國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀比較

1、土木工程專題講座（鋼結(jié)構(gòu)）報告我國鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展概況及發(fā)展前景分析姓名：謝理想學(xué)號：2013102100024專業(yè)：防災(zāi)減災(zāi)工程及防護工程1. 鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的概述及綜合效益分析1.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅體系概述 1.1.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅主體結(jié)構(gòu)體系 目前國內(nèi)外常用的鋼結(jié)構(gòu)住宅主體結(jié)構(gòu)體系有：鋼框架結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系、交錯桁架結(jié)構(gòu)體系、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。 1.1.2 圍護體系 鋼結(jié)構(gòu)住宅的圍護體系包括墻體、樓蓋和屋蓋。 1.1.3 防火體系 鋼材的耐火性能 鋼材是不燃燒體，但其材料的化學(xué)特性決定了鋼材耐熱不耐火、極易導(dǎo)熱，其耐火極限只有0

2、.25h，遇高溫鋼材強度會迅速降低，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。普通火場溫度高達 8001000，在高溫作用下，鋼材的承載力急劇下降，出現(xiàn)屈服變形，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，造成建筑物部分或全部坍塌，因此鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須采取防火保護措施后才能安全使用。 鋼結(jié)構(gòu)住宅防火規(guī)范的國內(nèi)外對比 我國現(xiàn)行的建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50016 2006)和高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB5004595，2005 年修訂版)規(guī)定：耐火等級為一、二級的建筑物，其柱(支撐多層的柱、支撐單層的柱)、梁、樓板和屋頂承重構(gòu)件均應(yīng)采用非燃燒體，承重結(jié)構(gòu)的耐火極限至少為 2.5h。鋼結(jié)構(gòu)雖然為非燃燒體，但未加防火保護的鋼柱、鋼梁、樓板和屋頂承重構(gòu)件的耐火極限

3、僅為 0.25h。我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)中規(guī)定：當結(jié)構(gòu)表面長期受輻射熱達 150以上或在短期內(nèi)可能受到火焰作用時，應(yīng)采取適當?shù)姆阑鸫胧?，以保證結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)安全可靠。 鋼結(jié)構(gòu)住宅的防火措施 住宅的防火措施分為主動和被動兩種方式。 主動防火措施包括：火警裝置，如火災(zāi)報警器;自動滅火裝置，如自動噴淋系統(tǒng)。 被動防火措施包括：在火災(zāi)中保證住宅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的措施;根據(jù)規(guī)范要求將住宅根據(jù)面積和樓層劃分為不同的防火分區(qū)的措施;布置人員疏散通道的措施。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火措施 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件要達到住宅規(guī)范要求的耐火性能： 一方面要積極發(fā)展耐火耐候鋼，另一方面要采取必要的防火措施。 1.1.4 防

4、腐體系 鋼材腐蝕的產(chǎn)生 鋼材的耐腐蝕性差，裸露在外的鋼材在大氣的作用下會產(chǎn)生銹蝕，若環(huán)境濕度高、有腐蝕介質(zhì)存在則腐蝕速度更快。影響腐蝕最主要的因素是空氣中的酸性成分如二氧化硫、二氧化氮等，鋼材的腐蝕就是空氣中的濕氣和酸堿性物質(zhì)與鐵元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致鐵被氧化。 鋼材的防腐措施 具體的防腐措施有兩種:加入耐腐蝕元素，改變鋼材成分;在鋼材的表面加保護層，隔離腐蝕介質(zhì)。常用的做法有三種： （1）制成合金耐候鋼 對在強腐蝕的環(huán)境下鋼材應(yīng)采用耐候鋼或合金鋼，在鋼材中增加銅、鉻、鎳等元素造成不銹鋼以提高鋼材的抗銹蝕能力。 （2）金屬鍍層保護 在鋼材的表面施加金屬鍍層保護，如電鍍或熱浸鍍鋅等。 （3）非金

5、屬涂層保護 在鋼材的表面涂以非金屬保護層，使鋼材與大氣的隔離，如各種涂料等。 鋼結(jié)構(gòu)防腐的構(gòu)造措施 （1）表面處理：除去鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵銹、軋屑、油污等污染物，底層涂料才能牢固地附著在鋼結(jié)構(gòu)表面，并對它進行有效的防腐。 （2）底漆涂層：鋼結(jié)構(gòu)在表面處理后應(yīng)立即涂上底漆涂層，以避免氧化。 （3）罩面層、外包層：對于暴露在空氣中的鋼結(jié)構(gòu)，涂上罩面油漆或者采用 45cm 厚的鋼絲網(wǎng)抹灰外包層進行防腐。 （4）防腐層的維護：定期對鋼結(jié)構(gòu)的防腐層進行檢查，發(fā)現(xiàn)有損傷馬上涂刷新的油漆。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防腐設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件防腐設(shè)計時應(yīng)考慮到構(gòu)件在不同部位的維護方式。 （1）住宅內(nèi)部的構(gòu)件因裝修不易維修，應(yīng)

