅经济指标六生产设备保障七钢结构住宅的适应范围 一. 钢结构住宅的发展现状和前景1. 国外钢结构住宅的产生背景和发展状况第二次世界大战之后，由于战乱及自然灾害等原因，日本及欧洲一些国家大批房屋遭到战争破坏，同时处于城市化发展高峰期， 城市人口剧增 ，为解决房荒问题，他们采取了象生产其他工业品一样的方式组织住宅建设。建造了大量住宅，形成了一批完整的标准化、系列化的住宅建筑体系， 并延续至今。这种工业化的住宅建设方式不仅解决了居民的居住问题，而且对这些国家六、七十年代经济腾飞起到了巨大作用。到 60、70 年代，住宅工业化建设从数量的发展向质量提高方向过渡。进入 80 年代以后，随着社会经济、文化的发展，人们对居住要求的提高，住宅工业化开始转向注重住宅功能和多样化的工业化方向发展，住宅体系由专用体系向通用体系转变。住宅工业化产品的类型有:木结构、混凝土结构、钢结构等多种类型。大量的传统木结构住宅在抗震、防火、耐久性方面都存在严重缺陷。混凝土结构住宅工业化程度不高。钢结构装配简单，抗震性能好，对大自然破坏程度小等优越性能，加上钢铁业中，由于冷轧薄钢板的生产而导致轻质型钢的制造成为可能，这在技术上为钢结构工业化住宅的发展奠定了原料供应的基础。所以钢结构住宅，特别是符合国外人住居习惯的低层独立式钢结构住宅发展很快。日本国土处于太平洋地区地震带中，特别重视居住者的生命和财产安全，追求住宅良好的抗震性。到20世纪90年代末，日本预制装配住宅中木结构占18%，混凝土结构占11%，钢结构占71%。目前日本每年新建低层住宅20万栋左右，建筑面积大约300万m2。这种钢结构工业化住宅生产厂家规模比较大的有 78 家。美国是最早采用钢框架结构建造住宅的国家和地区之一，其轻钢建筑体系化生产可追溯到十九世纪末，美国每年要建造130万幢住宅，采用木结构将要砍伐 5000万棵树木。生态环境的破坏使木材价格不断上涨。另外，1992年在加洲的 Landers/Bear 地震中倒塌的建筑，木框架房屋占了一大部分。鉴于经济性、安全性能（抗震、防火）以及耐久性能的综合考虑，越来越多的房屋开发商转而经营钢结构住宅，轻钢结构住宅的价值也得到普遍认可。1965年轻钢结构在美国仅占建筑市场15；1990年上升到53，而1993年上升到68，到2000年已经上升到75。据统计，1996年美国已有了20万幢钢框架小型住宅，约占住宅建筑总数的20。澳大利亚，法国，意大利，芬兰等国都有本国成熟的钢结构住宅体系。钢结构住宅占有一定的市场份额。国外低层独立式住宅是居住建筑的主流，成体系、产业化程度高的也多为低层住宅。结构体系有两种，一种是轻钢龙骨结构体系，另一种是普通钢框架体系。多高层钢结构住宅在国外一般为公寓和酒店式住宅，其结构形式和建筑材料种类较多，与公共建筑的区别不大。常用的钢结构体系有框架体系、框架支撑体系和错列桁架体系等。1989 年在国际建筑研究与文献委员会(CIB) 第 11 届大会上，把建筑工业化的发展列为当前世界建筑技术的八大发展趋势之一。各国均按照各自的特点，选择了不同的住宅产业化发展道路和方式。国外住宅建筑工业化归纳起来有一下特点：1） 住宅部品化发展比较明显，如日本；2） 主体结构通用体系有进一步发展，如法国、瑞典、丹麦等；3） 建筑材料和建筑节能发展较快。4） 现场施工合理化普遍受到重视；许多国家都根据各国的具体情况，采用预制与现浇相结合的方法，从而获得最佳技术经济效果。5） 通过电子计算机技术推动工厂化生产。当前世界发达国家已从工业化专用体系走向大规模通用体系，即发展以标准化、系列化、 通用化建筑构配件、建筑部品为中心，以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的住宅产业现代化模式。2. 国外部分多高层钢结构住宅图片法国Kronos 住宅综合体法国地戎Csatel Eiffle 住宅群 法国 Saturne 住宅综合体 法国Marcel Dassault住宅综合体意大利皮昂比诺居住区 1972比利时布鲁塞尔高层住宅 1967意大利佛罗伦萨某在间的高层钢混凝土组合建筑 2004意大利塔兰托居住区苏格兰伯洛诺克高层住宅街坊巴黎市立大学学生宿舍楼 1966 (有悬挂楼层的刚架结构)图尼斯的DELAC旅馆 1972荷兰阿姆斯特单的ALPHA公寓1971湖滨大道公寓 Lake Shore Drive Apartment建筑巨匠路德维希密斯凡德罗(Ludwig Mies van der Rohe )的作品，于1951年在芝加哥落成。