我国钢结构住宅产业化发展分析

周继美　王熙（天津市西青区城乡建筑设计所天津３００３８４）　杨帆（巴特勒（天津）有限公司工程部天津３００４５７）　建设科技　２０１０年第２期　ＴＩＡＮＪＩＮ　ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　

钢结构住宅的优势及发展前景　【摘要】钢结构住宅与其他结构相比，在使用功能、设计、Ｌ＿ｒ－以及综合经济方面具有独特的优势，详细介绍了钢结构　住宅的技术优势，简单介绍制约钢结构住宅发展的因素，并对钢结构住宅的发展前号进行了详细的分析和展望　【关冀词】钢结构钢结构住宅优势发展前景　轻钢结构住宅是近１Ｏ年来发展最快的领域，在美国采用　轻型钢结构占非住宅建筑投资的５０％以上。这种结构工业化、　商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起　结构设计人员的认识。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是　轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种低层、多层和高层　的设计方案和实例。　水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生　产、施工一体化，提高住宅产业化的水平。　１．５综合造价低　钢结构住宅体系直接造价略高于混凝土结构，但由于自　重轻，基础费用降低，总体用料减少，直接成本降低，建设工期　短，间接费又可减少，所以综合造价低。　１　钢结构的优势　２我国发展钢结构的问题和前景　钢结构住宅与其他结构相比，在使用功能、设计、施工以　及综合经济方面具有独特的优势，主要体现在以下几方面：　１．１结构自重轻、抗震性能好　根据比较，相同建筑造型，６层钢结构住宅重量仅相当于　４层砖混结构住宅的重量，有利于建设高层。且钢材具有延性，　能比较好地消耗地震带来的能量，抗震性能好，结构安全度　高。特别是在地质承载力低的地方和地震烈度较高的地方，其　综合经济效益优于一般住宅建筑体系。　１－２布置灵活，开间大，房型丰富　利用钢材轻质高强的特点，设计可采用大开间布置，使建　筑平面能够合理分隔，灵活方便，创造开放式住宅。而传统结　构（砖混、混凝土）由于材料性质限制了空间布置的自由，如果　开间过大，就会造成板厚、梁高、柱大，出现“肥梁胖柱”现象，　房高也会受到影响。在梁高形同的情况下，钢结构开间可比混　凝土大５０％：在梁柱等强条件下，可增加建筑有效使用面积　５％～７％，有利于满足现代人居住需要，适应现代住宅的市场　需求。　１．３施工方便。工程周期大大缩短　钢结构构件可以实现工厂化生产，现场安装。由于减少现　场作业量，对周围环境污染少，且其节能指标可达５０％，属环　保型绿色建筑体系。同时施工机械化程度高，加快了施工速　度。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比混凝土结构的工期　可缩短１，３至１／２，而且可节省支模材料。　１．４符合住宅产业化和可持续发展的要求　钢结构住宅体系工业化生产程度高，现场湿作业少，其材　料本身可再生利用，符合环保建筑的要求。并且能将节能、防　收稿日期：２０１０－０３—０４　由于钢结构住宅具有的种种优势，许多国内外企业不约　而同地想把欧美国家的先进钢结构住宅技术移植到中国，虽　经努力，但效果却不像事先想的那样乐观。问题在于：社会认　可度低；发展钢结构住宅技术上还不成熟．专业技术人才缺　乏；工程造价问题；缺乏有针对性的钢结构住宅规范及标准ｉ　钢结构住宅本身缺陷：缺乏相适应的建筑管理模式。由于上述　原因，尽管轻钢结构住宅性能和舒适度较高，但其对于传统建　筑形式住宅的竞争优势反倒不够明显，因而市场接受起来比　较缓慢。　而我国钢结构住宅目前所要研究的问题，已不是要不要　做的问题　也不是回答能不能做的问题，而是要研究解决如何　把它做好的问题，是要完整的、配套的、高品质的、全新的把它　研究好并推向市场的问题。在国家的支持和各界人士的努力　下，上述制约我国钢结构住宅发展的不良因素，终将被克服，　钢结构住宅在我国的前景是美好的。原因有以下几个方面　２．１　国家将重点支持轻钢结构住宅的建设　轻钢结构住宅建设在我国才刚刚起步，我国现在是一个　产钢大国，发展钢结构住宅有很大的潜力。２０世纪９０年代，国　家建设部和国家经贸委一致通过，将“轻钢结构住宅建筑通用　体系的开发和应用”作为我国建筑业用钢的突破点，并正式列　入国家重点技术创新项目。这一举措为我国的钢结构发展奠　定了基础。如今，由于国家宏观调控作用，房市出现了波动，在　这个时机推出钢结构住宅，利用钢结构的优势来吸引市民目　光，刺激消费，增加市场的购买力，有事半功倍的作用。现在发　展轻钢结构住宅正逢其时。目前在北京、天津、山东莱芜、安徽　马鞍山、南京、上海、广州和深圳等地开展低层、多层、高层钢　结构住宅工程。在钢结构住宅示范工程实施中，各有关设计、　