6、采用包覆式保護做法。澆搗混凝土保護層或鋼板網(wǎng)抹灰，保證防腐層在住宅壽命期內(nèi)不發(fā)生破壞。 （2）暴露在外的構(gòu)件，采用涂刷飾面油漆罩面層，定期檢查維護.當然也可以采用混凝土包覆式保護層。 1.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點及與傳統(tǒng)住宅的比較 1.2.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點 鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國己有 15 年的歷程，在眾多的住宅建筑中，鋼結(jié)構(gòu)住宅適宜構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)，可以將設(shè)計、生產(chǎn)、施工、安裝一體化，變“現(xiàn)場建造”為“工廠制造”，提高住宅工業(yè)化、商品化水平，而且鋼結(jié)構(gòu)住宅自重輕，基礎(chǔ)造價低，適用于軟弱地基，安裝容易，施工快，周期短，投資回收快，施工污染環(huán)境少，抗震性能好，可回收利用，經(jīng)濟環(huán)保等，因而在住宅市場有著

7、良好的發(fā)展前景，被譽為二十一世紀的“綠色建筑”之一川。鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，在設(shè)計、施工、實用、經(jīng)濟性、環(huán)保方面都具有優(yōu)勢： 第一、鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織均勻，比較接近于勻質(zhì)和各向同性體，在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的，實際受力情況和工程力學(xué)計算結(jié)果接近，設(shè)計更準確，無徐變和收縮現(xiàn)象、能在惡劣天氣下施工等； 第二、構(gòu)件生產(chǎn)工廠化，變“現(xiàn)場建造”為“工廠制造”，質(zhì)量穩(wěn)定，現(xiàn)場組裝，減少施工現(xiàn)場的環(huán)境、噪音污染； 第三、新型輕質(zhì)圍護板材，不助燃，不霉變，不蟲蛀，裝修一次到位，少維修，管線可暗埋在墻體及樓層結(jié)構(gòu)中，內(nèi)墻為輕質(zhì)板材，增加使用面積 5%8%，可重新分隔空間改變使用功能，更好的滿足住戶的

8、要求； 第四、鋼材可回收利用，輕質(zhì)墻板、復(fù)合樓板等新型材料，符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求； 第五、鋼結(jié)構(gòu)住宅輕質(zhì)高強，使基礎(chǔ)設(shè)計簡單化，減少基礎(chǔ)造價，尤其適用于地質(zhì)條件較差的地區(qū)； 第六、抗震性能好，用于結(jié)構(gòu)抗震措施的費用少。 第七、施工周期短，投資回報快，資金風(fēng)險低，投資效益高，制作、運輸、安裝、圍護方便； 第八、比較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu), 鋼結(jié)構(gòu)不要求內(nèi)墻為承重墻, 內(nèi)墻配置可以隨心所欲, 甚至建成后也可以調(diào)整位置, 重新分隔空間, 能夠更好的滿足建筑大開間、靈活分隔的要求, 并且可提高使用面積； 第九、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其配套技術(shù)相應(yīng)部件, 絕大部分可以實現(xiàn)工廠化制作形成產(chǎn)品系列化, 可以實現(xiàn)住宅建筑技術(shù)集成

9、的產(chǎn)業(yè)化新思路。 第十、鋼結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化程度高,現(xiàn)場作業(yè)少, 其材料本身可再生利用, 符合建筑的環(huán)保要求； 第十一、易增層和改造，另外, 還具有無徐變和收縮現(xiàn)象、防蟲防蛀、能在惡劣天氣下施工等優(yōu)點； 第十二、經(jīng)濟效益好，短工期 、低成本、快周轉(zhuǎn)、易裝修、增面積。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅施工時基本為干法施工，裝配化程度高，由于不需要支模，受氣候影小。 第十三、舒適現(xiàn)代并且綠色環(huán)保，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求：享受“空間自由組合”的住宅、享受會“呼吸”的住宅、享受“高品質(zhì)”的住宅。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑突破可多樣性和建筑美學(xué)的難點，不僅大空間大跨度的公共與工業(yè)建筑非它莫屬，并以寬敞舒適高標準為特征的商用與民用建筑也以它來滿足