钢结构的梁柱直接表露在外墙上，此外是大的玻璃窗，使之具有了强烈的现代感。 悉尼世界大厦SYDNEY WORLD TOWER该建筑高231.65米，是高级办公楼、5星级酒店， 高级住宅等的综合体,投资1.05亿美元、于2003年春建成。它具有干练简洁的白色框架，外墙的色彩由下往上由灰变蓝，从喻义和视觉上“与天空相连”。 世界大厦同时也是当今“空中别墅”的典型作品。 墨尔本尤瑞卡大厦EUREKA TOWER高达300米的墨尔本尤瑞卡大厦, 5星管理, 88层，为高级住宅和自助式酒店一体化建筑。其外形比较柔和光滑，极力突出其立面，设计者称其为立面城市，大厦由下至上分为三个住宅区域，每个区段都拥有一个电梯核心区，大厦外墙以玻璃墙面为主体，有一些阳台，看上去它像一把大砍刀。 日本芦屋浜高层钢结构住宅 该方案由新日本制铁、竹中公务店、松下电工、松下兴产、高沙热学工业联合提出，并获得“芦屋浜高层住宅规划方案”投标第一名。该方案将结构构件与各住户的建筑构成分离开，主体结构是由箱形钢柱、H型钢柱、钢梁和钢支撑组成的纯钢框架。3我国钢结构住宅工程实践我国自二十世纪八十年代就开始引进多层钢结构住宅。1987年建成的北京展览馆宾馆就采用了钢结构体系，其中宾馆主楼层数为七层，在边上还建了些 3层连体住宅。建筑用钢材主要是加拿大进口的。柱子采用焊接的方钢，梁采用焊接的H 型钢。我国最早的完全自行建造的钢结构住宅是1994年11月建于上海北蔡的8层钢结构住宅，采用冷弯成型矩形钢管砼和U形冷弯薄壁组合梁组成框架，外墙采用稻草板。到目前为止全国各地均有钢结构住宅工程兴建或策划实施。我国现阶段钢结构住宅可概括为低层轻钢小住宅和多、高层钢结构住宅两类。近处为连体住宅，远景为宾馆22 上海北蔡的八层住宅224我国钢结构住宅发展前景：尽管近几年来，我国的住宅业取得了比较大的发展，但其发展水平还处于粗放型发展阶段，住宅产业化的发展才刚刚起步，具体表现在： 1）住宅建设的工业化程度低。施工仍以现场手工湿操作为主，生产效率低。2）建筑材料、设备及住宅部品的生产和供应，没有形成技术先进、规模生产、系列化配套的社会化供应体系，导致住宅质量不高、设备通用性差、性能成本比不合理。3）资源没有得到有效利用，能源浪费严重。4）现场施工机械化、合理化程度低，施工技术服务体系缺乏。5）据测算，2001年我国科技进步对住宅产业发展的贡献率不到31.8%，虽然比1995年代的25.4%大幅提高，确仍低于发达国家水平（50%以上），也低于农业（40%），住宅产业为一种粗放型的发展方式。钢结构住宅体系易于实现工业化生产、标准化制作。而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料。它属于绿色环保型建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。随着改革开放的发展以及加入 WTO，中国这个巨大的建筑市场被国外公司逐步发现，大量的外国建筑公司、建材企业将发展的目光投向中国市场。住宅商品化过程中消费者对住宅多样化的需求，使国外已经非常完善的轻钢小住宅体系能很快地和内地房地产开发商联姻，共同拓展中国住宅产业的市场。但我国的国情是人多地少，资源缺乏，低层低密度的小住宅不可能成为中国住宅产业发展的主流，相比之下多高层住宅有着更广阔的市场前景。目前多高层钢结构住宅的建设实践既有以国有大型钢铁集团为主导的实验项目，也有以设计院所等科研设计机构为主的研究实践。其中天津市以其技术、经济等方面的实力和条件，本着为在提高天津住宅建设水平的同时推动天津市经济发展的目的，在住宅建筑钢结构试点工作中遵循“先点后面，积极稳妥，逐步推进”的原则，制定出“以科技为先导，以市场为导向，以人为本，精密设计，加速现代化进程，建设 21 世纪的现代化住宅”的指导思想，组织业内专家广开思路，提出多种试点方案。并实施了多种采取不同结构、不同墙体材料，不同施工方法的方案。另外山东莱钢集团的“H 型钢钢结构建筑体系研究”课题也取得较大进展，一期工程三栋楼分别采用不同结构形式和不同围护材料，通过实际工程进行结构性能、经济效益的综合比较。其它还有清华大学、湖南大学、同济大学、马钢、宝钢以及上海、济南、北京等地的设计院所也积极参与钢结构住宅的研究实践。多高层住宅是适应我国国情的可以得到普及的住宅类型，通过上文实例介绍，可以看出各科研、设计和建设单位都将这一规模类型的钢结构住宅作为研究、开发的重点，多层及小高层钢结构住宅试点项目的成功及推广，有望应成为我国住宅产业化发展的主要方向之一。