關(guān)于多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑技術(shù)與工程應(yīng)用分析

蘇曉春

(陜西能源職業(yè)技術(shù)學院 陜西咸陽 712000)

關(guān)于多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑技術(shù)與工程應(yīng)用分析

蘇曉春

(陜西能源職業(yè)技術(shù)學院 陜西咸陽 712000)

本文首先針對多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)架與體系進行分析，并闡述鋼結(jié)構(gòu)住宅的相關(guān)特點與綜合收益，并以國內(nèi)相關(guān)工程作為實例，解析多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中相關(guān)技術(shù)的運用，筆者希望謹以此文，拋磚引玉，給予建筑行業(yè)從業(yè)者提供一些有價值的幫助。

多高層鋼結(jié)構(gòu)；建筑技術(shù)；應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)住宅因為自身擁有質(zhì)量輕、強度好、建造價格低、構(gòu)建時間短、質(zhì)量有保證、建筑商品化性能好、建筑構(gòu)造靈活、對抗地震能力好的諸多優(yōu)點，跟傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑進行比較，鋼結(jié)構(gòu)建筑在進行修建的過程當中和修建完成之后，產(chǎn)生的污染較少，且占用的資源較低。因此，該建筑技術(shù)正在被越來越多的開發(fā)商所使用，并受到眾多住戶與房屋建筑師的喜愛。鋼結(jié)構(gòu)住宅其實并不是一門新型的建筑技術(shù)，早在幾十年之前，在歐美地區(qū)該建筑技術(shù)早已投入了廣泛的使用。但是在近幾年，我國才正式開始在建筑住宅行業(yè)中，開始使用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、并且在北京、上海等一線城市開展該技術(shù)的運用試點。據(jù)了解，在2014年，中國大陸地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)住宅的總面積已經(jīng)達到了近500萬平方米，并且每年仍舊呈現(xiàn)飛速增長的趨勢。可以預見，鋼結(jié)構(gòu)住宅一定會在我國二十一世紀的建筑行業(yè)中取得飛速的發(fā)展和進步。

一、多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅構(gòu)造體系

將多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)造體系與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)體系以及磚混建筑構(gòu)造體系進行比較，會發(fā)現(xiàn)在它們之間存在有較多的不同點。這些不同點主要是由承重鋼結(jié)構(gòu)體系、樓層結(jié)構(gòu)體系與圍護結(jié)構(gòu)體系等原因造成。

（一）承重鋼構(gòu)架體系

1.體系分類

多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中，有很多不同的結(jié)構(gòu)體系，這些結(jié)構(gòu)體系當中，往往承載有不同的功能與構(gòu)造，其中最為重要的體系有以下幾種。

鋼框架結(jié)構(gòu)體系：最大的特點是其受力較為明確，平面布置多變靈動，可以給住宅內(nèi)部創(chuàng)造較大的室內(nèi)環(huán)境，擁有較優(yōu)秀的抗震性能，施工時間將會遠遠低于傳統(tǒng)方式。但是此種減重的框架構(gòu)件屬于柔性構(gòu)建體系，所以在剛度上存在不足，十分容易產(chǎn)生非構(gòu)建結(jié)構(gòu)性的破壞。

鋼框架支撐結(jié)構(gòu)體系：在上一種結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)之上，采取的辦法就是在墻體平面之中加設(shè)有槽鋼或角鋼構(gòu)造的垂直支撐體系。并且當建筑的整體高度較高時，同純鋼框架進行比較，該種構(gòu)件體系在投入上較低。在抗震性能上，該結(jié)構(gòu)擁有良好的延展性與抗震性，所以在地震的高發(fā)區(qū)，此種構(gòu)造技術(shù)應(yīng)投入大力使用。

新型抗側(cè)力體系：在此體系之中，鋼框架主要需要對豎向的力進行承載，以保證其建筑結(jié)構(gòu)的水平方向產(chǎn)生的位移在可控制的范圍當中。相關(guān)技術(shù)人員在進行設(shè)計的過程當中，需要按照要求的建筑物高度和水平方向力的作用狀況，使用不同的抗側(cè)力構(gòu)架。

2.設(shè)計原則

承重鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架在進行構(gòu)架設(shè)計的過程當中，需要遵從強柱弱梁和強節(jié)點弱構(gòu)架的總體設(shè)計方針。在進行房屋建筑的具體設(shè)計過程當中，如果無法達到上述設(shè)計方針，就需要退而求其次，即符合軸壓比的相關(guān)需求即可。在建筑施工的過程中，構(gòu)架的柱梁材料可以選擇以熱軋或者用H型鋼進行高頻率焊接等方法。在次梁的處理上，則擁有較多的處理辦法，除了選擇與主梁相同的處理方法之外，還可以焊接方鋼管、圓鋼管等。

3.連接方式

在鋼結(jié)構(gòu)建筑之中，框架橫梁和柱子在強軸方向中的連接方式宜使用剛性連接。但是在弱軸方向的連接方法，就需要結(jié)合支撐布置使用絞接等方式。總之，在連接的過程當中，應(yīng)遵循焊接節(jié)點的連接處剛度較大，混合節(jié)點其次。

（二）樓層結(jié)構(gòu)體系

樓層節(jié)骨主要是由鋼梁與樓層面板結(jié)合形成，從力學思維進行考量，建筑樓蓋不但把豎直方向力的作用直接分散到墻體與柱之上，最為重要的作用是保證建筑結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同效果。所以在進行鋼結(jié)構(gòu)住宅修建的過程當中，一定要保障樓蓋擁有足夠的物理強度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與剛度，同時在建材選擇方面應(yīng)在保證質(zhì)量的同時盡可能減少樓板的自重，并最大程度提升施工的工程速度。

