钢结构住宅
钢结构住宅发展现状的评述
周建龙
[提要] 钢结构住宅是十五期间我国将要重点推广的项目，其具有强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高的特点。本文对国内外主要的钢结构住宅结构形式进行了回顾和总结，对各种结构体系进行了评述，并对钢结构住宅设计中存在的主要问题提出了建议。
[关键词] 钢结构住宅结构体系
一。概述
改革开放以来,我国的钢产量有了很大的提高,特别是从1997年以后,我国的钢产量连续四年超过亿吨,但我国的钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为2%,而在钢结构用钢量中,建筑钢结构用钢量又仅占10%,这与我国作为产钢大国的地位是很不相称的,为此,国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施,争取在“十五”期间建筑钢结构的用量达到总钢产量的3%，至2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6%,而建设部将钢结构住宅体系的开发和应用作为我国建筑业用钢的突破点,并且制定了《钢结构住宅建筑体系产业化技术导则》和《钢框架核心筒住宅建筑体系技术导则》。钢结构住宅具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高的特点，同时钢结构又是可重复利用的绿色环保材料，因此钢结构住宅是符合国家产业政策的推广项目。随着国家禁用实心粘土砖和限制使用空心粘土砖的政策的推出,加快住宅产业化进程、积极推广钢结构住宅体系已迫在眉睫。但我国的钢结构住宅尚处于探索起步阶段，这种体系在钢结构防火、梁柱节点做法、楼板形式、配套墙体材料、经济性及市场可接受程度上尚有许多不完善之处。从前几年开始，全国陆续出现了一批钢结构住宅试点项目，如山东莱钢的樱花园住宅小区、天津的钢框架—剪力墙高层住宅、北京赛博思金属结构有限公司的钢框架核心筒多层住宅、上海冶金设计院设计的陆海城、中福城项目、马鞍山钢铁股份有限公司设计的18层示范实验住宅楼等。我院的钢结构住宅设计刚刚起步，为使大家对钢结构住宅有一全面了解，为今后的设计积累必要的技术资料，现对国内钢结构住宅体系作一介绍。
二．结构体系
钢结构住宅结构体系大致可分为以下几种形式：
1.钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系
2.钢框架加支撑的结构体系
3.钢框架与预制混凝土墙体的框剪结构体系
4.纯钢框架结构体系
5.错列桁架结构体系
6.轻钢龙骨结构体系
1) 钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系的特点
钢—混凝土混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间采用钢筋混凝土，形
成主要的抗侧力结构，而外周的框架则采用钢框架，这种结构体系将钢材的强
度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大
的特点有机地结合起来，外周梁柱连接一般采用刚性连接，而楼面钢梁与混凝
土墙则采用铰结，由于混凝土承担了绝大部分的水平力，故而混合结构的位移
控制指标可参照钢筋混凝土结构采用，但框架部分承担的地震剪力不得小于结
构底部剪力的20%和楼层最大剪力的1.8倍二者的较小值，在大多数情况下，后者往往起控制作用，这种体系的住宅平面上应限制无剪力墙部分框架的长度，否则楼面无限刚的假定将很难满足。这种的受力特点为结构整体破坏属于弯剪型，结构破坏主要集中于混凝土芯筒，特别是结构下部的混凝土筒体四角，对这些部位应予加强，保证筒体的延性，此外钢梁与混凝土墙体的连接部位受力复杂，也是最易遭受破坏的地方，该节点应保证能承受钢梁可能出现的轴向力。这种体系的不足之处为芯筒为混凝土，重量减少不是很多，现场浇捣混凝土的工作量仍然较大。从建筑平面布置的角度来看，柱子一般布置在阳台或转角部位，以利于住户的装修处理。
2）钢框架支撑体系
对于多层及小高层建筑，可在建筑的外墙，结合门窗位置布置双向交叉支撑，支撑可采用角钢、槽钢或圆钢，可按拉杆设计,而且在轻钢住宅结构中，支撑也不一定必须从下到上同一位置设置，也可跳格布置，其目的主要是为了增加结构的刚度，对于外墙开有门窗时，也可在窗台高度范围内布置，形成类似周边带状桁架的结构形式，对结构整体刚度进行加强。
对高层住宅，可选择山墙和内墙布置中心支撑或偏心支撑，值得注意的是，当采用单斜柱体系时，应设置不同倾斜方向的两组单斜杆，以抵抗双向地震作用，在节点方面，若支撑足以承受建筑物的全部侧向力作用，则梁柱可做成铰接，如支撑不足以承受建筑物的全部侧向力作用，则梁柱可部分或全部做成刚接。
在高烈度地区，如果柱子比较细长，则大多采用偏心框架体系，这种体系的特点是，在小震或中等烈度地震作用下刚度足以承受侧向水平力，在强震作用下又具有很好的延性和耗能能力。支撑框架在水平力作用下，类似于竖向悬臂桁架，柱子像弦杆一样承担外部荷载产生的弯矩，斜支撑和梁如同腹杆承受水平力，腹杆承担水平剪力，弦杆的轴向变形对框架侧向变形的影响使结构产生“弯曲”的形状，而腹杆的变形对框架侧向变形的影响使结构产生“剪切”的形状，最终形成的侧向变形形状是弯、剪两种曲线效果的组合，弯、剪效果的相对大小，主要取决于耗能支撑的刚度，一般在均衡的低层支撑结构中,剪切变形最为重要,有时它基本决定了结构的侧向变形,因此这种结构的底层层间变形较大；在中高层结构中，柱子中较大的轴向力和变形以及二者沿高度的大量积累使弯曲变形占主导地位，在高宽比大于8的单对角支撑区格中，全部水平位移的 6 0 %～70 %通常是弯曲变形引起的，因此这种结构的顶端或接近顶端的层间变形最大，据此认为，对于剪切型的低层结构，应注意在结构的底部设置耗能支撑；对于弯曲型的中高层结构,不能忽视在结构的顶部设置耗能支撑，支撑布置时，不得采用支撑点在柱中的K形支撑，同时对支撑构件应控制其轴压比，7度时一般不得大与120√235/f y。
如果作为住宅结构层高较低，构件节间尺寸较小，导致支撑构件及节点数量均较多，而且传力路线较长，抗侧效果差，支撑结构体系也可考虑采用跨层支撑。
3．钢框架—预制混凝土墙体
这种体系一般预制混凝土墙体中均埋有钢板支撑，它只有在支撑点处于钢框架相连，而且混凝土墙板与框架梁柱留有空隙，从受力上来说，它仍是一种支撑。但其特点是内藏钢板按强度控制设置，不考虑屈曲。
对混凝土墙体应双面配筋，且双面钢筋应互相拉结，在钢支撑端部范围内，
应设置加强构造钢筋，如采用梅花形钢筋、螺旋形钢筋、钢箍等。这种体系受力性能良好，支撑构件相对较经济，且能与隔墙布置相结合。但现场安装比较困难，制作比较复杂。
4．钢框架结构体系
这种体系受力明确，使用灵活，制作安装简单，施工速度较快，但为抵抗侧向力所需梁柱截面较大，一般可用于6层以下的多层建筑，且一般情况下，梁柱节点应采用刚接。这种体系用于高层建筑经济性较差。
错列桁架结构体系产生于20世纪60
年代，由美国麻省理工学院首先提出，
并成功用于多个公寓及旅馆建筑中。
该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等
于房屋宽度的桁架组成，桁架高度等
于层高，在相邻柱上为上下层交错布
置，楼板一端搁置在桁架的上弦，另
一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两
开间布置一榀桁架，且中间无柱子，
所以非常适合住宅、旅馆建筑各单元