为促进我国住宅产业化发展，建设部、国家计委、国家经贸委等于1999年联合发布了关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见的通知，文中指出：“加快住宅建设从粗放型向集约型转变，推进住宅产业现代化，提高住宅质量。”建设部于2002年发布了钢结构住宅产业化技术导则，并评审通过了三批共36项钢结构住宅科研项目立项。目前我国钢结构住宅的开发应用已呈现出更为广泛与深化的发展趋势。5我国部分多高层钢结构住宅图片莱钢樱花园 4#楼， 清华大学钢结构学生公寓工程济南艾菲尔花园 天津彩丽苑 2 号楼 天津彩丽苑 1 号楼南宁湖滨大厦上海陆海城上海中福城北京金融街金宸公寓武汉圣淘沙大厦二. 钢结构住宅建筑的特点钢结构与其它结构相比，在使用功能、设计、施工，以及综合经济效益方面都具有优势，在住宅建筑中应用钢结构的优势主要体现在以下几个方面：1对于国家（或社会）1）钢结构住宅产业化程度高，有利于推动我国建筑行业的现代化发展，促进生产力进步，提升人民生活水平。2）钢结构住宅产业生产诱发系数高（即该产业增加一个单位的投资将诱发全部产业国内产值合计与该产业投资之比高），能够带动冶金、建材以及其它相关行业的发展，将成为我国国民经济中的重要支柱产业。3）钢结构住宅一般采用新型建筑材料，属节能环保住宅，且替代了粘土砖等落后产品，保护土地资源，保障国民经济可持续发展。4）提高防灾减灾能力。钢结构有较好的延性，当结构在动力冲击荷载作用下破坏时吸收较多的能量，可降低脆性破坏的危险程度，因此其抗震性能好，尤其在高烈度震区，使用钢结构更为有利。2对于开发商钢结构住宅带来的经济收益主要来自以下几个方面：1）钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高，钢结构构件结构断面小、自重轻。一般情况下，高层钢筋混凝土建筑物的自重在 1.52.0 吨平方米左右，高层建筑钢结构自重大都在 1 吨/平方米以下，甚至有的办公楼只有 0.70.9吨平方米。这将显著地降低基础部分造价。2）运输、安装工程量减少，提高施工效率。采用钢结构可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。钢结构工程的柱子一般取 34 层（12m 左右）为一个施工段，在现场一次吊装。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心筒的浇筑、组合楼盖的施工等，可以实行立体交叉作业。有时在上部安装柱、框架梁的同时，下部可以进行内部装饰、装修工程。因此，在保证技术、供应、管理等方面的条件下，可以提前投入使用。这将带来模板租借费用和贷款利息的减少，有利于加快资金盘活，提高资金利用率。3）提高住宅的有效使用面积。钢结构构件占有面积（或称为结构平面密度）小，高层建筑钢结构的结构占有面积只是同类钢筋混凝土建筑面积的 28。采用钢结构可以增加使用面积 4%8%。这实际上是增加建筑物的使用价值，增加经济效益，对于商品房按套内使用面积出售的地区，尤为显著。4）通过恰当的设计处理，钢结构住宅即会具有显著的现代特征，又加之套内使用面积的增加，必会在商品房销售过程中成为新的亮点。3、 对于用户1）有利于功能、空间的灵活布置。钢结构住宅采用梁柱体系，改变了传统砖混和混凝土结构住宅以墙体承重的结构形式，空间通透，可以根据设计和使用要求灵活分隔空间，实现居住空间在空间和时间上的可变性，体现用户家装个性化，有利于满足多层次人们的需求，符合可持续发展的要求。2）由于钢结构住宅是大量采用新型建筑材料的节能环保住宅，因此能够节省使用时的暖气、空调等运行费用，可为用户节约一笔数目不小的开支。3）在商品房按套型建筑面积出售的地区，用户用同样多的购房款，却可获得更多的有效使用面积。4）有益于居住者的健康。我国已经进入老龄化社会，关注老年人的健康已经成为一个社会问题。老年人在室内停留的时间较长，因此需要特别考虑日照、通风、采光、换气等问题。此外，一场SARS风波也使住宅卫生问题备受人们关注。而钢结构住宅因为外墙开窗自由，且可采用具有自呼吸功能的新型墙体材料等原因，可为人们创造一种健康安全的居住环境。此外，钢结构构件一般都在工厂里制造、加工，构件精度高，质量易于保证，且在钢结构的结构空间中，有许多孔洞与空腔，而且钢梁的腹板也允许穿越一定直径的管线，这样使管线的布置较为自由，也增加了建筑净空。钢结构也有一些弱点，如防火性能差、易锈蚀等。