浅析小高层钢结构住宅体系及性能研究
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浅析小高层钢结构住宅体系及性能研究
摘要：现阶段，随着我国社会主义市场经济的飞速发展，以及城市化建设步伐的不断加快，使得建筑行业的发展速度在我国得到了质的飞跃。
其中，小高层钢结构住宅体系在我国得到了越来越多的人关注，因此本文笔者就以小高层钢结构住宅体系的优势性，以及体系和性能进行分析，从而总结相关经验。
关键词：小高层钢结构、住宅体系、性能
众所周知，钢结构住宅体系在我国的发展已然步入崭新的时代，在这个背景下，如何提高住宅体系的各项性能，如何确保体系的实用性，这将是工程人员不断给予关注的重点，因此，笔者就以该类型住宅体系的特点进行分析，从而总结出其与一般住宅相比所具备的优势特点，并阐述其实用性能。
1、小高层钢结构住宅优势特点
1.1结构的优越性：
1.1.1材料之间拥有着合理的同向性，满足力学的要求标准，从而将设计精度最大限度地优化了。
1.1.2所选用的钢材料具备着良好的抗压性能和抗拉性能，而且质量相对较轻，抗剪能力强，可以实现复杂性较高的建筑结构。
当结构之间的梁的高度一样的时候，可以将开间做的大一些。
1.1.3质量轻，面对地震力作用时，反应相对较小，而且具备良好的延伸性能，使得钢结构住宅相比混凝土结构的抗震性能较好。
1.1.4因为制作方法符合工厂化，因此其拥有着相对准确的精度，相对高超的质量。
1.1.5在建造房屋的时候，因为业主随时可能对一些事项提出额外的要求，从而对方案设计造成变化，这事会对工程带来一定的影响，而利用钢结构进行施工则可以有效降低成本投入。
1.1.6钢结构的强度相对较高，而且连接方便，质量轻，加工起来非常的方便，并且利于造型，这便为设计师提供了优越的基础。
1.2经济的优越性：
1.2.1结构具备着较轻的质量。
其中，在利用钢结构进行住宅建设的时候，其整体质量要低于钢筋混凝土结构，整体自重小，有利于抗震和地基基础设计，因此能够有效减少在抗震和地基基础设计方面的工程造价。
1.2.2钢结构强度高。
其中，钢结构所选用的梁柱截面较小，并且截面使用较为合理，有利于提高了材料的利用价值，节省材料用量，从而减小造价。
1.2.3利用钢结构进行施工，其速度相对较快，从而将工期有效缩短。
国内人口红利及将消失的今天，劳动力优势不再明显，如何有效缩短工期，将会成为未来减小工程造价的重要因素。
同时，还可以让建筑的使用时间提前，缩短资金流通周期，降低了贷款所需要的时间，减少了经济上的开支。
1.2.4在进行钢结构施工的时候，因为构件都是在工厂加工完成，现场主要是拼装连接，所以对施工现场环境带来的污染非常小，减少防止现场环境污染的措施费。
1.2.5钢结构携带方便，拥有着很好的运输性，而且费用支出相对较少，这便节省了工程资金。
1.2.6钢材料能够收回再利用，这便有效降低了成本造价，从而避免了因为拆迁造成的环境污染，从而满足了生态环境的需求。
2、小高层钢结构住宅体系性能
2.1钢框架支撑体系：
如图1所示，该体系的构成主要包括了抗剪支撑及梁柱。
在结构当中，直接对水平剪力给予承受的为支撑，所以从整个结构去看，比较接近悬臂梁。
像这种类型的结构体系，具备着良好的弹塑性，有利于抗震。
在对梁柱的框架进行制作的时候，可以选择铰接，也可以选择半刚接、刚接。
梁柱所承担的荷载主要源自楼板和墙体等。
通常来讲，所需要的钢量不是很多，而且构成相比于其他构造较为简单。
与此同时，支撑结构的加入可以最大限度地提高整体结构的刚度和抗侧力，所以相比混凝土框架体系，钢框架支撑体系能做得更高，更复杂。
图1
2.2钢板剪力墙：