10、與日俱增的需求。 1.2.3 鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)住宅的比較 1、從兩種住宅體系的特點分析： a) 鋼結(jié)構(gòu)住宅 鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的組成是：主體結(jié)構(gòu)體系以鋼結(jié)構(gòu)為主；外圍護體系為新型再生墻磚；內(nèi)隔墻體系主材為各類復(fù)合型墻板；樓板體系主材為預(yù)制鋼筋混凝土樓板或商品混凝土現(xiàn)澆組合樓板圈。其體現(xiàn)優(yōu)勢的特點主要表現(xiàn)在：一、由于鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件以鋼梁、鋼柱或者是一些鋼和混凝土的混合構(gòu)件為主要的承重構(gòu)件，這些構(gòu)件強度高、自重輕、延性好，這樣結(jié)構(gòu)上部荷載減輕，基礎(chǔ)處理的工作難度也降低。二、因為鋼構(gòu)件可以在工廠制作，質(zhì)量可靠，尺寸精度高，有利于現(xiàn)場安裝，施工周期短，容易實現(xiàn)和應(yīng)用各項節(jié)能技術(shù)和新型節(jié)能環(huán)保，具有節(jié)能特

11、點。三、大開間分割靈活，結(jié)構(gòu)占地面積小，使用面積能增加，住宅的使用壽命增加，鋼結(jié)構(gòu)住宅具有節(jié)地特點。四、鋼材還可以回收，建筑垃圾減少，環(huán)境污染較少。 b) 傳統(tǒng)住宅 傳統(tǒng)住宅建造體系組成是:主體結(jié)構(gòu)形式多為鋼筋混凝土梁、柱、樓板、屋面板，圍護結(jié)構(gòu)多為混凝土砌塊，基本在現(xiàn)場施工完成。由于我國勞動力充足低廉，傳統(tǒng)住宅以其成熟的生產(chǎn)及管理模式在城鎮(zhèn)化發(fā)展初期較好地滿足了社會對住宅供應(yīng)的緊迫需求，但對照發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟模式，也逐步顯現(xiàn)出三個弱點：一、全國絕大部分地區(qū)的傳統(tǒng)住宅都是毛坯房直接進入銷售市場。由于住戶分散裝修，造成大量的資源浪費和環(huán)境污染。二、住宅質(zhì)量及安全性能差。主要是因為傳統(tǒng)住宅的手工操作，

12、現(xiàn)場濕作業(yè)多，導(dǎo)致質(zhì)量通病多，也導(dǎo)致了住宅的耐久性能差，使用年限縮短。三、保溫隔熱性能差。與氣候相近的發(fā)達國家住宅建設(shè)水平相比，我國傳統(tǒng)住宅外墻的傳熱系數(shù)是其 3.54.5倍，外窗為23 倍，屋面為36倍，門窗的空氣滲透為 36倍。 2、從鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土或磚混結(jié)構(gòu)相比較, 鋼結(jié)構(gòu)住宅還有如下優(yōu)勢： a) 自重輕，約為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的1/4左右，減小對地基的要求?？蓽p輕建筑物的重量約 30%，有利于建設(shè)高層，特別是在地質(zhì)承載力低的地方和地震烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟效益優(yōu)于一般住宅建筑體系。 b) 在建筑功能上，梁柱截面面積小，戶內(nèi)的有效平面增大，比相應(yīng)的磚混和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高了 6%，增大了有

13、效的生活空間。具有充分的靈活性、可改性和安全性，有利于滿足現(xiàn)代人的居住需要，適應(yīng)現(xiàn)代住宅的市場需求。 c) 工廠化生產(chǎn)，更易實現(xiàn)工業(yè)化、定型化、批量化生產(chǎn)， 提高勞動生產(chǎn)率。鋼結(jié)構(gòu)住宅在建造過程中由于實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化建造，因此能耗低于使用傳統(tǒng)建造模式建造的住宅。 d) 施工周期縮短，現(xiàn)場濕作業(yè)少。 e) 鋼結(jié)構(gòu)住宅工程造價與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本持平，但是工期比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)縮短1倍以上，實際收益更大。鋼結(jié)構(gòu)住宅是代替磚混住宅較為理想的建筑體系。 f) 鋼結(jié)構(gòu)體系具有良好的抗震性能。 g) 管線布置方便。在鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)空間中，有許多孔洞與空腔，而且鋼梁的腹板也允許穿越小于一定直徑的管線，這樣使管線的布

14、置較為自由，也增加了建筑凈高，而且管線的更換、修理都更為方便。 h) 多元的結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系大致可分為鋼框架結(jié)構(gòu)體系，鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系, 鋼框架預(yù)制鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)體系，鋼框架鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，鋼框架鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，空間錯列桁架結(jié)構(gòu)體系，輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系。不同結(jié)構(gòu)體系的受力特點不同，適用于不同的住宅類型。 i) 可充分發(fā)揮鋼材的延性好、塑性變形能力強等優(yōu)點，加之與外圍護結(jié)構(gòu)性板材結(jié)合，形成非常堅固的板肋結(jié)構(gòu)體系，即產(chǎn)生應(yīng)力蒙皮效應(yīng)，從而具有更強的抗震能力和抵抗水平荷載的能力，提高住宅的安全可靠性。 j) 工業(yè)化程度高，施工速度快，施工周期約為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的1/3左右。各