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科技资讯SIN&TNOLOGYINFORMTION2008NO.10SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION工程技术进入21世纪以来,国家强调大力发展节能省地型住宅和建筑,以缓解我国能源与经济社会发展的矛盾,必须立足国内,提高能源利用效率。建筑节能举足轻重,刻不容缓。因此,建筑节能在钢铁业和钢材流通业引起高度重视。我国也公布了新的产业政策,要求钢铁工业加快产品结构调整、提高钢材使用效率、树立节约使用钢材意识,把提高钢材强度、减少钢材使用量、钢材资源综合利用放在重要位置。合理提高钢结构在建筑行业内的应用,完全符合国家节约能源,提高能源利用率的政策倡导,同时也大力促进了我国建筑行业的快速发展。1钢结构与其它建筑结构形式相比较有以下方面的优缺点1.1钢结构重量轻,强度高,适合于大跨度和高层结构钢结构的虽然容重比较大,但它的强度却比其他建筑材料高很多,因而当承受的荷载和条件相同时,钢结构要比其它结构轻,便于运输和安装,并可跨越更大的跨度。1.2钢材的塑性和韧性好根据材料力学试验检测,我们可以知道钢材属于良好的塑性材料。因此,使钢结构一般不会因为荷载影响发生突然断裂破坏,且其对动力荷载的适应性较强。钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证。1.3钢材更接近于匀质和各向同性体我们在进行力学计算研究时,都要假设材料为均匀、各向同性。而钢材就非常接近匀质和各向同性体,在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。这些性能和力学计算中的假定比较符合,所以钢结构的计算结果较符合实际的受力情况。1.4钢结构制造简便,易于采用工业化生产,施工安装周期短钢结构施工速度快。钢结构由各种型材组成,制作简便。大量的钢结构都在专业化的金属结构制造厂中制造;精确度高。制成的构件运到现场拼装,采用螺栓连接或焊接,且结构轻,故施工方便,施工周期短。此外,已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造。1.5钢结构的气密性和水密性较好1.6抗电性能好,主要表现为延性好,在比较高的地区,优先采用钢结构从另外一个角度来讲,强度高,可利用空间比较大。高层结构像电视塔、桥梁用的更多了。高层钢结构方面,在公共建筑:办公楼、医院急商店、建材超市等适用比较广泛。钢结构的耐热性好,但防火性能差钢材耐热而不耐高温。随着温度的升高,强度就降低。当周围存在着辐射热,温度在150度以上时,就应采取遮挡措施。如果一旦发生火灾,结构温度达到500度以上时,就可能全部瞬时崩溃。为了提高钢结构的耐火等级,通常都用混凝土或砖把它包裹起来。1.8钢材易于锈蚀,应采取防护措施钢材处于有腐蚀介质的环境中容易锈蚀,如在潮湿环境、土壤、工业废气等,腐蚀会显著降低钢材的强度、塑性、韧性等力学性能,必须采用金属、非金属材料覆盖或添加合金元素等措施进行防腐,而且在使用期间还应定期维护。2钢结构未来发展趋势从全球高层钢结构发展的历程来看,今后在高层和超高层建筑中使用钢结构是必然趋势。从钢结构的优越性和综合效益考虑,预计未来在50层以上的建筑中各种形式的钢结构将成主导。而从建筑轻钢结构发展状况看来,我国政府倡导的钢结构住宅及其产业化需求将是量大面广的钢结构市场之一。今后几年,我国在下列几个领域内钢结构量会增加:厂房和锅炉钢架用钢包括核电厂厂房用钢、风力发电用钢等、交通工程中的桥梁、市政建设用钢结构(如地铁和轻轨工程)、城市立交桥、高架桥、环保工程、城市公共设施及临时房屋等、轻钢结构住宅。