但是这些问题随着科技的发展，设计的改进，先进的防火材料、防锈涂料及新型耐火耐候钢的出现得到了很好的解决。三杭萧多高层住宅钢结构建筑体系1. 体系构成及其特点我公司在对国内外钢结构住宅建筑及其配套材料进行全面调研的基础上，针对现有钢结构住宅建筑的不足进行研究开发、整合创新，探索出了一条适合在国内推广的新型钢结构住宅体系HXRSBS，即“杭萧钢构多高层住宅钢结构建筑体系”，并对整个体系及内部的构造和方法申请了共12项国家专利。杭萧多高层住宅钢结构建筑体系承重构件主要采用高频焊接型材，即：柱采用冷弯高频焊接矩（方）型钢管混凝土或高频焊接H型钢；梁主要采用高频焊接H型钢梁；支撑主要采用高频焊接矩形钢管或H型钢。框架梁通过直通横隔板式节点与框架柱刚接，次梁与主梁铰接连接。承重构件施工完毕后，即可在梁上铺设钢筋桁架模板，并浇筑混凝土，大量简化了模板工程。楼板与钢梁通过剪力钉可靠连接，以提高整体性能。围护结构采用HX轻质高强灌浆墙。钢构件采用现浇式外包防火处理。2) 冷弯高频焊接矩（方）形钢管混凝土柱（1）冷弯高频焊接矩（方）形钢管是将一定宽度的钢带，在常温条件下经过一组纵向排列的轧辊，逐步变形，达到适用要求的尺寸，再经定尺剪切成规定长度，而后通过高频焊接设备焊接而成的具有闭口断面的型钢产品。相比由四块钢板焊接而成的矩形钢管，冷弯高频焊接矩（方）形钢管仅有一条通长焊缝，焊接变形影响范围小，焊接质量稳定，材料损耗少。（2）冷弯高频焊接矩（方）形钢管混凝土柱具有如下优点：a. 承载力高，节省用钢量 钢管混凝土构件在轴向压力作用下，混凝土由于受到钢管的约束作用而处于三向受压状态，其强度得到进一步提高；而混凝土的存在还可以避免或延缓薄壁钢管过早的发生局部屈服，使得钢管的承载力得以提高。二者相结合，相互取长补短，充分发挥各自的优势。b. 塑性及变形能力好,具有较大的耗能能力 混凝土脆性大，高强度混凝土更是如此;如果将混凝土灌入钢管中形成钢管混凝土，核心混凝土在钢管的约束下，塑性变形能力将得到显著的改善，使得结构在承受冲击荷载或振动荷载时，具有良好的韧性。c. 外形规则 方形截面更利于配合建筑设计，符合人们的传统审美情趣，有利于梁柱连接，便于采取简洁的防火措施。d. 施工方便 与钢骨混凝土柱相比，钢管混凝土柱省去了支模、拆模工序，且便于采用先进的泵灌混凝土工艺，缩短施工周期，减少对施工用地和环境的污染。e. 利用混凝土吸收热量，从而提高钢柱的防火性能，可降低防火处理费用。(3)我公司及有关科研单位的实验证明，由钢管混凝土柱构成的结构体系尚有如下特点：a. 抗震性能好 . 钢管与混凝土共同工作，节点域刚度大，抗剪承载力高，能够避免纯钢柱在大震情况下易发生剪切破坏的缺憾。. 在弹塑性阶段，强度和刚度衰减速度较慢，滞回包络曲线较饱满，抗震性能优于混凝土框架；在强震下，塑性铰先出现在梁上，较容易满足强柱弱梁的抗震机理要求。. 钢管混凝土柱框架结构阻尼比纯钢结构大，耗能能力强。b. 抗侧刚度大 与纯钢柱框架相比，钢管混凝土柱框架的抗侧力刚度大，侧移小，舒适性好，且效应小，稳定性好。2) 高频焊接H型钢梁目前我国H型钢有热轧H型钢、焊接H型钢和高频焊接H型钢三种类型。H型钢与传统的工字型钢相比具有合理的截面形式，优良的力学性能和卓越的使用性能。如截面模量大，承载力高；翼缘宽，侧向刚度大；节约钢材。而高频焊接H型钢除了具有传统H型钢的上述优点外，还具有自己的特点：(1) 截面尺寸具有灵活性。截面宽厚比、高厚比可在保证局部稳定的前提下设计的更合理些，且可方便地生产出异型H型钢（上、下翼缘不等宽，上下翼缘不等厚），从而使材料得到充分利用，降低了工程造价。(2) 制作方便，质量有保证。由于高频焊接H型钢生产过程实现了自动化，其产品质量不受人为因素影响，生产效率高，焊缝质量稳定。3) 直通横隔板式梁柱连接节点构件连接节点是钢结构中最关键的部位，特别是框架的梁柱连接节点，直接影响建筑的安全性。我公司研究的直通横隔板式梁柱刚接节点是将矩（方）型钢管混凝土柱通过横隔板与H型钢梁翼缘采用坡口熔透对接焊缝连接，与梁腹板通过连接板采用高强度螺栓连接（见图1）。相对于原有的内隔板式连接节点，该节点避免了柱壁内外两侧施焊引起的塑性变形问题，柱壁不易发生层状撕裂，提高了节点的延性。同时该节点制作工艺简单，有益于钢结构建筑的推广。图1 直通横隔板式梁柱连接节点4)钢筋桁架混凝土叠合板楼盖系统在整个结构的工程量中占相当大的比例，在很大程度上影响了整个结构的工程造价和施工进度，故多高层钢结构建筑中楼盖的选择至关重要。