15、部件現(xiàn)場組裝，濕作業(yè)少，噪聲粉塵和建筑垃圾少；施工作業(yè)受天氣及季節(jié)影響較小，符合文明環(huán)保的建筑施工要求。 k) 所用材料主要是綠色可回收或易降解材料,屬環(huán)保型綠色建筑。 l) 構(gòu)配件制作工廠化、機械化和商品化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定，有利于降低成本，實現(xiàn)住宅建筑技術(shù)的集成化、產(chǎn)業(yè)化。 m) 采用與鋼結(jié)構(gòu)體系配套的輕質(zhì)墻板、復(fù)合樓板等新型材料, 具有良好的隔音、保溫性能, 符合建筑節(jié)能的要求。 n) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸相對較小，所有管線可暗埋在墻體及樓板結(jié)構(gòu)中。利用鋼材質(zhì)輕強高的特點，可采用大開間布置，使建筑面積能夠合理分隔，靈活使用，并增加使用面積約 8%左右。 o) 施工簡便，降低人工成本, 房屋構(gòu)件更換

16、、維修方便。 p) 良好的總體經(jīng)濟性，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅總體經(jīng)濟技術(shù)分析。1.3 鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的綜合效益分析 1.3.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟評價分析 目前制約輕鋼住宅消費的主要因素是國民經(jīng)濟性問題。由于我國國民收入水平和鋼結(jié)構(gòu)住宅價位之間存在較大差距，對房價的認可程度很低。鋼結(jié)構(gòu)體系造價較高，我國人民還是主要接受價位較低的磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅，雖然鋼結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟效益高，性能優(yōu)于其它傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)住宅，但如今在國內(nèi)人們還是無法普遍接受。 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國的發(fā)展才剛剛起步，還處于初級階段，最近幾年建立了幾個住宅基地，完成的工程單位面積造價比傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要高，但是能大大縮短工期，基本無污染，

17、增加有效使用面積等方面綜合經(jīng)濟效益更佳。隨著相關(guān)標準的優(yōu)化與構(gòu)件的標準化，單位面積的造價有望等同甚至低于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的造價。 作為全新的結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)住宅帶來了設(shè)計、制造安裝、施工等多方面的革新，采用鋼材及新型圍護材料也帶來了制造成本的變化，并成為制約鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展及其推廣應(yīng)用的一個關(guān)鍵因素。衡量鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟性必須結(jié)合其優(yōu)勢及潛能，分析其綜合經(jīng)濟性能。雖然 25 層低層鋼結(jié)構(gòu)住宅整體造價高于磚混、內(nèi)框架結(jié)構(gòu)住宅 17%，但建筑功能、使用面積、施工進度及環(huán)保、節(jié)能等均優(yōu)于磚混、內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。對小高層建筑而言，與鋼混結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)住宅的土建造價高 10%20%，鋼結(jié)構(gòu)住宅主體部分及鋼筋混凝土住宅

18、主體結(jié)構(gòu)部分的造價占總造價比例基本相當(分別為 55%及 53%)，主要原因在于圍護部分的造價太高。因此，合理降低墻板的價格，對于降低工程造價具有重要的意義?？紤]到前述鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢，其基礎(chǔ)造價低 30%，得房率高 5%8%，施工周期減少約 30%，因此綜合而言，鋼結(jié)構(gòu)住宅的綜合造價大致與混凝土住宅造價基本相當。特別是隨著房屋層數(shù)的增加，鋼結(jié)構(gòu)住宅更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。 鋼結(jié)構(gòu)住宅自重輕。由鋼材建造的房屋整體重量輕, 其首要原因是鋼材本身較木材、砌塊、混凝土等傳統(tǒng)材料的強度高、重量輕，7t混凝土僅相當于1t鋼結(jié)構(gòu)的用量；其次，在鋼住宅的結(jié)構(gòu)體系中，墻體和樓板非常適合于采用輕質(zhì)材料，這對主體重量的

19、減輕也是非常重要的。其次，鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件多為型鋼, 比較適合電線和管道的通過。目前住宅管道依戶獨立布置，致使每戶的管線數(shù)量增多, 若采用混凝土結(jié)構(gòu)因其梁不能開孔，只能在梁下方通過，這樣便占用了一定的凈空而且不美觀, 同時外露易造成隱患。而鋼結(jié)構(gòu)住宅就不存在這樣的問題，其梁上可開孔，腹板處可埋入管線而不占用戶內(nèi)空間，此外，因其墻體多為輕質(zhì)填充墻，內(nèi)部也可埋入管線, 不占用房間的使用面積。 鋼結(jié)構(gòu)住宅施工速度快。由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠里制作，許多作業(yè)可以交叉完成,如可以工廠制作與現(xiàn)場安裝平行進行，甚至一些標準化的住宅體系，可以隨訂貨，隨建筑，而且不受天氣及季節(jié)的影響，有利于合理安排各分項工程的施工