（三）圍護構(gòu)架體系

在多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑當中，行業(yè)內(nèi)部要求建筑中內(nèi)外墻的總造價應(yīng)為高層鋼結(jié)構(gòu)住宅總造價的三成左右。因此，內(nèi)外墻對于鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價會產(chǎn)生很大的影響。并且，為了降低鋼結(jié)構(gòu)住宅的自身重量，達到鋼結(jié)構(gòu)住宅的節(jié)能需求，并以此把鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點得以最大程度的發(fā)揮。所以，在鋼結(jié)構(gòu)住宅的圍墻修建過程當中，需要滿足其自身重量小，隔熱性能高、保溫性能好、建筑強度高、安裝便捷、價格低廉等諸多特點。

二、鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點與綜合效果

同傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)住宅以及混凝土結(jié)構(gòu)住宅進行比對，鋼結(jié)構(gòu)住宅在技術(shù)上、經(jīng)濟上、綜合使用效果上都彰顯出了諸多的優(yōu)點，現(xiàn)對多層該結(jié)構(gòu)住宅的相關(guān)特點與綜合效果進行分析。

（一）結(jié)構(gòu)輕質(zhì)強度較高

在鋼結(jié)構(gòu)建筑之中，在建筑技術(shù)和建筑材料的選擇上，鋼結(jié)構(gòu)建筑和傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑以及磚混結(jié)構(gòu)建筑之間存在有很大的技術(shù)差異。因此，鋼結(jié)構(gòu)建筑其結(jié)構(gòu)遠遠比傳統(tǒng)的建筑構(gòu)造重量更低，但是穩(wěn)定性更好，并且可以有效降低工程造價。并且在鋼結(jié)構(gòu)建筑之中，鋼材的抗拉性、抗剪性要遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)住宅之中，因為其鋼材重量大約只有傳統(tǒng)鋼材質(zhì)量的三分之一到二分之一。所以在遭受地震時，受到地震的作用力極小，所以無論在安全性和經(jīng)濟成本的節(jié)約兩個方面，鋼建筑結(jié)構(gòu)的房屋都有其它傳統(tǒng)建筑方式無法比擬的優(yōu)點。

（二）構(gòu)架安裝方便快捷

在鋼結(jié)構(gòu)住房當中，因為其擁有較高的裝配化程度，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件就顯得十分輕巧。在進行運輸?shù)倪^程中，因為其重量輕的特點，因此在運輸過程當中，能給建筑企業(yè)帶來很大程度上運輸成本的降低。并且在安裝過程當中，相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的住宅，鋼結(jié)構(gòu)住宅在安裝的過程中可以更加方便快速，并且在給予正在處于鋼結(jié)構(gòu)住宅施工的現(xiàn)場，創(chuàng)造很大的整理空間與施工作業(yè)面。

（三）外部造型新穎

在鋼結(jié)構(gòu)住宅之中，因為建筑材料擁有質(zhì)量較輕且強度極高的特點，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑風格往往讓建筑顯得大開大合。這樣的建筑更加符合當代建筑的審美體驗，并且更好的滿足了現(xiàn)代建筑的功能需求，所以鋼結(jié)構(gòu)建筑更加符合當代建筑的審美價值。

（四）較高的商品化程度

在鋼結(jié)構(gòu)住宅當中，所使用到的建筑構(gòu)件全部是經(jīng)過建材工廠的統(tǒng)一制作，擁有極高的加工精度。并且在施工現(xiàn)場進行安裝的過程當中，相關(guān)建筑構(gòu)件擁有標準化、系列化等一系列指標的規(guī)范控制。所以鋼結(jié)構(gòu)建筑在進行質(zhì)量把控的過程相對簡單，能夠有效幫助建筑企業(yè)降低成本。并讓建筑材料的更換、修理、配置變得更加快捷方便。

三、國內(nèi)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅分析

在我國近幾年修建的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑之中，有許多優(yōu)秀的范例，如中國建設(shè)研究院和天津建工集團開發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，今日在天津地區(qū)已經(jīng)修建完成，該鋼結(jié)構(gòu)住宅小區(qū)住宅面積達到了三十萬平方米。在此建筑中，其住宅體系采用了承重框架支撐體系，并在此基礎(chǔ)上，使用復合節(jié)能型的外墻槍版與擠出型的內(nèi)墻槍版進行了組合，并且此項建筑工程已經(jīng)獲得了國家的多項專利，該工程與同規(guī)模的鋼混結(jié)構(gòu)相比，在抗震能力相似的基礎(chǔ)上成分降低了近20%，施工速度提升了三分之一，在各項技術(shù)層次上，該建筑已經(jīng)處于我國高層鋼結(jié)構(gòu)住宅先進水平行列。

結(jié)束語：

我國的建筑行業(yè)開始逐步重視高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的修建工作，并且在修建和使用的過程中，逐漸意識到高層鋼結(jié)構(gòu)住宅其特有的優(yōu)勢，并將該技術(shù)在近幾年當中進行大力的使用，可以預見，在不遠的將來，隨著更多高新建材的被開發(fā)和使用，鋼結(jié)構(gòu)住宅比能夠在我國具有更為廣闊的發(fā)展空間。

[1]徐偉良,何余良.多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑技術(shù)與工程應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2009, 03:208-211.

[2]徐偉良,何余良.多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑技術(shù)與工程應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2012, 07:582-585.

[3]王振峰.多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑技術(shù)與工程應(yīng)用[J].科技視界,2015, 18:99+305.

蘇曉春，（1983-），女，陜西咸陽人，職稱：講師，碩士學位，工作單位：陜西能源職業(yè)技術(shù)學院 主要研究方向:建筑施工、建筑結(jié)構(gòu).

TU75

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1007-6344（2016）03-0204-01

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