楼盖除将竖向荷载直接分配给梁、柱外，更重要的作用是与框架结构空间协同工作。因此，必须保证楼盖有足够的强度、刚度和整体性。如何提高装配化程度、加快施工速度也是推广钢结构建筑所要解决的问题。钢筋桁架叠合板RSBS体系所采用的楼（屋）面板结构为钢筋桁架混凝土叠合板。其特点如下：（1）与普通现浇混凝土楼盖相比，取消了繁琐的脚手架工程，同时也简化了钢筋绑扎工作，因此可以提高施工速度，缩短施工周期。（2）与普通压型钢板相比，其下表面比较平整，无需做吊顶，降低了造价;改善了防火、防腐性能。（3）与普通预制板相比，其整体性能好，刚度大，能够用于抗震设防区。（4） 钢筋桁架自成整体并与模板连接，钢筋水平间距及混凝土保护层厚度能够得到有效控制，施工质量得到了有力保证。 楼板性能比较楼板体系种类施工安装是否需要吊顶刚度楼层净空高度造价施工速度住宅优先采用现浇钢筋砼楼板麻烦不需要大高低慢预应力叠合板一般不需要较大高较低较快压型钢板组合楼板一般需要大较高高较快自承式模板方便不需要大高中最快桁架式叠合板方便不需要大高较低快5） HX轻质高强灌浆墙 图24 HX轻质高强灌浆墙构造示意图 图25 HX轻质高强灌浆墙剖面图图22 HX轻质高强灌浆墙施工现场照片HX轻质高强灌浆墙系统是根据现代钢结构住宅的特性开发的以HX高强防水板作为面板，用轻钢龙骨作为立柱，在其空腔内泵入轻质灌浆材料而形成的复合实心整体墙体，它可以定型化设计、工厂化生产，适合于装配化施工建造，符合工业化住宅的发展要求。其中HX高强防水板是以纤维素、水泥、砂、添加剂、水等物质为主要原料，经混和、成型、加压、蒸汽养护等工序而成，100%不含石棉及其它有害物质，具有防火、防水等优良性能的新型轻质环保板材。HX轻质高强灌浆墙有以下性能特点：（1）轻质：以87mm厚的灌浆墙体为例，其重量约为65kg/m2，约为120mm砖墙重量的1/4，大大地降低结构成本。（2）增加使用面积: 比传统墙体薄，增加房屋使用面积。（3）防火性能好: 不燃材料，耐火极限符合国家标准GBJ50045-95。（4）隔音性能好: 隔音性能符合国家标准GBJ 118-88。（5）防水、防潮、防霉: 墙体材料防水性好，防潮、防霉佳。浴厕可结合防水剂提高防水性能。（6）管线敷设容易: 墙体空腔内管道敷设方便，废弃物少，不污染环境。（7）施工快速: 施工速度快，且现场干净整洁，墙面平整容易装饰，可直接在板表面贴瓷面，作涂料等。（8）可吊挂重物：实心复合墙体，握钉力强，解决了轻质墙体不能挂物的问题。（9）抗震性能好：与主结构弹性连接，可避免上下震动造成破坏而倒塌。（10）绿色环保：组成墙体的材料不含有害物质、无辐射物质，属环保墙体。（11）使用舒适：能自动调节室内湿度、保持室内舒适度。（12）寿命长：墙体的使用寿命等同于砖墙。住宅分室墙也可采用将HX轻质高强灌浆墙中的灌浆材料替换为玻璃棉的轻质墙体，这种墙体除了固体隔声外，其它方面具有与HX轻质灌浆墙等同的优点。6）钢构件现浇式防火处理众所周知，与钢筋混凝土结构、砖混结构相比，钢结构抗火性能较差，因此，在钢结构住宅建设中要特别重视建筑防火问题。钢构件现浇式防火处理将建筑装修与防火合二为一，该方法是在纤维水泥板与钢构件之间的空腔内泵入防火填充浆（EPS混凝土、厚涂型防火涂料），以纤维水泥板和防火填充浆的耐火隔热作用来提高钢构件耐火极限的一种复合式防火保护方法。该法具有如下特点：1耐火性能好，钢构件完全被固结在耐火材料中；2成本低，与现有喷涂法和包裹法相比，成本明显节省；3装饰性好，表面光滑平整；4气密性好，有利于钢构件防腐。 图5 钢构件现浇式防火处理构造7）钢构件的防腐钢构件锈蚀会影响建筑物的寿命，因此，我公司对钢结构住宅建筑中的防腐工程给予了充分的重视。目前，在钢结构住宅工程中，以涂料防腐措施应用面最广，也是目前最经济和最简便的防腐方法。涂料层基本上由底层涂料、中层涂料和面层涂料组成，各涂层有其各自的主要用途。底层涂料主要作用是作为涂料层与钢材表面的附着基础，所以它对钢材表面与上层涂料之间必须有良好的粘结能力，一般采用附着力较强的具有阻蚀或电化学保护作用的涂料;中层涂料主要是为增加涂层厚度，增强涂层保护效果，一般采用橡胶型涂料，在一般空气环境中，可以不用中层涂料;面层涂料是直接与大气环境接触的，要有较好的耐候性、致密性、抗渗性等。在钢结构工程设计中，应根据结构的实际使用环境，以及构件外型的特点，选用不同的涂层组合、正确的涂料品种以及适当的涂层厚度。