20、計劃，縮短施工周期和資金占用時間。采用鋼結(jié)構(gòu)還可為施工提供較大的空間和較為寬敞的施工作業(yè)面。 由此可見，從綜合經(jīng)濟效益來看，縮短施工工期比降低造價更為突出，它將為業(yè)主帶來可觀的經(jīng)濟效益，同時在我國市場上的競爭力也將隨著技術(shù)的完善不斷增強。 1.3.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)性能分析 輕鋼住宅具有良好的結(jié)構(gòu)性能及經(jīng)濟性能,主要表現(xiàn)在幾個方面：a) 布局靈活，凈使用面積大，利用型鋼優(yōu)良的承載性能，可以靈活布置大開間、大柱距的建筑平面；非承重輕質(zhì)墻體的設(shè)計為住戶提供了根據(jù)不同用途靈活布置室內(nèi)空間的可能；型鋼構(gòu)件接點構(gòu)造簡潔，在垂直方向可方便地布置躍層和錯層體系，結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面較小，相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案；其凈使

21、用面積提高5.8%，得房率高。 b) 工業(yè)化程度高，設(shè)計制造安裝周期短?，F(xiàn)代輕鋼建筑的設(shè)計、制造和安裝鼎承預(yù)工程化(Pre-engineered)的思想，借助網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)和工業(yè)化生產(chǎn)手段，可實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、施工安裝一體化，具有極高的效率和精確度，項目建設(shè)周期短可縮短工期。這樣將極大地減少投資融資成本，使業(yè)主或建筑開發(fā)商在享受回報上具備很大的優(yōu)勢。 c) 安全性好。鋼材是一種高強、高性能材料，除在結(jié)構(gòu)防火方面稍顯欠缺外，鋼結(jié)構(gòu)其它方面表現(xiàn)優(yōu)良：尤其是鋼材具備高延性，輕鋼住宅結(jié)構(gòu)抗強震能力遠比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)強，從而大大地提高了住宅的安全可靠性。近年來的震害調(diào)查結(jié)果表明，在地震后能保留下來的建筑主要是鋼

22、結(jié)構(gòu)建筑。 d) 輕鋼住宅自重輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的 1/23/5 結(jié)構(gòu)自重輕。可減少地震作用力，進而減小結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力，同時降低基礎(chǔ)造價，在南方軟土地區(qū)尤為明顯，使得綜合造價低。 e) 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化程度高，現(xiàn)場濕作業(yè)少，污染小，符合環(huán)保建筑施工的要求，而且在我國北方地區(qū)，冬季現(xiàn)澆混凝土施工受到氣候影響較大，鋼結(jié)構(gòu)住宅由于大部分構(gòu)件在工廠制作，運往現(xiàn)場進行焊接或用螺栓整體組裝，可全天候作業(yè)，這樣大大加快了施工速度，可以減少開發(fā)商的資金成本；另外，鋼材回收利用率高也是極具競爭力的優(yōu)點。 f) 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅所用的材料主要是綠色、可回收或易降解的材料，在建筑拆除時，具有很高的再循環(huán)使用價值，不會造

23、成許多垃圾，因此符合可持續(xù)發(fā)展的要求。2. 我國鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的必要性和條件 2.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展趨勢 2.1.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅向生態(tài)型、節(jié)能型方向發(fā)展 鋼結(jié)構(gòu)住宅帶給人們的是高質(zhì)量、高檔次享受，可以按照“以人為本”的理念進行設(shè)計，使人們真正感到“家居”的舒適。鋼材本身就是一種環(huán)保型建筑材料，它所建成的建筑應(yīng)該突出這一獨特優(yōu)勢，向生態(tài)型、節(jié)能型方向發(fā)展。 2.1.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅向中、高檔次發(fā)展 鋼結(jié)構(gòu)住宅向中、高檔次發(fā)展。這主要分三個方面：一是指交工工程的發(fā)展趨勢是“交鑰匙工程”。用戶購買新住宅，不用進行二次裝修，就可直接入住。二是指鋼結(jié)構(gòu)住宅向可改性住宅發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的磚混或鹼結(jié)構(gòu)相比

