钢结构住宅结构设计问题与措施

1、钢结构住宅结构设计问题与措施-结构理论1钢结构住宅结构设计的现状1.1钢结构住宅的定义钢结构建筑体系的主体结构体现在一般分为钢框架结构体系、钢框架核心筒结构体系、钢框架-支撑结构体系、钢框架-剪力墙结构体系、 交错桁架结构体系和轻钢结构住宅体系。1.2钢结构住宅的主要特点一般情况下，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。 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

2、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。1.3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。2钢结构住宅设计中遇到的具体问题以及解决策略2.1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

3、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

4、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。2.2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

5、还需要进 一步提升。2.3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。2.4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

6、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根据工程的实际情况来决定。2.5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 500C，在300C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 800C以上，钢 材结构远

7、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、泡沫灭火）、防火隔离 区等，而被动防火措施则主要利用各种技术对钢材的防火性能进行强 化，一般情况下有以下几种形式：使用外包保护层对钢材进行保护使其耐 火性增加的外包法，外包法一般有实体外包（如混凝土外包）或者板 材外包（如防火石膏板外包）等；利用膨胀材料使钢材在受热时材料 产生膨胀，以形成一层耐火保护层；将钢材设计成空心注水也是防火 的良好方法，可是这种方法的造价和技术要求都比较高，不适合广泛应用；或者把钢结构屏蔽在耐火材料建造成的墙体中，但是这会导致建筑的有效使用面积有所减少。2.6钢材的防腐蚀和防水问题 钢材防腐蚀和防水的问题重点都在于在某种环境下保护钢材不受极 端环境的影响，从而产生恶劣的形状变化，所以两者之间有一定互相 参考的元素。钢材本身在酸性或者化学气雾的情况下容易受到腐蚀， 从而影响建筑的质量安全，在成本允许的情况下可以采取特殊耐候 钢，但更多的情况下，还是要采取一定措施来降低建筑成本。3结语住