由前述内容可以看出，杭萧多高层住宅钢结构建筑体系不是用钢构件对传统住宅的承重结构进行简单替换，而是对上述各组成部分包括新型墙体材料和楼盖系统的有机组合，作为整体，它符合现代钢结构住宅的特征：工业化程度高，科技含量高，节能环保，属于绿色建筑的范畴。四技术可靠性 为了确保RSBS体系安全可靠、经济合理、技术先进，公司成立了专门的研发机构，进行了深入研究，做了大量试（检）验，并在此基础上先后申请了新型楼层板、整体式墙板、钢结构现浇式防火保护方法等多项专利。1试验/检验项目 序号构件名称试验/检验项目试验/检测单位1矩形钢管混凝土结构与矩形钢管混凝土结构相关的诸多课题，如矩形钢管混凝土柱梁连接节点性能、矩形钢管混凝土柱耐火性能等杭萧钢构联合福州大学、同济大学、西安建筑科技大学等国内知名院校2钢筋桁架楼承板力学性能杭萧钢构联合浙江大学3HX轻质高强灌浆墙、钢构件、楼板耐火极限检验国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心4纤维水泥板物理力学性能（密度、含水率、吸水率、湿胀率、不透水性、干缩率、抗折强度、螺栓拔出力、抗冲击强度、导热系数）国家水泥混凝土制品质量监督检验中心上海市建筑材料及构件质量监督检验站6HX轻质高强灌浆墙纤维水泥板轻质墙墙体隔声浙江大学土木工程测试中心7聚苯乙烯泡沫混凝土配合比、抗压强度、导热系数杭萧钢构、浙江大学环境物理研究室8HX轻质高强灌浆墙物理力学性能（传热系数、防水性能、耐老化、吊挂及抗拔）浙江大学土木工程测试中心2部分检测报告汇总序号产品名称、规格检验项目检验方法标准要求实测值1EPS混凝土（粉煤灰、配比1）导热系数GB10295-88无0.08352EPS 混凝土（砂浆）导热系数GB10295-88无0.10683EPS混凝土（粉煤灰、配比3）导热系数GB10295-88无0.11834EPS混凝土（粉煤灰、配比1）抗压强度GB/T50081-2002无0.685EPS混凝土（粉煤灰、配比3）抗压强度GB/T50081-2002无1.616纤维水泥板整体灌浆墙（90mm厚）气干面密度JC666-19978045.37纤维水泥板整体灌浆墙（90mm厚）抗折破坏荷载JC666-1997大于墙体自重的2倍7639N8纤维水泥板整体灌浆墙（90mm厚）抗冲击强度JC666-1997559纤维水泥板整体灌浆墙（90mm厚）吊挂力JC666-1997800N重物作用下不破坏800N重物作用下吊挂点破坏10纤维水泥板整体灌浆墙（162mm厚）耐火极限GB/T9978-1999一级：1.0二级：1.04.011纤维水泥板整体灌浆墙（112mm厚）耐火极限GB/T9978-1999一级：1.0二级：1.02.0812纤维水泥板整体灌浆墙（87mm厚）耐火极限GB/T9978-1999一级：0.75二级：0.501.3513纤维水泥板整体灌浆墙（112mm厚、养护）计权隔声量GBJ75-84特级：55一级：50二级：45三级：4040.014纤维水泥板整体灌浆墙（112mm厚、未养护）计权隔声量GBJ75-84同上39.215纤维水泥板整体灌浆墙（87mm厚）计权隔声量GBJ75-84同上38.616纤维水泥板整体灌浆墙（166mm厚）计权隔声量GBJ75-84同上43.217纤维水泥板轻质隔墙（8100（50厚玻璃棉）8）计权隔声量GBJ75-84同上52.218纤维水泥板轻质隔墙（68100（50厚玻璃棉）8）计权隔声量GBJ75-84同上53.719纤维水泥板轻质隔墙（68100（50厚玻璃棉）86）计权隔声量GBJ75-84同上54.820纤维水泥板轻质隔墙（8120（50厚玻璃棉20空腔50厚玻璃棉）8）计权隔声量GBJ75-84同上53.521纤维水泥板轻质隔墙（6100（50厚玻璃棉）6）计权隔声量GBJ75-84同上52.022纤维水泥板复合墙体（650厚玻璃棉87厚灌浆墙）计权隔声量GBJ75-84同上54.923纤维水泥板灌浆外墙（165mm厚）空气渗漏性GB/T15225-94GB/T15226-94GB/T15227-94GB/T15228-94见附表1三级24纤维水泥板灌浆外墙（165mm厚）雨水渗漏性GB/T15225-94GB/T15226-94GB/T15227-94GB/T15228-94见附表2二级当压力上升到1600Pa时，持续半小时无雨水溢出25纤维水泥板整体灌浆墙（112mm厚）热工性能JGJ132-2001见附表3、41.1126纤维水泥板整体灌浆墙（112mm厚25mm厚EPS板）热工性能JGJ132-2001同上0.56