鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用和推廣

林 芹

(鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051)

鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用和推廣

林 芹

(鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051)

從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、施工周期、抗震性能、防火性能等方面，介紹了鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)，論述了發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的意義，提出了我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅需考慮的問題，有利于實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

鋼結(jié)構(gòu)，住宅，節(jié)能，鋼材

1 概述

近年來，說到空氣污染，說到霧霾，人們首先想到的污染源是機(jī)動(dòng)車的尾氣排放和重工業(yè)生產(chǎn)的廢氣排放，人們漏掉了建筑行業(yè)對(duì)空氣質(zhì)量也有很大的影響。研究表明：引起全球空氣污染和氣候變暖的有害物質(zhì)中，有一半以上是在建筑業(yè)的運(yùn)作過程中產(chǎn)生的，例如，建筑材料的生產(chǎn)過程和建筑施工過程等會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵。我國是世界上人口最多的國家，在既有建筑中，住宅建筑占有很大的比例，而傳統(tǒng)的住宅建筑體系大部分是用磚混結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土建造而成，在生產(chǎn)過程中要消耗大量的實(shí)心粘土磚、水泥、砂子和石子等，這些原料的生產(chǎn)不僅污染了環(huán)境，且一部分是不可再生資源，這不符合我國目前大力發(fā)展綠色環(huán)?？沙掷m(xù)建筑的政策，這時(shí)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的誕生正好解決了這一難題。

人們談起鋼結(jié)構(gòu)往往想到的是火車站、汽車站、體育館、國際會(huì)展中心等公共設(shè)施建筑，很少有人想到鋼結(jié)構(gòu)住宅，鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件一般是在工廠生產(chǎn)好，在施工現(xiàn)場(chǎng)完成拼裝。鋼結(jié)構(gòu)住宅的主要承重構(gòu)件采用型鋼，例如H型鋼、冷彎薄壁C型鋼等，并輔以柱間支撐，通過螺栓或焊縫等方式連接，屋面和樓面采用壓型鋼板組合樓板，墻面采用復(fù)合保溫墻板圍護(hù)而成的新型建筑體系。

2 鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)

1)強(qiáng)度高、重量輕。鋼結(jié)構(gòu)住宅是以鋼材作為承重構(gòu)件，鋼材的容重大，但是強(qiáng)度比混凝土、磚石、木材要高很多，鋼材的容重與強(qiáng)度的比值與其他建筑材料相比是最小的。數(shù)據(jù)顯示：鋼結(jié)構(gòu)住宅主體結(jié)構(gòu)的含鋼量每平方米為40 kg～100 kg，壓型鋼板的重量低于10 kg，鋼結(jié)構(gòu)的自重僅有混凝土結(jié)構(gòu)1/4～1/3左右，大大地降低了基礎(chǔ)造價(jià)。

2)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝，工業(yè)化程度高。鋼結(jié)構(gòu)住宅一般先將鋼架豎起來，鋼結(jié)構(gòu)的柱子取3層～4層作為一個(gè)施工段，在現(xiàn)場(chǎng)一次吊裝并糾正，再涂上防腐、防火材料，樓板用預(yù)制的壓型鋼板組合樓板，墻面用復(fù)合保溫材料，鋼結(jié)構(gòu)住宅在生產(chǎn)過程中，不受生產(chǎn)環(huán)境和自然條件的影響。

3)施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)住宅是工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝，一般三四天就可以建一層，快的只需一兩天，例如，一幢2個(gè)單元6層高的鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)周期僅需1個(gè)月，而建造同樣規(guī)模的磚混和混凝土住宅則需要半年以上的時(shí)間，鋼結(jié)構(gòu)住宅加快了資金周轉(zhuǎn)，降低了建筑成本。

4)抗震性能好。由于鋼材有良好的塑性和韌性，地震時(shí)鋼材能發(fā)生良好的變形能力，通過變形吸收了能量，改善了構(gòu)件的受力，防止地震時(shí)建筑物突然倒塌而發(fā)生災(zāi)難性的破壞。國內(nèi)外的震后資料調(diào)查表明：磚混結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的房屋大都倒塌，而鋼結(jié)構(gòu)房屋并沒有大面積塌陷。

5)符合綠色節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的建筑。型鋼作為主要受力構(gòu)件，保溫隔熱墻板作為圍護(hù)構(gòu)件，降低了水泥、砂、石和粘土磚的用量，減少了使用不可再生資源。并且鋼材可回收利用，對(duì)環(huán)境污染小，屬于綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展建筑。

6)防火性能差。鋼結(jié)構(gòu)耐火能力差，隨著溫度的升高而迅速喪失承重能力，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)使用不同的方法進(jìn)行防火，例如：刷防火涂料、采用封閉的結(jié)構(gòu)等。隨著鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展，各種配套的防火涂料出現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅的防火已經(jīng)不再是問題。

7)防銹蝕能力差。暴露在大氣中的鋼結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生銹蝕，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅的圍護(hù)費(fèi)用較一般的傳統(tǒng)建筑高。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)過徹底除銹并刷防腐油漆，銹蝕的問題并不嚴(yán)重。近年來，耐候鋼具有良好的抗銹性能，已經(jīng)逐步推廣應(yīng)用。