的灵活布置要求。这种体系的受力特点为：水平力主要通过楼板传至相邻桁架的斜腹杆，如此水平荷载最终通过落地桁架的斜腹杆或底层支撑传至基础，楼层间的柱子主要承受轴力，其所受的剪力和弯矩很小。由于桁架有整层高，所以整个体系刚度较大，一般不需要增加柱子刚度以控制位移，由于错列桁架结构体系中柱子主要承受轴力，其柱截面强轴可布置在纵向，故其纵向侧移刚度亦较大，这种体系的用钢量可较框架结构减少30～40％，因此该体系是一种经济、实用、高效的新型结构体系，目前湖南大学正对该体系作系统研究。
6．轻钢龙骨结构体系
轻钢龙骨结构体系主要用于中低层
住宅或别墅，大致可分为两类，一类
为以冷弯C型钢组成的龙骨体系，另
一类以小型热轧型钢组成的龙骨结构
体系。轻钢龙骨体系一般由柱、梁、
天龙骨、地龙骨及中间腰支撑通过配
套扣件和加劲件用自攻螺钉连接而
成，梁柱构件厚度在1～3mm之间，
柱子间距约为400~600mm。
其主要受力机理为：柱子与上下龙骨
及支撑或隔板组成受力墙壁，竖向力
由楼面梁传至墙壁的天龙骨，再通过
柱子传至基础；水平力由作为隔板的楼板传至受力墙壁再传至基础。由于在传力过程中，墙面板承受了一定的剪力，并提供了必要的刚度，故墙面板应满足一定的要求。楼板可采用楼面轻钢龙骨体系，上覆刨花板及楼面面层，下部设置石膏板吊顶，既可便于管线的穿行，又满足了隔声要求。该体系的优点为组成体系的构件尺寸较小，可将结构构件
隐藏在墙体内部，有利于建筑布置和室内美观，且保温性能良好，梁柱均为铰
接，省却现场焊接及高强螺栓的费用，而且受力墙体也可在工厂整体拼装，加
快了施工进度。其缺点为梁柱铰接不适合于强震区的高层建筑，国内该体系尚
缺乏工程经验，冷弯型钢品种较少。
三．柱子形式
用于钢结构住宅柱子的形式有以下几种：①圆钢管混凝土、②方钢管混凝土、
③方钢管、④热轧H型钢。
1．圆钢管混凝土：圆钢管混凝土有受力性能好、柱子截面尺寸小、
耐火性能好且便于加工的优点，对于圆钢管混凝土我们一般不控制其轴
压比，而控制其长细比，以使钢管混凝土柱具有必要的延性，要求延性
大于5时一般控制其长细比L/D小于8.25即可达到要求，对于层高小
于2.9米的住宅，如果梁高取为400，钢管取为300，则L/D=8.3，延性
要求可以满足。如果住宅层高大于2.9米，建议钢管直径取为350。
2．方钢管混凝土: 方钢管混凝土有便于梁柱连接、耐火性能好的优
点，虽然受力性能较圆钢管略差，但其受力性能及刚度仍较H型钢柱
为佳。
对方钢管混凝土而言，构件的延性与轴压比、长细比、含钢率、钢材
屈服强度及混凝土抗压强度有关。
对方钢管混凝土，一般应控制其轴压比，如长细比λ＝30，含钢率
α=0.2，Q345钢材Fy=345Mpa，容许轴压比[n]=0.889，这种情况可
保证柱子的延性系数大于6.0。
而方钢管混凝土柱的轴压比n=N/(φA SC f Scy) 对于一般住宅结构中
φ=1.0 f Scy=(1.212+Bξ+Cξ2)f ck
B=0.1381(f y/235+0.7646)
C=-0.0727(f ck/20)+0.0216
A SC—钢管混凝土截面面积
对C40以上混凝土，轴压比应适当加严
如400X400方钢管混凝土，壁厚t=20mm能够满足延性要求。
3．方钢管：方钢管的主要优点是便于梁柱连接，双向受力性能较好，
抗扭能力强；其缺点为抗火及加工比较麻烦，柱连接节点困难，如果没
有现成尺寸的钢管，焊接工作量较大。
4．热轧H型钢：其主要优点是材料供应比较充分，加工制作方便，
连接简单，特别上海大通钢结构有限公司开发的高频焊接H型钢加工
制造简单、用料较省，经济性较好；但型钢弱轴方向刚度较差，如果要
满足强柱弱梁的要求时，柱子尺寸要增大许多。
三．墙体材料
为体现高层钢结构住宅的优越性，减轻结构自重，外墙体一般采用轻质复合墙板，与梁柱的连接方式，主要采用外挂式，对于6层以下的多层住宅，也可采用内嵌式加气混凝土砌块。外墙墙体材料的品种主要有：伊通轻质加气混凝土板材、蒸压轻质加气混凝土（ALC）板、GRC夹心复合板、钢丝网水泥夹心板等。内墙材料一般可采用加气混凝土砌块，也可采用纸面石膏板、纤维石膏板、玻璃纤维增强水泥板、纸面稻草板等。下面主要介绍ALC板加气混凝土板的一些物理性能及施工要求：
1．ALC板：
计算容重650kg/M2
隔热保温导热系数0.11W/M.K 厚度125的板材相当于370厚的砖墙的保
温性能，用150厚的ALC板能够满足上海地区保温节能的要求。
耐火性能150厚的板材耐火极限大于4小时。
隔音性能150厚的板材隔声指数大于46.4dB, 满足45 dB的规范要求。
抗震性能层间位移角1/20时，板材无脱落。
施工要求外墙施工时，板缝之间须用合适的密封材料嵌缝，外再涂以合
成树脂乳胶密封液一层，外面刷水泥浆一道，内掺水重5％～
10％107胶，最外面采用涂料及合适的饰面。
当ALC板用作外墙时，一般采用二层一块板，长度为5600～6000，实际选用时应根据建筑物所在地区的风载选用合适的型号，至于内外墙开设的门窗洞口，均采用角钢过梁，同时门窗洞口两侧也采用100cm的角钢加强。此外ALC板也可用于轻质屋面，且该板易于切割。
四．楼板体系
钢结构住宅中，楼板体系一般有以下几种：压型钢板混凝土组合楼板、预制混凝土叠合板、现浇钢筋混凝土楼板。
（1）压型钢板混凝土组合楼板：由于要满足楼板1.5小时的防火要求，其上须浇80厚的混凝土，采用蝶型压型钢板楼板总厚度将达130～150mm,且用于居住建筑时，室内需另加吊顶，如采用劲扣式的压型钢板楼板厚度可减为110mm，对钢结构住宅可采用bardeck的BD-40型劲扣式压型钢板，其肋高仅为40mm,且内口封闭，不需要再做吊顶，仅需在缝隙处加贴绷带即可。由于组合楼板担负着传递水平力的作用，故而钢梁与压型钢板连接处应设置必要的栓钉，设计时考虑钢梁与楼板的组合作用，可显著提高梁的承载力及稳定性，有效降低梁高。一般组合楼板下部不需另加钢筋，但对于有动力荷载及比较潮湿的区域，楼板下部仍需配置必要的构造钢筋。但组合楼板应满足计权标准化撞击声压级小于75dB的要求。在国外楼板的隔声要求在住宅的设计中已显得日益重要。
（2）混凝土叠合板：混凝土叠合板就是将现浇结构根据使用要求和制造时的受力特点改为预制的单个构件和现浇部分，其中预制的单个构件在工厂制造，然后将其运至现场装配，再在其上浇捣现浇混凝土，从而形成叠合装配整体结构，这种结构的主要优点是；
机械化程度高、工期短、可采用预应力技术及高强度钢材、预制部分体积小、重量轻、运输吊装方便；但预制部分的混凝土与现浇混凝土存在龄期上的差别，两者之间存在收缩应力，且板缝之间易于出现裂缝。
（3）现浇楼板采用工具式支撑楼板，其优点是整体性好、装修方便，但模板较费，钢筋与钢梁的连接和构造比较复杂，且施工周期较长，同时为保证混凝土楼板与钢
梁的共同作用，钢梁翼缘也必须设置必要的栓钉。
五．梁柱节点及柱脚节点
在钢框架—混凝土筒体或钢框架—抗侧支撑体系中，梁柱节点均可采用铰接、刚接或半刚接，对于多层钢结构住宅，钢柱大多采用高频焊接H型钢，由于H型截面腹板比较薄，故在弱轴方向与梁连接多采用铰接，在强轴方向与梁连接采用刚接，有时还可采用半刚接，但其受力特性比较复杂，此外多层钢结构构件相对较薄，应尽量避免工地现场焊接，加快施工进度。楼面钢梁与混凝土筒体的连接可采用铰接。在高层钢结构住宅中，为保证混凝土筒体开裂后，钢框架仍有足够的承载力，一般外围的钢框架采用刚接，而楼面梁与混凝土筒体则采用铰接。结构布置时，一般将主轴设置在钢框架平面内。梁柱采用刚接时，应满足强柱弱梁的要求，大开间住宅要满足此条件，柱子尺寸会比较大，因此在可能的条件下，外围柱