该种体系在小高层钢结构住宅体系当中属于新型体系，不仅具备着良好的抗侧力性，同时还具备着良好的承载性、抗震性，以及刚度匹配性等。
其中，组成该体系的装置主要为剪力墙和钢框架。
如图2所示，在一跨，或者是多跨的范围当中进行钢板安装，从而确保其与钢梁组合成为建立墙体。
图2
该种体系结构当中，剪力墙所承受的作用力主要源自于水平力，而其余的竖向力则由结构附近的框架柱来给予承受。
通常来讲，这种结构具备着良好的优势，而且适合与小高层，或者是多层建筑等。
其中，其主要的优点大体如下：
2.2.1该种结构的重量相对较小，这便在一定程度上降低了地震所带来的伤害，同时还减少了基础建设所投入的费用。
2.2.2可以扩大使用面积，从而提高空间利用率。
2.2.3安装钢板剪力墙后，再安装梁柱时便可以减少对其延伸性能的需求程度。
不过，从整体上来看，这种类型结构还存在着一个较为明显的缺陷，那便是对钢材料的需求过大，这便间接加大了工程建设成本。
2.3钢-混凝土组合体系：
该种体系主要是在工程当中将钢结构与混凝土结合在一起，其中包括为矩形钢管混凝土柱、圆钢管混凝土柱以及钢骨混凝土梁柱等。
在必要的时候，工程人员还可以安装相应的剪力墙构建等，从而将抗侧移的能力提高上去。
钢-混凝土组合体系具有诸多优点，1）承载力高，节省用钢量。
在要求相同承载力的条件下，用钢量远小于纯钢柱。
2）塑性及变形能力好,具有较大的耗能能力，在承受冲击荷载或振动荷载时，亦具有良好的韧性；3）抗震性能好。
如钢管混凝土柱中，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点，抗震性能优于混凝土框架。
4）抗侧刚度大。
与纯钢柱框架相比，钢-混凝土结构体系整体抗侧力刚度大，侧移小，舒适性好。
5）耐火性能良好。
火灾时，混凝土吸收热量，从而使钢与混凝土结构较之纯钢结构具有更好的耐火性能，低防火处理费用。
现阶段，我国在建设小高层钢结构住宅的时候，常常会利用到混合结构（即混凝土组合结构）来完成工程。
期间，以电梯间为主要目标，在其周边安设相应的剪力墙，从而让其符合核心筒的需求，这样可以起到防火的作用，而且在面临灾害的时候，还可以方便人员疏散。
小高层钢结构住宅体系建议
3.1加强防火措施：
钢结构具备着较高的导热性，因此在建设这类小高层钢结构住宅的时候，工
程人员需要在钢结构的周边安设防火措施，涂刷相应的防火材料，从而避免火灾的发生几率。
同时，由于钢结构达到一定的受到点时会出现弯曲断裂等情况，因此必须结合其他坚固材料一同完成。
其中，在这个过程中还要做好防腐措施，以免钢结构因为化学效应而出现腐蚀等问题。
3.2提高材料应用效率：
钢结构具备着良好的使用性能，不论是坚固性还是延伸性，以及可塑性，都强于其他体系结构。
因此在工程施工的过程中，施工人员可以结合设计方案进行合理的施工。
但是在这个过程当中，施工人员必须最大限度地发挥钢材料所具备的优势特点，以最低成本投入来获取最大的工程质量，从而满足经济效益。
3.3加强风险防护力度：
建筑施工具备着一定的风险性，这个风险可以说贯穿整个施工工程，以及竣工后的建筑使用期。
因此，设计者必须对建筑的格局，以及楼道通道等进行合理化的安排。
在提好防火措施的同时，设置相应合理的安全通道，以便火灾出现时居民可以快速撤离，从而降低居民的生命财产损失。
结束语：
总而言之，从小高层钢结构住宅体系的各项性能特点、优点，以及其防火措施等因素进行分析，从而总结出有效的优化对策，将小高层钢结构住宅体系的应用能力充分发挥出来，这不仅是提高我国住宅质量的有效方式，同时也是促进我国经济发展的重要措施。
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