24、最大優(yōu)勢在于它的柱網(wǎng)跨度大，可靈活分隔。因為住宅的使用功能隨時間、人口數(shù)量、住戶的不同而要求呈現(xiàn)空間多樣化，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢正好更能滿足住宅這樣的功能要求。三是指鋼結(jié)構(gòu)住宅向高科技含量發(fā)展。 通過發(fā)展墻體、樓板的綜合性能，使其在防水、隔音、保溫、搞裂、耐火、埋管等方面具有較高的技術(shù)含量，最大限度地為住戶服務(wù)。2.1.3 我國鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)走體系化發(fā)展道路 所謂鋼結(jié)構(gòu)體系是將目前工程建設(shè)中相互分離的設(shè)計、生產(chǎn)、施工等程序看成一個整體，即把一個住宅看成一種工業(yè)品，才能綜合考慮并研究設(shè)計、構(gòu)配件生產(chǎn)和運輸、現(xiàn)場組織和裝配、內(nèi)外裝修等各個環(huán)節(jié)之后建立的生產(chǎn)全過程的完整體系。 2.1.4 鋼結(jié)構(gòu)住宅向可持續(xù)建

25、筑發(fā)展 可持續(xù)建筑是對可持續(xù)發(fā)展有積極貢獻的建筑，是既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的建筑。這些建筑注重了以下幾方面關(guān)系和原則：一是較好地處理建筑與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。二是在建筑設(shè)計中體現(xiàn)建筑在長期使用過程中使用功能的彈性原則，即建筑功能在其使用壽命中具有可變性和對未來具有適應(yīng)性。三是循環(huán)利用擴展彈性使用原則，使建筑整體符合可持續(xù)發(fā)展原則。 2.2 發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的必要性和條件以及意義 2.2.1 我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的必要性 歸納起來，當前我國鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的迫切性和必要性主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 a) 鋼產(chǎn)量穩(wěn)步增長為鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展提供物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來，鋼材年產(chǎn)量

26、保持較高的增長勢頭。2006年，我國鋼產(chǎn)量已達到41188億t，占全球鋼產(chǎn)量的33.18%。另一方面，我國鋼材的人均產(chǎn)量并不高，約 300 kg。鋼材的數(shù)量、品種、規(guī)格及產(chǎn)品質(zhì)量均接近或達到國際先進水平，基本滿足發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的需要,這為發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅提供了材料基礎(chǔ)。新型建筑材料、建筑技術(shù)的開發(fā)、引進、應(yīng)用和政府的引導(dǎo)、支持以及近年鋼結(jié)構(gòu)住宅的工程實踐經(jīng)驗的積累,都為鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的應(yīng)用奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，創(chuàng)造了發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅這一產(chǎn)業(yè)的極為有利的環(huán)境。 b) 全球的資源短缺和環(huán)境問題為鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展提供有利契機。近些年來全球的資源短缺和環(huán)境問題引起了廣泛的關(guān)注,人們發(fā)現(xiàn)引起全球氣候變暖的

27、有害物質(zhì)中，有 50%是在建筑施工和運營過程中產(chǎn)生的。建筑業(yè)一方面消耗了大量自然資源,另一方面又惡化了環(huán)境，這就必然引起人們對現(xiàn)有建筑體系及其產(chǎn)品的質(zhì)疑，從而為新材料、新建筑體系的發(fā)展提供有利依據(jù)。因此發(fā)展新型的、環(huán)保的墻體材料已經(jīng)成為當務(wù)之急。另外，住宅建筑的結(jié)構(gòu)選型也要求改變，由傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)發(fā)展到鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。但是，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要消耗大量的水泥、砂子和石子，而這些原料不僅帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，而且其中相當一部分原料都是不可再生資源。按照可持續(xù)發(fā)展的要求，新興的鋼結(jié)構(gòu)建筑住宅體系自然就成了住宅發(fā)展的一種必然趨勢。 c) 發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅符合倡建節(jié)約型社會的要求。

28、相對于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)等住宅體系，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系具有較好的社會和經(jīng)濟效益,其發(fā)展前景非常廣闊。從住宅建筑的發(fā)展來看,鋼結(jié)構(gòu)住宅具有以下諸多優(yōu)勢：1、大跨度、大開間，有利于功能、空間的靈活布置，可以根據(jù)設(shè)計和使用要求靈活分隔空間,實現(xiàn)居住空間在空間和時間上的可變性。2、鋼結(jié)構(gòu)體系具有良好的抗震性能。當結(jié)構(gòu)在動力沖擊荷載作用下破壞時吸收較多的能量,可降低脆性破壞的危險程度,因此其抗震性能好，尤其在高烈度地震區(qū),使用鋼結(jié)構(gòu)就更為有利。3、自重輕,可降低基礎(chǔ)造價。鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度相對來說較高,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)斷面小，自重輕，能夠承受更大的荷載、可以跨越更大的跨度、便于運輸和安裝。