子应尽可能采用小开间，从现有的工程情况来看，结构布置时，除将楼电梯间设成筒体外，还可将卫生间布置成混凝土筒体。至于钢柱脚的连接方式也可采用铰接或刚接，对多层和小高层及地下室层数较多时可采用铰接，但应考虑柱脚在地下部分的防腐，而对高层住宅，柱脚宜采用刚接。《钢框架核芯筒住宅建筑体系技术导则》中推荐了以下几种连接方式，实际也有不少工程采用以下的连接方法。图五为钢管混凝土的连接节点做法。
图一梁柱的横向连接（强轴）图二梁柱的纵向连接（弱轴）
图三钢梁与剪力墙的连接图四
钢柱柱脚
图五钢管混凝土连接节点
3) 墙与钢梁及钢柱的连接节点
对于6层以下的多层住宅，外墙可采用粉煤灰加气混凝土砌块或混凝土小型空心砌块。由于柱子截面尺寸较小，一般可采用混凝土砌块外包柱子的方式，要完全包裹住钢柱，砌块墙的厚度不宜太小，一般不小于240，混凝土砌块外包柱子部位还应涂以防火涂料，最外面再辅以钢板网抹灰。内墙采用砌块时，砌块可在各层楼板上砌筑，梁腹板两侧用混凝土砌块填充，外面覆以钢板网抹灰或外贴防火板。
高层及小高层住宅多采用条形挂板或整开间外挂大板，但必须注意接缝设计和有安装调节措施。对于高度不太高的建筑（18米以下）可通过钢梁与板构件上的预埋件焊接加以解决，对于高度大于18米的建筑，除应在接缝处板预埋件与钢梁焊接外，板中还应设勾头螺栓与钢梁拉接。墙与钢梁及钢柱的连接节点可参照下图六～图十。
图六独立钢柱防火图七分户墙外端柱节点
图八外墙与钢柱连接图九楼层节点
图十框架与外挂板的连接
六．钢结构防火
根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定，19层以上的住宅防火等级为一级，构件的耐火时间要求为柱：3小时、梁：2小时、楼板：1.5小时；19层以下的住宅防火等级为二级，构件的耐火时间要求为柱：2.5小时、梁：1.5小时、楼板：1.0小时。对防火涂料而言，一般薄型防火涂料的耐火时间不超过1.5小时，超过1.5小时应采用厚型防火涂料。
钢构件的防火可采用外包混凝土（或砌筑砖块法）、防火涂料、防火板包覆和复合结构几种方式，防火板又可分为防火厚板和薄板，防火厚板厚度为20～50mm，主要有硅酸钙防火板和膨胀蛭石防火板，主要品种有KB板、GF板；防火薄板厚度在6～15mm之间，主要品种有短纤维增强水泥压力板、纤维增强的普通硅酸钙板及玻璃布增强无机板。
对型钢柱子，因柱子的防火要求较高，一般采用外包混凝土（或砌筑砖块法）、厚型防火涂料、防火厚板和复合结构几种方式，±0.000以下应采用外包混凝土的方式，当采用防火厚板包覆时，大多数情况下4~5cm的板厚可满足3小时的要求，当采用复合结构防火时，钢梁钢柱经厚型防火涂料涂覆后用防火薄板作为装饰面板。防火板用于钢柱钢梁节点可参照图11～图14。
钢管混凝土的耐火性能较型钢柱有很大改善，且钢管直径越大，耐火时间越长，反之直径越小，达到相同耐火时间所需防火涂料厚度愈厚，根据深圳赛格广场的试验及工程实践，直径500的钢管混凝土防火涂料厚度为15mm即可满足3小时的耐火时间，而对直径300mm 的钢管混凝土柱，防火涂料厚度则需25mm。
钢梁的防火可采用H型钢翼缘内填充加气混凝土砌块，再用金属网抹25厚蛭石混凝土包覆，也可采用防火板或防火涂料，考虑住宅的特殊性，一般配合装修采用防火板包覆。
随着我国钢铁企业冶炼技术的提高，为适应市场的需求，宝钢、武钢等钢铁企业开发成功了耐火耐候钢，它是通过合适的技术，使钢材含有特定的成分（如加钼等），使钢材的表观结构及金相组织发生变化，从而使钢材本身生成所需的耐火性和耐候性。耐候钢的耐候性为普通钢的2～8倍，耐火性可使钢材在600度时屈服强度下降不大于1/3，使用耐候钢可减少涂料1/3，省去防锈漆，节约综合成本30％，但其价格仅比普通钢材增加10％，因此耐火耐候钢具有广阔的发展前景。
七．钢结构住宅的经济性
钢结构住宅的经济性是阻碍钢结构住宅发展的最大障碍，根据我们国家现有的钢结构发展水平，钢结构住宅的土建造价要比钢筋混凝土住宅高10%~20%左右，但钢结构住宅较混凝土结构在基础造价上可节约30％，且钢结构住宅的得房率较混凝土住宅高7％～10％，此外钢结构住宅的施工工期也可减少约30％，考虑以上综合因素，钢结构住宅的造价大致可与混凝土住宅持平，特别是随着房屋层数的增加，钢结构住宅更能体现其优越性，对于北方地区，钢结构住宅更能节约节能费用8％，所以钢结构住宅在经济性方面仍具有一定的竞争力，关键是开发商应考虑施工工期减少、面积增加、及银行贷款利息减少等综合因素来衡量钢结构住宅的经济性。根据现有的工程经验，一般9～14层的钢结构住宅的土建造价大约在1100~1300元/M2左右，型钢用钢量大致在40～50kg/ M2左右,我们对东方城市花园工程17号楼（12层）采用钢结构和混凝土结构进行了经济比较，具体数据见下表一
钢结构住宅
钢结构住宅发展现状的评述 周建龙 [提要] 钢结构住宅是十五期间我国将要重点推广的项目，其具有强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高的特点。本文对国内外主要的钢结构住宅结构形式进行了回顾和总结，对各种结构体系进行了评述，并对钢结构住宅设计中存在的主要问题提出了建议。 [关键词] 钢结构住宅结构体系 一。概述 改革开放以来,我国的钢产量有了很大的提高,特别是从1997年以后,我国的钢产量连续四年超过亿吨,但我国的钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为2%,而在钢结构用钢量中,建筑钢结构用钢量又仅占10%,这与我国作为产钢大国的地位是很不相称的,为此,国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施,争取在“十五”期间建筑钢结构的用量达到总钢产量的3%，至2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6%,而建设部将钢结构住宅体系的开发和应用作为我国建筑业用钢的突破点,并且制定了《钢结构住宅建筑体系产业化技术导则》和《钢框架核心筒住宅建筑体系技术导则》。钢结构住宅具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高的特点，同时钢结构又是可重复利用的绿色环保材料，因此钢结构住宅是符合国家产业政策的推广项目。随着国家禁用实心粘土砖和限制使用空心粘土砖的政策的推出,加快住宅产业化进程、积极推广钢结构住宅体系已迫在眉睫。但我国的钢结构住宅尚处于探索起步阶段，这种体系在钢结构防火、梁柱节点做法、楼板形式、配套墙体材料、经济性及市场可接受程度上尚有许多不完善之处。从前几年开始，全国陆续出现了一批钢结构住宅试点项目，如山东莱钢的樱花园住宅小区、天津的钢框架—剪力墙高层住宅、北京赛博思金属结构有限公司的钢框架核心筒多层住宅、上海冶金设计院设计的陆海城、中福城项目、马鞍山钢铁股份有限公司设计的18层示范实验住宅楼等。我院的钢结构住宅设计刚刚起步，为使大家对钢结构住宅有一全面了解，为今后的设计积累必要的技术资料，现对国内钢结构住宅体系作一介绍。 二．结构体系 钢结构住宅结构体系大致可分为以下几种形式： 1.钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系 2.钢框架加支撑的结构体系 3.钢框架与预制混凝土墙体的框剪结构体系 4.纯钢框架结构体系 5.错列桁架结构体系 6.轻钢龙骨结构体系 1) 钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系的特点 钢—混凝土混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间采用钢筋混凝土，形 成主要的抗侧力结构，而外周的框架则采用钢框架，这种结构体系将钢材的强 度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大 的特点有机地结合起来，外周梁柱连接一般采用刚性连接，而楼面钢梁与混凝 土墙则采用铰结，由于混凝土承担了绝大部分的水平力，故而混合结构的位移 控制指标可参照钢筋混凝土结构采用，但框架部分承担的地震剪力不得小于结