2.1钢结构住宅的应用如果钢结构作住宅的话,可以在工厂生产,工业化程度比较高。,十几年来,特别是国内一些大型的钢结构制作加工企业、钢厂等,联合一些科研人员,都在极力的研究多高层钢结构住宅。钢结构用在多高层住宅领域,将会是一个量大面广,会取得巨大的经济效益的领域。目前,随着我国钢铁产业的迅速发展,推广发展钢结构住宅具备了良好的条件,建筑业的飞速发展和人民生活水平的提高,轻钢住宅也将迅速应时而生。2.2钢结构厂房的应用钢结构也是工业厂房的主流形式,经济性能好、投资回收快。在我国,甚至在比较偏远的地方现在也在采用门式刚架。为了提高构建的经济效益,现在在国外还比较普遍采用的是腹板波折的钢板,提高它的抗剪强度和承载力。重型工业厂房肯定会大量应用钢结构,适用于50t～100t的大吨位吊车,冶金、化工工业厂房,电厂等。2.3大跨度及空间结构将更加大量的应用钢结构网架与网壳仍是当前我国空间结构建设的主流,一批航站楼、会议展览中心、体育场馆开始采用短型管、圆钢管制作空间桁架、拱架及斜拉网架结构,另外,波浪形屋面已引起人们的关注。已经基本建成完工的国家体育场鸟巢,是由24片门市刚架,旋转而成,其中22片基本贯通,形成了这样一个造型的鸟巢。这是一个立柱肩部焊接。国家大剧院、广州新体育馆等都是钢结构形式。2.4钢结构在公共建筑、交通及市政等适用将更加广泛随着城市化进程的快速发展,大量标志性建筑、城际铁路等相继开始筹建或已经在建。为了能够更好的节约土地资源,加快建设等,已经认识到钢结构在这些方面的优点。促使钢结构有了更长远的发展。3结语我国发展钢结构市场前景非常广阔,它符合保护环境和土地资源的国策,我国钢铁产品总量居世界第一,为大力发展钢结构提供了物质基础。但是,我们也必须认识到我国钢结构的发展还存在诸多问题尚需解决,诸如1)对钢结构产业是符合节能环保型、可持续性发展的行业认识还待于提高;2)设计理念不能适应市场需要;3)部分地区钢结构企业盲目上马,一哄而起,导致产能过剩并浪费了大量资源;4)市场运行不规范,投标企业竞相压价加上钢材涨价,造成加工和安装企业亏损;5)钢结构加工厂和施工安装企业装备、计算机管理、劳动生产率还需进一步提高;6)钢结构专业技术人员技术工人缺乏,尤其在中小企业更短缺,企业技术质量和管理工作都不适应生产的需要;7)行业协会作用和功能远未到位。特别在规范和引导市场秩序、服务于企业、开拓钢结构市场等方面,还有大量工作要做等。相信通过优先采用合理的钢结构体系;合理推广采用耐候钢、耐火钢、Z向钢和药芯焊条;积极扩展和改善建筑钢结构用钢材的品种、规格,提高产品性能;进一步提高钢材应用技术水平等解决方案,结合当今奥运场馆及大型工程项目钢结构的大量应用,促进钢结构的发展,提高钢结构在建筑领域更广泛的应用。参考文献[1]周绥平.候治国.建筑结构教程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2005.[2]宋岩丽.王社欣.周仲景.建筑材料与检测[M].北京:人民交通出版社,2007.[3]李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题—建筑结构学报[M].北京:1998[4]弓晓芸.轻钢结构建筑的应用及发展—工业建筑[M].北京:2000,05.浅谈钢结构的发展趋势李艳鹏(沙洲职业工学院江苏张家港215600)摘要:本文以钢结构自身的优缺点为基础,结合国家对建筑行业发展的新要求,简要总结了今后钢结构在建筑行业中发展的趋势和所存在的问题及解决方案。关键词:钢结构住宅产业高层建筑中图分类号:TU11.42文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)04(a)-0070-01