29、4、運輸、安裝工程量減少,提高了施工效率。采用鋼結(jié)構(gòu)可為施工提供較大的空間和較寬敞的施工作業(yè)面。而且柱子的吊裝、鋼框架的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆筑、組合樓蓋的施工等，可以實行立體交叉作業(yè),大大縮短施工周期,降低造價,提高經(jīng)濟效益。5、提高了住宅的有效使用率。采用鋼結(jié)構(gòu)可以增加使用面積4%8%。這實際上增加了建筑物的使用價值,增加了經(jīng)濟效益。6、鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量容易保證。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般都在工廠里制造、加工，構(gòu)件精度高，質(zhì)量易于保證。7、鋼材具有可回收再利用的特點，采用螺栓連接已建成的鋼結(jié)構(gòu)易于拆卸、加固和改建,因此鋼材作為一種綠色建筑材料，符合當前國家對建筑業(yè)提出的可持續(xù)化發(fā)展的要求。 2.2.2

30、 我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的條件 我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展有一定的經(jīng)濟、物質(zhì)、技術(shù)基礎(chǔ)和社會背景。我國鋼鐵產(chǎn)量的增長、環(huán)保意識的增強、土地資源的缺乏、住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要、國家對鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的鼓勵政策、人們需要高質(zhì)量的住宅以及鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)越性, 為鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑提供了巨大的發(fā)展空間。 a) 經(jīng)濟條件方面的條件。我國經(jīng)濟以 7%以上的速度持續(xù)發(fā)展。2000 年城鄉(xiāng)住宅投資占全國 GDP的 8.49%, 住宅逐步成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。為了滿足住宅用戶多元化、個性化的需求, 鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑將會逐步得到發(fā)展。 b) 在鋼材等材料條件方面的條件。2003年，我國鋼產(chǎn)量已達到 2.2億t，躍居世界首位，發(fā)展

31、建筑結(jié)構(gòu)具備了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前， 我國開發(fā)的低合金高強度鋼的己提高到400800MPa，提高到6001000MPa，并具有良好的韌性、可焊性及抗蝕性。采用這種低合金鋼可使結(jié)構(gòu)自重減少40%，降低成本18%24%。各類彩板、鍍鋅薄板等板材隨著寶鋼、武鋼等彩涂鋼板生產(chǎn)廠的投產(chǎn)有了很大的發(fā)展，50多個主要鋼鐵企業(yè)較均勻的分布在全國各地區(qū)，鋼材供應(yīng)比較便捷，規(guī)格品種可供設(shè)計者選用，這些為較快地發(fā)展我國的住宅鋼結(jié)構(gòu)提供了基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。 c) 在技術(shù)條件方面的條件。我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑所需的必要的技術(shù)基礎(chǔ)已具備。目前在普通鋼結(jié)構(gòu)、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)、門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)、壓型鋼板結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)焊接

32、和高強度螺栓聯(lián)結(jié), 鋼與混凝土組合樓蓋, 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計、施工、驗收的規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標準己發(fā)行了20多本。有關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)程還在不斷的修改、更新和完善,滿足了當前鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的設(shè)計和分析的需要,這些為發(fā)展我國的住宅鋼結(jié)構(gòu)提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。 2.2.3 我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的意義 我國建筑從磚木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)到鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程， 行業(yè)發(fā)展的歷史表明，創(chuàng)新是行業(yè)發(fā)展的靈魂和基礎(chǔ)，離開了技術(shù)創(chuàng)新, 行業(yè)的發(fā)展便缺少活力和動力，只有不斷創(chuàng)新，行業(yè)才會有更大發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)如何更好地與節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、資源綜合利用、環(huán)境保護等結(jié)合起來，研發(fā)更先進、節(jié)能、高效的

33、圍護材料和鋼結(jié)構(gòu)體系。我國的森林資源有限，大量引進木結(jié)構(gòu)建筑不符合國情，混凝土建筑的廣泛采用對環(huán)境和生態(tài)的影響也不可低估。相比較而言，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有資源可循環(huán)利用、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，凸顯出綠色環(huán)保的特點， 符合“十一五”規(guī)劃提出的減少資源消耗、保護生態(tài)環(huán)境的基本思路。 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展面臨良好的機遇，鋼結(jié)構(gòu)是綠色建材，建設(shè)部對構(gòu)建節(jié)能環(huán)保型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)給予了前所未有的關(guān)注。鋼結(jié)構(gòu)具有綠色生態(tài)建筑的特點，它的發(fā)展必然會引起政府和社會各方的重視和支持。鋼結(jié)構(gòu)作為符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的綠色環(huán)保建筑體系，將越來越展現(xiàn)出其發(fā)展的良好前景。3. 我國鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展前景 3.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國發(fā)展中存在的問題