3 發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的意義

1)節(jié)約能源和資源。建筑業(yè)本身就是能源消耗大戶，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建筑業(yè)的能耗超世界平均水平4倍，人們對(duì)生活水平的要求越來越高，人均耗能也越來越高，產(chǎn)生的二氧化碳廢棄物越來越多，傳統(tǒng)的建筑不考慮生態(tài)平衡，對(duì)自然環(huán)境造成了極大的影響。鋼結(jié)構(gòu)住宅以其先進(jìn)的建筑技術(shù)特點(diǎn)使得節(jié)能技術(shù)得到了很好地應(yīng)用，與鋼結(jié)構(gòu)住宅配套的保溫復(fù)合墻板、組合樓板等新型材料，完全符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以達(dá)到節(jié)能50%左右的目標(biāo)。由于鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑用材的特點(diǎn)，大大地減少了傳統(tǒng)建筑模式對(duì)耕地和農(nóng)田的破壞，數(shù)據(jù)顯示，建筑上使用的實(shí)心粘土磚每年要?dú)?0萬畝以上，造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。

2)提供更好的生活環(huán)境。鋼結(jié)構(gòu)住宅由于使用的新型保溫復(fù)合墻面材料，使其更加的節(jié)能、保溫、舒適，為用戶每年節(jié)省數(shù)量可觀的空調(diào)、暖氣等費(fèi)用。鋼結(jié)構(gòu)住宅內(nèi)部空間大，可靈活地布置房間。由于鋼結(jié)構(gòu)住宅良好的塑性，通過變形可吸收、消耗掉大量的能量，減少地震和臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害對(duì)房屋的破壞，保證人們的生命安全。

3)推動(dòng)新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。發(fā)展以節(jié)能環(huán)保、綠色、低碳為特點(diǎn)的新興產(chǎn)業(yè)是世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要方向。鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展與綠色建材、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展勢(shì)必會(huì)帶動(dòng)一系列產(chǎn)業(yè)的開發(fā)研究，例如，建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)、綠色建材產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)和可再生能源等，這樣有利于提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭，增加就業(yè)的崗位。

4 我國鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展需考慮的問題

1)大力推廣鋼結(jié)構(gòu)試點(diǎn)住宅。近年來，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展較快，但住宅領(lǐng)域使用鋼結(jié)構(gòu)較少，僅在京、津、滬地區(qū)有試點(diǎn)工程，大部分住宅仍然是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)。如果鋼結(jié)構(gòu)住宅能夠被建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和用戶認(rèn)可的話，那將會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)以及我國綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的建筑業(yè)做出重大貢獻(xiàn)。

2)加強(qiáng)與鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)和施工人員的素質(zhì)培養(yǎng)。目前，國內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)方面經(jīng)驗(yàn)并不足，設(shè)計(jì)方案過于保守，用鋼量大，成本高。國內(nèi)的高職、本科類院校的教學(xué)內(nèi)容沒有涉及或很少涉及到鋼結(jié)構(gòu)住宅方面的知識(shí)，使得我國鋼結(jié)構(gòu)施工人員對(duì)這方面的知識(shí)知之甚少。因此必須加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和施工人員的繼續(xù)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，通過理論和實(shí)踐相結(jié)合，提高其技術(shù)水平。

3)完善鋼結(jié)構(gòu)住宅方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范并不完善，例如，輕鋼龍骨承重體系，缺乏對(duì)其受力狀況和結(jié)構(gòu)安全性、耐久性的系統(tǒng)分析，也沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使得這方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有相關(guān)的規(guī)范依據(jù)。因此，建造試點(diǎn)工程是迫切的，有計(jì)劃的建造一批試點(diǎn)工程引進(jìn)相關(guān)技術(shù)，在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編制相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

[1] 劉君霞.鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展趨勢(shì)和推廣[J].建材世界，2014，35(1)：48-49.

[2] 郝際平，張 光.對(duì)鋼結(jié)構(gòu)校舍綠色建筑屬性的淺析[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，2(2)：46-51.

[3] 梅宇華.鋼結(jié)構(gòu)體系建筑研究——鋼結(jié)構(gòu)住宅的開發(fā)與設(shè)計(jì)[D].上海:同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005.

[4] 陳 瑞.可持續(xù)發(fā)展建筑技術(shù)與對(duì)策探討[D].杭州:浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.

Application and promotion of steel structure residence

Lin Qin

(CollegeofCivilEngineering,YanchengCollegeofIndustry,Yancheng224051,China)

Starting from aspects of structural strength,construction duration,seismic performance and fire-proofing performance,the paper introduces the features of steel structure residence,discusses the meaning of developing steel structure residence,and points out matters needing attention in promoting domestic steel structure residence,which will be good for realize sustainable development of building industry.

steel structure,residence,energy saving,steel material

2015-10-20

林 芹(1980- )，女，講師

1009-6825(2015)36-0039-02

TU391 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A