钢结构住宅体系概念及特点
一、钢结构住宅体系概述 各国对住宅体系的理解和做法不尽相同，但一般是指住宅的主体工程，由于选用不同的结构 材料、结构类型和施工方法而形成的不同住宅产品，并构成相应的若干从设计到建造的成套 技术。 钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一 个分支。通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。 钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。钢结构住宅产业化 是钢结构住宅发展的趋势。 二、钢结构住宅体系的特点 钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点： （1）重量轻、强度高。由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢 结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础 工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。同 时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能 满足用户的不同需求。 （2）工业化程度高，符合产业化要求。钢结构住宅的结构构件大多在工厂制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。 （3）施工周期短。一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在 工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的 噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比，一般 可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。 （4）抗震性能好。由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构 强度高、延性好、自重轻，可以大大改善结构的受力性能，尤其是抗震性能。从国内外震后 情况来看，钢结构住宅建筑倒塌数量很少。
当今钢结构行业发展前景和趋势-共4页
2.从设计,施工,钢结构工业化生产看,越来越多的标志性钢结构建筑,已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计施工,还是从设计到钢结构件的工业生产加工,专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高,一批有特色有实力的专业研究所,设计院,建筑施工单位,施工监理单位都在日臻成熟,专业性,技术性,规模化更加完善. 随着钢结构建筑的遍地开花,我国各地分别建起了钢结构的标志性建筑,如,世界第三高度421米的上海金茂大厦，具有国际领先水平，高度279米的深圳赛格大厦，跨度1490米的润扬长江大桥，跨度550米的上海卢浦大桥，345米高的跨长江输电铁塔，以及首都国际机场，鸟巢国家体育中心，首钢钢结构厂房建筑等等许多彩钢结构体系的重要工程，标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。 3．从钢结构应用范围看，我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。其实，我国钢结构住宅很晚，只是改革开放后，从国外引进一些低层和多层钢结构住宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作介绍一种低层钢结构住宅建筑体系——Bsis,并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层钢结构住宅样板房。1988年日本积水株会社赠送上海同济大学二栋钢结构住宅（二层），建在同济新村中。90年代个别国外公司推推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公，住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。这说明了钢结构住宅的发展势头良好。 4．钢结构作为绿色环保产品，与传统的混凝土结构相比较，具有自重轻、强度高、搞震性能好等优点。适合于活荷载点总荷载比例较小的结构，更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同，客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。也正是钢结构建筑的这些优点和实用性，引起了政府的高度重视和推广，并把钢结构住宅作为我国十五期间的重点推广项目。 5．钢结构的发展趋势表明，我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景，这存在的巨市场潜力和发展前景及趋势，主要来源于： （1）我国自2019年开始钢产量超过一亿吨，居世界首位，2019年投产的轧制H型钢系列钢结构发展创造了良好的物质基础。 （2）高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接材料的开发应用，都为发展饮结构工程创造了良好的条件。、 （3）2019年11月建设部发布的《中国建筑技术政策》中，明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求，使我国长期以来实行的“合理用钢”政策转变为“鼓励用钢”政策，将为促进钢结构的推广应用起到积极的作用。 （4）钢结构行业将出现一批有特色有实力的专业设计院，研究所，年产量超过20万吨的大型钢结构制造厂，有几十有技术一流，设备先进的施工安装企业，上千家中小企业相互补充，协调发展，逐步形成较规范的竞争市场。、 6 发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。住宅产业化是我国住宅发展的必由之路，这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于工业化生产，标准化制作，与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。 随着钢结构建筑的发展，钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，同时，钢结构行业建筑规范、建筑的标准也将随之逐渐完善。相
钢结构房屋的特点与优点