34、及對策3.1.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國發(fā)展中存在的問題 制約我國鋼結(jié)構(gòu)住宅推廣應(yīng)用和發(fā)展的主要問題有：a) 建筑材料：我國鋼產(chǎn)量不斷提高，建筑鋼材在數(shù)量、品種上都有了較大的發(fā)展。但是對于某些鋼材，尤其是板材,雖然產(chǎn)量增加，但價格仍不斷上漲，反映出目前國內(nèi)建材市場鋼結(jié)構(gòu)住宅用鋼相對短缺的現(xiàn)象。另一方面，從現(xiàn)有鋼結(jié)用鋼特點及選用標準來看，目前我國鋼材材質(zhì)、材性及相關(guān)選用標準比較齊全，而且逐漸與構(gòu)住宅國際標準一致化；但某些應(yīng)用標準相對缺項、滯后。 b) 結(jié)構(gòu)體系：對于各種鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系，目前還沒有明確規(guī)定其適用范圍,因此在住宅結(jié)構(gòu)選型時應(yīng)從結(jié)構(gòu)的受力性能出發(fā)，以降低用鋼量為目標,從而得到定性的結(jié)論。

35、在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，一個經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)能夠使其結(jié)構(gòu)體系最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢，也能節(jié)約很多的鋼材,從而使工程造價降低。多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)化設(shè)計是十分復(fù)雜的,但也是十分必要的。雖然在這方面已經(jīng)進行了不少的研究工作,但是還沒有能夠在實際的工程中廣泛推廣應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的選型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化還有待提高。 c) 圍護體系：鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系是一個綜合復(fù)雜的技術(shù)體系，其中重點之一就是對圍護材料、技術(shù)及相關(guān)配套產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用，以實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的高性價比。目前，國內(nèi)只是簡單套用國外的建造模式，綜合造價普遍偏高，市場無法接受，所以我們有必要在勞動力資源豐富、人工費用低廉的國情下開發(fā)自己的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。比如，萊

36、鋼自主研發(fā)的H型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系廣泛采用目前已經(jīng)開發(fā)成熟的新材料、新技術(shù)，使其性能在鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中得到很好的體現(xiàn)?？偟膩碚f，我國墻體材料在品種推出和性能改進方面已有顯著發(fā)展，但是與國際工業(yè)化水平相比仍存在著不足。 d) 經(jīng)濟性能：造價過高仍是阻礙鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的關(guān)鍵因素。特別是與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式相比，鋼結(jié)構(gòu)價位明顯較高。住宅鋼結(jié)構(gòu)體系造價要比磚混和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價高 5 %10 %。但在利息、人工費、使用面積等方面鋼結(jié)構(gòu)有著更明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢,具有較好的綜合經(jīng)濟效益。發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)，地方政府應(yīng)在政策等方面給予支持和傾斜,以降低工程成本,使其更具市場競爭力。今后,我國在鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)

37、優(yōu)化方面應(yīng)加大研究力度，使其經(jīng)濟效益更明顯,優(yōu)勢更突出；加大鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的宣傳力度，推廣其應(yīng)用，促進我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展。 e) 技術(shù)水平：總的來說，目前在鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計和施工方面基本能滿足工業(yè)化水平，但還有很多不足。發(fā)達國家都有專門的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計標準,相對來說，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)單一的技術(shù)規(guī)程規(guī)范比較齊全,但沒有成套的鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)范和施工規(guī)程；同時缺乏成套的鋼結(jié)構(gòu)住宅施工、安裝技術(shù)系統(tǒng)及統(tǒng)一的鋼結(jié)構(gòu)住宅質(zhì)量管理標準，而且許多標準之間需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)；缺乏鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計人員和軟件，尤其是缺乏施工技術(shù)人員。 3.1.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國發(fā)展的對策 鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國發(fā)展的對策：建筑鋼結(jié)構(gòu)的

38、發(fā)展突破口在于鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展,提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼的關(guān)鍵在于鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣應(yīng)用，所以說解決了鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展中存在的問題也就解決了鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展、企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題，某種程度而言，鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展中存在和出現(xiàn)的問題就是鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的問題。解決這些問題的措施主要有： a) 建立推廣新型輕鋼結(jié)構(gòu)房屋體系的機制，有組織地開展引進、消化、吸收和改造的工作，發(fā)展符合我國國情的新型輕鋼結(jié)構(gòu)房屋體系，在消化吸收的基礎(chǔ)上，大力開展相關(guān)研究項目，制定前導(dǎo)性、指導(dǎo)性、應(yīng)用性具佳的輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工規(guī)程和規(guī)范，完善學(xué)科體系。 b) 在造價方面，要因地制宜發(fā)揮地方優(yōu)勢，盡可能利用工業(yè)廢料作為墻體原材料，并爭取政府在各項稅