627现浇式防火钢梁（保护层厚度20mm）耐火极限GB/T9978-1999一级：2.00二级：1.501.9528现浇式防火钢梁（纤维水泥板贴梁翼缘）耐火极限GB/T9978-1999一级：2.00二级：1.501.4729A型钢筋桁架模板混凝土楼板（100mm厚）耐火极限GB/T9978-1999一级：1.50二级：1.001.6830B型钢筋桁架模板混凝土楼板（100mm厚）耐火极限GB/T9978-1999一级：1.50二级：1.001.65注：以上隔声性能的标准要求适用于分户墙3专利技术专利清单序号专利名称申请号专利号1整体式外墙板02290266.XZL 02 2 90266.X2整体式内墙板02290265.1ZL 02 2 90265.13自承式模板构件03240945.1ZL 03 2 40905.14楼板中的钢模板支撑构件02203766.7ZL 02 2 03766.75整体式墙板03207299.66钢构件现浇式防火保护方法及产品（发明）200310109436.67现浇式防火钢构件200320122462.88梁柱节点结构200320122621.49梁柱与支撑节点结构200320122622.910钢结构住宅总成（发明）200310122950.311钢结构住宅总成200320122925 12桁架式叠合板200420022036.1五钢结构住宅经济指标 钢结构住宅经济指标与结构体系密切相关，设计时可根据业主要求结合自然条件，选择合理的结构体系1各结构体系的特点1）钢框架结构体系钢框架结构体系是沿房屋纵向和横向均由多榀框架构成并承担水平荷载和竖向荷载的结构，梁柱连接常采用刚接连接。框架体系杆件类型少，构造简单，施工周期短，且受力明确，建筑平面设计有较大的灵活性。同时，框架体系住宅自重轻，结构较柔，自振周期长，对地震作用不敏感。但其抗侧移刚度较小，在层数较多，风荷载较大或地震烈度较高时，其层间侧移及柱顶总侧移较难满足要求。从经济角度和抗震角度来讲，钢框架体系一般用于6层及以下建筑。2）钢框架支撑结构体系在钢框架结构中增设斜向支撑构件即形成钢框架支撑体系。钢框架支撑结构体系是一种抗侧力较好的结构体系，因为其不涉及两种材料的交叉施工，且避免了两种材料的繁琐的连接问题，能够充分发挥钢结构施工速度快的优势。在支撑布置合理的情况下，用钢量虽有所增加但仍能控制在可接受的范围内。此种结构体系具有广泛的适用范围。图2是钢框架支撑结构体系的实物图、3）钢框架内嵌剪力墙结构体系钢框架内嵌剪力墙结构体系由钢框架、剪力墙组成。其特别之处在于，在筒体角部设置明柱，在楼层标高处设置位于墙中的钢骨梁，从而在剪力墙未施工时能够形成稳定体系。此种结构体系适用于高层住宅中具有较好的经济性。(1) 混凝土剪力墙作为主要的抗侧力构件，承担绝大部分侧向荷载；钢框架部分则主要承担竖向荷载。对剪力墙而言，梁柱能够形成约束框架，有效地改善了剪力墙的抗震性能；(2) 现浇钢筋混凝土剪力墙布置于楼梯间、电梯间、卫生间或其它适当位置（如分户墙等），能有效地改善住宅建筑的防火性能、卫生间的防水性能和隔声性能，尤其是能使住户免于受设备（如电梯等）运行噪声干扰；当剪力墙能够形成筒体时，可以采用滑模施工，加快施工进度。(3) 由于预先形成了稳定的结构体系，从而使钢结构工程能够先于混凝土工程施工，加快了施工进度；且无需设置预埋件，不存在由于两种材料施工精度不同带来的误差大、钢梁无法安装的问题；(4) 钢筋混凝土剪力墙的抗侧刚度较强，能够有效的减小梁柱的截面尺寸，节省钢材，增加了使用面积，同时，整个结构造价基本与混凝土结构持平或稍高，给房地产开发商带来了一定的经济效益，给消费者带来了更舒适的使用空间。4）钢框架带钢板支撑剪力墙板体系这种体系是在预制混凝土墙体中埋设钢板支撑，只在支撑节点处与钢框架相连，且混凝土墙板与框架梁柱间留有间隙，受力明确，本质上仍是一种支撑。混凝土墙体本身虽不抗剪，但却能有效的阻止支撑钢板在屈服前屈曲，充分发挥了钢板支撑的抗侧移能力，避免了普通钢支撑一旦屈曲抗侧移刚度急剧下降的现象。带钢板支撑剪力墙体系极限变形大，延性好，在罕遇地震下，混凝土墙体与框架间的缝隙被挤紧，墙板本身直接参加抗剪工作，为建筑物提供额外的承载力和后期抗侧移刚度。钢板支撑可以采用中心支撑或偏心支撑中的任何形式。这种体系，支撑构件相对较经济，现场无湿作业，且能与内隔墙布置相结合。此种结构体系应用在抗震设防烈度为8度及8度以上的高层建筑中或其他抗震设防烈度较低，但侧向变形较大的超高层建筑中，以充分发挥其优势。