钢结构房屋的特点与优点 钢结构房屋基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系，轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后，形成了非常坚固的"板肋结构体系"，这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力，适用于抗震烈度为8度以上的地区。抗风性：型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的五分之一，可抵抗每秒70米的飓风，使生命财产能得到有效的保护。耐久性：轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成，钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造，有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响，增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。保温性：采用的保温隔热材料以玻纤棉为主，具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板，有效的避免墙体的'冷桥'现象，达到了更好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m 厚的砖墙。隔音性：隔音效果是评估住宅的一个重要指标，轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音达40分贝以上；由轻钢龙骨、保温材料石膏板组成的墙体，其隔音效果可高达60分贝。健康性：干作业施工，减少废弃物对环境造成的污染，房屋钢结构材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合当前环保意识；所有材料为绿色建材，满足生态环境要求，有利于健康。舒适性：轻钢墙体采用高效节能体系，具有呼吸功能，可调节室内空气干湿度；屋顶具有通风功能，可以使屋内部上空形成流动的空气间，保证屋顶内部
的通风及散热需求。快捷：全部干作业施工，不受环境季节影响。一栋300平方米左右的建筑，只需5个工人30个工作日可以完成从地基到装修的全过程。环保：材料可100%回收，真正做到绿色无污染。节能：全部采用高效节能墙体，保温、隔热、隔音效果好，可达到50%的节能标准。
(完整版)钢结构发展历程
钢结构发展历程 从铁被人们发现开始，铁就与建筑有着紧密的关系，在人类建筑史上铁发挥着重要的作用。但是，大规模的运用钢铁作为建筑材料还是从近200年开始的。 我国古代有许多运用铁构件建造的建筑，如公元694年在洛阳建成的“天枢”和公元1061年在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔等。欧美等国在1840年之前多采用铸铁建造拱桥。在1840年后，随着铆钉连接和锻铁技术的发展，铸铁结构逐渐被锻铁结构取代，1846年到1850年英国人在威尔士修建的布里塔尼亚桥就是这方面的代表。该桥共有4跨，每跨均为箱型梁式结构，由锻铁型板和角铁经铆钉连接而成。直到1870年成功轧制出工字钢后，形成了工业化大批量生产钢材的能力，强度高韧性好的钢材才逐渐在建筑领域代替锻铁材料。20世纪初焊接技术和高强度螺栓的接连出现，极大的促进了钢结构的发展，除了欧洲和北美外，钢结构在前苏联和日本也获得了广泛应用，逐渐成为全世界所接受的重要的结构体系。 中国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000 多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19 世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而I 结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等，我国的人民大会堂钢屋架，北京和1海等地的体育馆的钢网架，陕西秦始皇兵马佣陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB 结构板，支撑、连接件等组成。所用的材料是定向刨花板，水泥纤维板，以及胶合板。在这些轻质楼迈特建筑轻钢结构住宅面上每平方米可承受316~365 公斤的荷载。的楼面结构体系重量仅为国内传统的混凝土楼板体系的四分之一到六分之一，但其楼面的结构高度将比普通混凝土板高100~120 毫米。 钢结构建筑的多少，标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度。进入2000 年以后，我国国民经济显著增长，因力明显增强，钢产量成为世界大因，在建筑中提出了要“积极、合理地用钢”，从此甩掉了“限制用钢”的束缚，
装配式钢结构住宅体系
（1）、MB-1体系 MB－1轻钢轻板低层装配式住宅按其市场定位可分为适用于农村经济住宅的MB－1A 型和适用于市郊豪华住宅的MB－1B型。 该体系采用薄壁轻钢龙骨为受力构件组成的空间桁架结构作为承重体系,并利用复合稻草板等轻质,环保材料作为围护结构，在现场能快速装配，并且室内外围护结构和装修材料及建筑设备均能配套成一条龙服务，尤其采用了高强耐候钢作为支承体，增加了建筑的耐久性,采用了英国引进技术的纸面草板（俗称稻草板），不仅在利用农业废料，在环境保护和综合利用上有较大的社会效益，同时，采用该种板后使建筑在节能、防火，提高了建筑的舒适性等方面，比一般同类建筑有更大的优点，对大面积的农村地区建筑可利用当地农业资源有之重要的意义。同时，所开发的MB-1A型的经济型建筑，利用薄壁工字钢的高强度，并将纸面草板嵌入中间的拼装方式，大大提高了建筑物的侧向抗力性能。这种类似于中国民间广泛应用的"立贴式"建筑，虽经几百年的沧桑，却"虽倾而不倒"。这次在江西的抗洪救灾房的实例中已经过了狂风的洗礼，其耐久性和完好型得到了广泛的认可。 （2）、MB-2体系 MB－2体系是适用于城市多、高层的建筑。MB－2轻钢轻板房屋体系是采用钢与混凝土组合框架结构作为承重体系，以轻质复合板材为围护结构，通过工业化生产的方式营造一种建筑产品。 在工厂中制作成各种构、配件，运至建设现场进行组装，是一种全新的工业化、标准化和集约化的房屋生产方式。 MB－2体系主要材料采用新型建材，如耐候钢、铝合金板、稻草板等，不用粘土砖，改革秦砖汉瓦； 整体刚度好,有利于抗震，每平方米建筑自重平均降低70％左右，约为混凝土结构的1/3； 干作业法，施工文明，施工速度比传统结构至少加快一倍，施工周期大为缩短，开发商资金投入回收快； 所有的购配件都在工厂中制作完成，其规格、质量、精度都能在工厂内通过质量管理体系得到保证； 复合围护结构传热系数完全符合节能住宅的标准，稻草板、石膏板与防水材料的复合使用，使防水、防火性能俱佳； 降低了基础费用，中高层、高层一般只需采用微型桩，总造价可与混凝土结构持平； 用户参与设计，按自己的意见进行灵活隔断。给排水管也可自由移动，为用户提供了创意空间。 （3）、稻草板简介 稻草板是在第一次世界大战期间，首先从瑞典发展起来的一种建筑板材，至90年代成为建筑行业广泛采用的一种新型建筑材料，现已普及到英国、美国、澳大利亚、巴基斯坦、泰国、委内瑞拉等许多国家。这种板材使用植物秸秆--稻草或麦草作原料，不添加粘结剂，不需切割粉碎，直接在成型机内以加热挤压的方式形成板材，并在表面粘上一层“护面纸”而成。 由于它的这种结构和成型特点，决定了它的生态优势； 其主要原料稻、麦草是取之不尽的一年生可再生资源；
国外钢结构建筑的发展历史