钢结构住宅建筑体系产业化　

■刘舟林　

国民经济及钢铁工业的快速发展推动了我国钢结构住　

宅建筑产业的发展，作为新型环保节能建筑体系，在建筑　

住宅时，可将工厂化的生产模式运用到钢结构住宅的构件　

中，实现生产的工厂化和一体化，提高了住宅建筑效率和　

质量。钢结构住宅本身拥有成本低、污染少、易安装等优　

点。因此，在住宅的建筑市场中，钢结构住宅具有非常大　

的市场发展潜力。　

１．钢结构住宅建筑体系相关内容概述　

根据内容不同，钢结构住宅可划分为主体结构、防　

火、防腐和墙板等建筑体系，其中，钢结构住宅主体结构　

主要包括如下几种类型：　

１．１钢框架体系　本体系中，框架柱和框架梁承受水平方向和竖直方向　

的荷载，是受力构件中最重要的部分。楼板的设计中，现　

浇板和压型钢楼板使用较多。内墙建筑多使用轻质量的隔　

板而外墙建筑多使用砌块砌筑的方法。　

１．２钢框架一剪力墙体系　在此体系中，最为常见的剪力墙当属钢板结构以及现　

浇混凝土钢筋剪力墙。为了增强建筑住宅的坚固性，布置　

好钢结构框架之后，可以沿柱网轴方向再添加一些剪力　

墙。拥有剪力墙的钢结构建筑不仅扩大了可利用面积，增　

强了坚固性，也使住宅设计变得更自由。　１　３钢框架一核心筒体系　

同剪力墙体系一样，在钢结构中心部位的周围添加现　

浇的混凝土，并将其墙体围成筒状结构。在核心筒结构体　

系中，由于钢材料具有高强度和轻质量等优点，而且建筑　

中钢梁和钢柱的横截面积很小，所以，采用了此体系的住　

宅的结构会更加的牢固，内部可使用空间也会更大。　１．４交错桁架体系　

在本体系中，桁架杆件的作用发挥得特别充分，但是　

腹杆太多的话，住宅的建筑设计和结构布置会受到影响。　

楼面板、柱子和钢结构桁架组成了交错桁架结构体系，四　

周有柱子，中心没有，特别适合学校、旅馆等建筑。　

１．５轻钢龙骨体系　本体系有冷弯钢和热轧钢两种龙骨体系，能满足不同荷　

载、不同构件和不同结构部件的需求。　

２．钢结构住宅建筑体系的设计及其施工要点　

钢结构住房在我国应用的利与弊

在上一篇文章中我们武汉兴海与大家讨论了钢结构住房在我国发展的一个前景。其实，对于我国国情来讲这里面的水还是挺深的，今天我们武汉兴海来和大家讲讲这其中的利与弊。

浙江省钢结构协会会长方鸿强,对钢构住宅的工业化建造过程总结了六大好处:

一、工地的事情工厂做；

二、室外的事情室内做；

三、高空的事情地面做；

四、危险复杂的事情机器做；

五、施工模拟和现场放样的事情计算机做；

六、浪费资源和污染环境的事情不做。

再比如说外墙装修,就是一件危险的事情,钢构住宅产业化通常采用钢构玻璃幕墙的方式,在工厂就可完成。工地上,工人只需安装就可以。拆楼时也很简单,不需爆破,工人只需把螺丝卸下来就行了。

但是，根据我国目前国情来讲，钢结构住宅一次性投入较高,较普通房屋造价高出15%,现在我国民用房价就已经是世界“领先水准”了，有大量老百姓对住房已经无力去支付，而且我国钢构住宅产业化还处于起步阶段,其房屋维护结构、楼板连接工艺复杂、技术要求高，所以技术性难题制约了其推广应用。再就是从开发商看,对采用低碳节能等新技术的积极性不是很高，他们在乎的怎样用最少成本来炒房产，从中获取更大利益。

这其中的利与弊还是需要国家政府从中去调控，怎样双赢，怎样在资源环保中提起开发商的积极性。这都是需解决的问题，相信在未来，钢结构住房也一样能走进民众，造福百姓和社会。