2不同结构体系的经济指标比较表1对不同结构体系的技术经济进行了比较，其中的混合体系包括钢框架内嵌剪力墙结构体系和钢框架混凝土核心筒结构体系等。表1 不同结构体系的技术经济比较体系项目钢框架钢框架支撑混合结构结构组成柱采用高频焊接矩形钢管砼柱；梁采用高频焊接H型钢梁；楼板采用钢筋桁架混凝土楼板；内外墙均采用轻质纤维板整体式灌浆墙；基础可采用独基，桩基柱采用高频焊接矩形钢管砼柱；梁采用高频焊接H型钢梁；支撑采用高频焊接H型钢或高频焊接矩形钢管；楼板采用钢筋桁架混凝土楼板；内外墙均采用轻质纤维板整体式灌浆墙；基础可采用独基，桩基，箱基柱采用高频焊接矩形钢管砼柱；梁采用高频焊接H型钢梁；钢筋混凝土剪力墙；楼板采用现浇楼板；内外墙均采用轻质纤维板整体式灌浆墙；基础采用独基，条基，桩基，箱基适用范围低层、多层、小高层多层、小高层、高层多层、小高层、高层建筑功能得房率较砼结构高 5%8%4%7%4%7%外部造型及内部空间 布 置宜简单、规则，内部布置灵活宜简单、规则，需考虑支撑影响宜简单规则，需考虑剪力墙影响防火性能需专门处理需专门处理需专门处理,相对较好隔 音保 温楼电梯间内隔音稍差,保温较好楼电梯间内隔音稍差,保温较好楼电梯间内隔音较好,保温较好可改造性好一般一般内装布线容易容易较容易,但穿墙处孔洞预留表1(续) 不同结构体系的技术经济比较体系项目钢框架钢框架支撑混合结构结构性能结构自重基数1.01.01.22自振周期基数1.00.70.5结构侧移较大一般较小抗震多 遇好好好罕 遇好好一般抗 风较差一般较好柱 构 件截 面 积较大居中较小社会指标材料回收（2530）%（2530）%（2025）%科技贡献可达35%可达35%可达30%产 业 化程 度90%以上90%以上80%以上施工对比工期较混凝土结构缩短1/2；湿作业较少；工种少，用工少；施工用地少；现场水电用量少；防火处理工作量大；现场噪声较小；现场运输量少；劳动条件好，强度小；主体结构质量稳定。工期较混凝土结构缩短2/5；湿作业较少；工种少，用工少；施工用地少；现场水电用量少；防火处理工作量大；现场噪声较少；现场运输量少；劳动条件好，强度小；主体结构质量稳定。工期较混凝土结构缩短1/3；湿作业相对较多；工种、用工相对稍多；施工用地相对稍多；现场水电用量多；防火处理工作量较少；现场噪声相对较大；现场运输量稍多；劳动条件好，但强度稍大；可能存在施工误差。经济指标型钢用量基数1.00.851.150.70.9钢筋用量基数1.01.01.31.75砼 用 量基数1.01.01.41.7防火费用基数1.01.00.60.8利 息 成本 收 益基数1.01.00.60.7使用面积增加收益基数1.01.00.80.9基础比砼结构节约30%左右30%左右25%左右工程直接造价与砼结构相比偏高偏高10层以下偏高1018层持平3国内已建成的钢结构住宅经济指标统计工程层数结构形式每平米建筑面积用材土建造价(元/ m2)备注型钢(kg/m2)钢筋(kg/m2)砼(m3/m2) 陆海城25/1钢管砼柱框架砼剪力墙35241026525层部分中福城17/1钢管砼柱框架砼剪力墙4830.61442含基础、灌注桩库尔勒 住宅8/1钢管砼柱框架支撑体系30.6211100含基础、给排水、设备、 电气等H型钢柱框架支撑体系63.4211450钢筋混凝土框架体系0551200北京水利基础总队6H型钢柱框架砼剪力墙体系38281300含基础、设备、部分装修福建师大学生公寓7H型钢柱框架砼剪力墙体系33251100含基础、设备、部分装修北京亦庄青年公寓6H型钢柱框架砼剪力墙体系37281100含基础、设备、部分装修武汉昊角试验楼12/1钢管砼柱框架砼剪力墙34.423含基础H型钢柱框架砼剪力墙体系44.223天津彩丽苑小区2楼9、11（四栋）钢管砼柱钢骨梁框架支撑404520250.1811001400含基础、设备、部分装修附表2-1 国内已建成的钢结构住宅经济指标和耗材指标 注：1、表中造价部分统计年限为1997初和2002年底，未考虑通货膨胀等因素。2、未考虑由于钢结构住宅使用面积增加5%8%，耗能费节约8%10%以及施工速度比钢筋混凝土结构快约1/31/2带来的收益。 3、未考虑地价因素、材料价格地区差异因素。4各类结构类型住宅的指标对比 附表2-2 各类结构类型住宅的指标对比 类别项目单位钢结构钢筋混凝土结构砖混结构备注社会环境指标拆除时的垃圾生产量吨/m20.30.41.01.31.21.3材料回收再生率2030105科技对经济增长贡献率