国内外钢结构建筑的发展历史 一、国外钢结构建筑的发展历史 最早在建造房屋中使用的金属结构可以追溯到18世纪未的英国。由于当时棉纺厂经常发生火灾，因而在厂房结构中采用了铁框架。100年后，美国的芝加哥学派建造了一批钢结构摩天大楼，法国工程师埃菲尔建造了著名的铁塔，金属建筑从此进入了第一个光辉时代。在那个时代，人们也建造金属结构的独户住宅，有些金属住宅，至今状态良好。 在以后的半个多世纪里，钢筋混凝土结构兴起，金属在建筑领域里失去了它的名声和魅力，主要用于建造工厂、飞机库等。 钢结构建筑在20世纪60年代再次开始新发展。建筑钢材获得了突破性进展，计算机也开始早期应用，金属建筑的各种结构体系日趋成熟。70年代法国蓬皮杜文化中心建成，高科技潮流开始出现；到80、90年代，雷诺汽车零件配送中心、香港汇丰银行、法国里昂机场TGV铁路客运站、日本关西国际机场等则把钢结构推向了一个新的高度。与此同时，建筑师们在中小型项目中，也把钢结构技艺发挥得淋漓尽致，如FRANCE建筑工作室设计的大学生餐厅、儒勒. 瓦尔纳中学、美国ABC公司制造的住宅等。特别值得指出的是，西方发达国家已提出预工程化金属建筑概念，预工程化金属建筑是指将建筑结构分成若干模块在工厂加工完成，从而使钢结构建筑的设计、加工和安装得以一体化，这就大大降低了建筑成本（比传统结构型式低10 ~20%），缩短了施工周期，使钢结构的综合优势更加明显。
在新结构方面，许多国家都加大了研究力度，现在人类已具有建造跨度超过1000m的超大型穹顶与高度超过1000m最高至4000m 的超高层建筑的能力。大跨度开合空间钢结构亦有较大的进展，1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶体育馆，跨度205m，能容纳7万人，屋盖关合后可做全封闭有空气调节的体育场。1993年建成的日本福冈室内体育场，直径222m，是当代世界上最大的开合空间钢结构。膜结构的发展亦令人瞩目，1992年在美国亚特兰大建成的奥运会主馆“佐治亚穹顶”，平面尺寸为240m×193m，是世界上最大跨度的索网与膜杂交结构屋顶。 由于科技之发展及钢材品质之进步，钢结构之重要性被先进国家所肯定，在欧洲、美洲、日本、台湾等地，厂房之兴建全部采用钢结构。而在一些先进城市，大楼、桥梁、大型公共工程，亦多采用钢结构建筑。最近10年，在美国，大约70% 的非民居和两层及以下的建筑均采用了轻钢刚架体系。 二、钢结构建筑的主要优点 1.强度高、刚度大、自重轻。大体而言钢结构与钢筋混凝土自重之比约为1:1 .6，而地震力=质量*地震加速度，故重量愈轻，地震力也减少。钢结构若以适当处理，对耐地震力更有效。同时还可以减少基础工程量和基础造价。 2.钢结构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制作，使质量容易保证，便于标准化及推广使用。
装配式钢结构住宅国内现状
装配式钢结构住宅国内现状
装配式钢结构住宅国内现状分析 ----周航（20120717）、曹勇（20120735）、董奇伟（20120732）、郭孜涛（20120739） 摘要：装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化发展需求，BIM提供了一种交互式的预制装配式住宅虚拟设计平台，本文介绍我国预制装配式钢结构住宅现状及未来发展。 引言 20世纪70年代至今，随着全球经济的快速发展，钢结构住宅在全球经济发达国家和地区得到了深入的发展，总体走向成熟。这些发达国家钢结构住宅的科研和工程应用起步较早，工业化水平已经很高。迄今为止，国外钢结构住宅已经形成了相当规模的产业化住宅体系，并且在住宅产业化生产方面的研究已经进入对住宅体系灵活性、多变性的研究阶段。这对我国住宅钢结构体系及其产业化的发展有很大的借鉴意义。 1 中国装配式钢结构住宅发展现状 装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化需求，且抗震性能优越、施工周期短、钢材可回收、综合技术经济指标好。但由于种种原因，我 贰
国在多高层住宅建筑中采用钢结构住宅的仅占了很小一部分，这其中既有人们传统观念难以接受的问题，也有预制装配式钢结构住宅自身的问题。 1.1 政策背景 我国住宅产业化的正式提出,始于1999年国务院办公厅转发建设部等八部委《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》，要求加快住宅建设从粗放型向集约型转变，推进住宅产业现代化，提高住宅质量，具体提出了发展钢结构的要求。国务院（1999）第72号文件更是为预制装配式钢结构住宅及其产业化的发展提供了前所未有的政策支持，该文件明确提出：发展预制装配式钢结构住宅，扩大预制装配式钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。 1.2 行业背景 2003年以来的大规模行业投资造成的钢铁行业产能严重过剩，2012年新开工面积负增长以及施工面积连续数月增速下降而压制了需求，国内外经济疲软导致家电、船舶、机械等涉钢商品消费萎靡。在供给端和需求端共同挤压下，钢铁行业已由微利运行进入亏损状态。虽然2012年四季度以来，伴随着全球经济环境好转，下游需求的整体好转支撑钢价逐步上涨，但总体来说，现阶段是一个发展钢结构住宅的好时机。 1.3 发展现状 我国钢结构住宅起步较晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。预制装配式钢结构住宅在国内起步更晚，观望者多，需求量少，实施者少。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速。 叁
钢结构住宅体系
二、钢结构房屋的抗震技术 （一）震害调查 由于地震通过地震波释放巨大的能量，因此发生地震时会对地面上的事物产生巨大的影响，从而造成人员伤亡和社会的物资财务损失。如1976年的唐山7.8级地震，使24.2万余人丧生，6.4万余人重伤，直接经济损失达100亿人民币；1995年日本阪神7.2级地震，四8420人，上45000人，直接经济损失达1213亿美元。最近的四川汶川地震已造成68516人遇难，365399人受伤，失踪19350人。直接经济损失约1500亿人民币。强烈的地震不仅造成了巨大的人员伤亡和经济损失，而且瞬间的灾难给人们精神上带来了强烈的恐惧。 面对强烈的地震作用，房屋的抗震性能就变得尤为重要。砌体与混凝土结构自身重量 较大且延性较低，在强烈的地震作用下，大量砌体与混凝土结构倒塌，破坏的钢筋混凝土 楼板和梁柱既造成了直接的人员伤亡，也给救援工作带了了很大的困难。 而钢结构的房屋自身重量轻且具有良好的延性，破坏较轻，1976年我国唐山地震、1985年墨西哥地震和1995年日本阪神地震，钢结构房屋的破坏程度远低于钢筋混凝土结 构房屋。 （二）钢结构房屋的抗震原理 1. 钢结构的优点 钢结构与传统的砖混结构和钢筋混凝土结构相比，在使用功能、设计、施工及综合经 济方面都具有优势，在住宅建筑中应用钢结构的优势主要体现在以下几方面： [4] （1）构件截面小，可增加大约5%的使用面积；可采用较大柱网尺寸，户内空间分隔 较为灵活。 （2）与钢结构配套的轻质墙板、复合楼板等新型材料，符合建筑节能和环保的要求， 可以达到节能50%的目标，极大地节约了我国相对人均短缺的能源； （3）钢构件及配套技术相应部件的绝大部分易于定型化、标准化，可采用工业化生产方式，实现构件的工厂预制和现场装配化施工；实现技术集成化，提高住宅的科技含量和使用功能，符合住宅产业化要求； （4）钢结构住宅体系工业化生产程度高，现场湿作业少，而且钢材本身可以再利用， 符合环保建筑的要求； （5）钢结构体系轻质高强，可减轻建筑结构自重的30%，提高住宅的抗震性能，并大 大降低基础的造价； （6）钢结构体系施工周期短，可以大大提高资金的投资效益； （7）钢结构住宅体系直接造价略高，但综合经济效益却明显好于传统的住宅体系； （8）易于改造和拆建，材料的回收和再生利用率高，符合可持续发展的要求。综上所述，钢结构住宅由于适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设 计、生产、施工、安装一体化，提高住宅产业化水平，因而在住宅市场中有良好的发展前 景。 2. 钢结构房屋的结构体系及其抗震性能 常用的钢结构体系有框架结构，框架支撑结构、框架－抗震墙板结构及筒体结构、巨 型框架结构等。 （1）钢框架结构体系 钢框架结构构造简单，传力明确，制作安装方便，建筑平面布置及窗的开设等有较大 的灵活性。在水平力的作用下，当楼层较少时，结构的侧向变形主要是剪切变形，及主要 有框架柱的弯曲变形和节点的转角所引起；当层数较多时，框架柱的轴向变形所引起的结 构整体弯曲而产生的侧移明显增大，结构的侧向变形为弯剪形。由此看出，纯框架结构的
装配式钢结构介绍
装配式钢结构介绍 住宅产业化综合效益:钢结构体系 我国现有的装配式钢结构体系住宅形式、工艺与特点介绍一、钢结构住宅体系概念及特点 1.1 钢结构住宅体系概述 各国对住宅体系的理解和做法不尽相同，但一般是指住宅的主体工程，由于选用不同的结构材料、结构类型和施工方法而形成的不同住宅产品，并构成相应的若干从设计到建造的成套技术。钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一个分支。通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。钢结构住宅产业化是钢结构住宅发展的趋势。 1.2 钢结构住宅体系的特点 钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点: (1)重量轻、强度高。由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。同时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能满足用户的不同需求。 2)工业化程度高，符合产业化要求。钢结构住宅的结构构件大多在工厂(
制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。 (3)施工周期短。一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比，一般可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。 (4)抗震性能好。由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构强度高、延性好、自重轻，可以大大改善结构的受力性能，尤其是抗震性能。从国内外震后情况来看，钢结构住宅建筑倒塌数量很少。 (5)符合建筑节能发展方向。用钢材作框架，保温墙板作围护结构，可替代粘土砖，减少了水泥、砂、石、石灰的用量，减轻了对不可再生资源的破坏。现场湿法施工减少，施工环境较好。同时，钢材可以回收再利用，建造和拆除时对环境污染小，其节能指标可达50%以上，属于绿色环保建筑体系。 (6)钢结构在住宅中的应用，为我国钢铁工业打开了新的应用市场。还可以带动相关新型建筑材料的研究和应用。 1 2013 我国现有的装配式钢结构住宅形式、工艺与特点介绍 二、国内外钢结构住宅发展历史 2.1装配式钢结构体系住宅在国外的发展历史与现状 20世纪初，随着工业革命的开始，一些发达国家的钢铁工业规模迅速扩大，钢结构住宅得到初步发展。时至今日，钢结构住宅技术在世界发达国家的发展历史己
装配式钢结构住宅国内现状
分析 ----周航（）、曹勇（）、董奇伟（）、郭孜涛（） 摘要：装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化发展需求，BIM提供了一种交互式的预制装配式住宅虚拟设计平台，本文介绍我国预制装配式钢结构住宅现状及未来发展。 引言 20世纪70年代至今，随着全球经济的快速发展，钢结构住宅在全球经济发达国家和地区得到了深入的发展，总体走向成熟。这些发达国家钢结构住宅的科研和工程应用起步较早，工业化水平已经很高。迄今为止，国外钢结构住宅已经形成了相当规模的产业化住宅体系，并且在住宅产业化生产方面的研究已经进入对住宅体系灵活性、多变性的研究阶段。这对我国住宅钢结构体系及其产业化的发展有很大的借鉴意义。 1 中国装配式钢结构住宅发展现状 装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化需求，且抗震性能优越、施工周期短、钢材可回收、综合技术经济指标好。但由于种种原因，我国在多高层住宅建筑中采用钢结构住宅的仅占了很小一部分，这其中既有人们传统观念难以接受的问题，也有预制装配式钢结构住宅自身的问题。 1.1 政策背景 我国住宅产业化的正式提出,始于1999年国务院办公厅转发建设部等八部委《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》，要求加快住宅建设从粗放型向集约型转变，推进住宅产业现代化，提高住宅质量，具体提出了发展钢结
构的要求。国务院（1999）第72号文件更是为预制装配式钢结构住宅及其产业化的发展提供了前所未有的政策支持，该文件明确提出：发展预制装配式钢结构住宅，扩大预制装配式钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。 1.2 行业背景 2003年以来的大规模行业投资造成的钢铁行业产能严重过剩，2012年新开工面积负增长以及施工面积连续数月增速下降而压制了需求，国内外经济疲软导致家电、船舶、机械等涉钢商品消费萎靡。在供给端和需求端共同挤压下，钢铁行业已由微利运行进入亏损状态。虽然2012年四季度以来，伴随着全球经济环境好转，下游需求的整体好转支撑钢价逐步上涨，但总体来说，现阶段是一个发展钢结构住宅的好时机。 1.3 发展现状 我国钢结构住宅起步较晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。预制装配式钢结构住宅在国内起步更晚，观望者多，需求量少，实施者少。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速。 2 国内装配式钢结构住宅主要实践 钢结构建筑市场兴起于上海和广东，现在虽已遍布全国，但因地域经济发展不平衡，可将其分为北京、上海、苏杭、粤闽、天津等五大区域。钢结构建筑企业主要分布在东南沿海地区的主要城市，如上海、杭州萧山、东莞和无锡等大中城市，而在东北、西北、西南和华中地区，钢结构住宅发展缓慢，有些城市还处于起步阶段。
轻钢结构住宅性能主要特点(精)
轻钢结构住宅性能主要特点防腐蚀性能 由于我国幅员辽阔,建筑设计材料需要满足各个地区、各种环境的要求。参照国家颁布的标准,对于高腐蚀性地区或特殊建筑物,镀锌量应不低于275g/㎡(双面或镀铝锌150g/㎡(双面,并应满足现行国家或行业标准的规定。这一规定与澳洲的规定一致。 根据博思格钢铁澳洲研发中心的研究数据分析,镀锌钢板和镀铝锌钢板作为结构使用与暴露在建筑外部,镀层消耗的速度会有很大的差别。即使在同一个建筑物内部,由于建筑各部分密封效果各不相同,造成大气腐蚀环境的不一致。由于镀铝锌镀层表面有铝和锌两种材料,铝更加容易被腐蚀,产生极其致密的AL2O3,这些铝的氧化物覆盖在钢板表层,更好地隔绝了镀层钢板与外界腐蚀环境的接触。因此镀铝锌层在室内环境中的预测寿命远远长于我们要求的结构寿命,可达到200年以上;即使在通风环境很不好的板材之间,预测寿命也能达到75年。 结构性能 (1轻质楼盖系统 其楼盖由冷弯薄壁C型钢楼面梁与铺于楼面梁上的结构面板组成。楼面梁一般跨度为3.6m~6.0m,楼面梁高为200~300mm,楼面梁间距为600毫米。楼面梁腹板上预开孔,这样对于管线的穿越与布置极为方便。结构面板通常采用定向刨花板;也可以选择在定向刨花板上再浇筑40mm的细石混凝土。轻质楼盖根据不同的设计要求,每平方米可承受最大500公斤的荷载。 (2墙体结构 承重墙由立柱、顶导梁和底导梁、支撑、墙体结构面板组成。立柱为C形轻钢构件,其壁厚根据所受的荷载而定,通常为0.75~2mm,立柱间距一般为400~600mm,立柱的下端为开口朝上的底导梁,立柱上端为开口向下的顶导梁;为提高墙柱的稳定性,一般墙柱高度范围内设1~2道水平钢拉条或撑杆。这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递竖向荷载,且布置方便。
高层钢结构住宅施工注意事项
高层钢结构住宅施工注意事项 随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，我国高层建筑建设持续空前发展。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。中国已成为第一产钢大国，钢结构住宅适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高建筑产业化水平。钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国，战后经过经济恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力：工程建设日益增加，相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容：（1）做好施工前的准备工作；（2）塔吊的选择与布置；（3）严格原材料；（4）钢构件验收；（5）螺栓安装；（6）钢柱安装；（7）焊接；（8）门窗工程安装。 一、做好施工前的准备工作 首先是强化施工图纸的会审工作，图纸是工程施工的依据，工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。同时，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计，施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此，钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点，主要内容有：①质量保证体系和技术管理体系的建立；②特殊工种的培训合格证和上岗证；③新工艺的应用；④对工程项目的针对性；⑤质量、进度控制的措施和方法；⑥施工计划（工期）的安排。 二、塔吊的选择与布置 塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。 三、严格原材料 钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中，首先钢筋的质量证明文件应齐全有效，且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证，材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢，其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的倍，套筒长为钢筋直径的二倍。 四、钢构件验收
钢结构住宅的优点和缺点
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 钢结构住宅的优点和缺点 钢结构住宅是指以钢材作为建筑承重梁柱的民用住宅建筑，按高度可分为低层钢结构住宅和高层钢结构住宅，低层钢结构住宅一般采用轻型钢为原材料，高层钢结构住宅采用重型钢为原材料，确保住宅安全、稳固。钢结构住宅作为住宅市场的一支新生力量，在住宅建筑市场中体现出独特的优势。 钢结构住宅的优点： 1、安全可靠：以钢材为主要建材的住宅单位体积承载力高，较传统的砖木和砖混技术更稳定、更牢固，抗震性能、抗风性能、防水防火性能都要好，配合其他新型材料使用还拥有隔热、隔音功能。钢材具有很好的延性，能较好的消耗地震带来的能量，所以抗震性能好，结构安全度高，保证了住宅的安全性。 2、综合造价低：仅仅就造价看，钢结构住宅似乎是高了些，但是综合了建筑的全部生命周期、钢结构住宅的节能、环保等效益，再加上钢结构建筑的材料基本可以永远循环利用的话，钢结构住宅的造价一点也不高。 3、施工便捷工期短：这是钢结构住宅和传统住宅的最大不同点，传统砖混结构要考虑到混凝土的凝固时间问题，而钢结构构件是在工厂制作完成，只需要将这些构件拼接完成即可，这样就就大大减少了现场工作量，缩短施工工期，减少了对周围居民的影响，同时减轻了对周围环境的污染。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期可缩短1/3，而且可节省支模材料。 4、绿色环保可持续：所有住宅都有一定的使用寿命，一般砖混结构的住宅拆除的原材料无法再利用，而且会产生大量垃圾污染环境。钢结构住宅的钢材可以100%回收，实现循环利用，建造和拆除时对环境污染较少，符合住宅产业化和可持续发展的要求。 5、合理利用空间： （1）能合理布置功能区间 利用钢材强度高的特点，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（砖混结构、砼结构）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，不但影响美观，而且自重增大，增加造价，购房者在二次装饰时，经常由于自行改变墙体位置，增加隐患。 （2）空间利用率高 在空间使用率上，钢结构的断面小，与钢筋混凝土结构相比可增加5%-8%有效建筑面积。在建筑风格上，钢结构建筑也更显灵活丰富，户内空间可多方案分割，可以满足不同用户的需求。自重轻、抗震性、有隔温、防水、隔热、隔音的功能 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
转ABC美式轻型钢结构住宅体系介绍
转ABC美式轻型钢结构住宅体系介绍 2008-04-08 06:21 各种冷弯型钢可以组合成不同断面的梁、柱，布置很灵活，通常，这种体系的住宅最大宽度和长度可以做到11m X 18m以上，房间内的分隔也非常灵活。除了结构与基础间要布置12-16mm直径的锚栓外，钢骨与钢骨之间的连接以及结构板材或饰面板材与钢骨之间的连接全部采用自攻螺钉或普通铁钉，结构连接很方便。 3 材料、耐久性与适用性 建筑领域的革新与进步，往往表现为建筑材料方面的创新。新型的钢结构低层住宅体系，除却主要采用钢骨作为承力构件以外，在其他维护和装饰材料的选择上，也有自己的特点，他主要强调以下几方面：高性能，轻质，工厂定制。 1）钢骨构件 住低层宅结构用钢的强度指标一般达到230Mpa或340Mpa，厚0.46mm-2.5mm，由钢板压制成C型、U型或者L型。钢材比其他传统的建筑材料都高，材质更均匀可*，合理设计可以确保结构的安全。人们比较关心的是：钢给人冰冷的感觉，居住舒适吗？传音防火防腐问题怎么解决？ 图3 楼板钢骨构件 事实上，钢骨构件完全封闭在维护材料里，居住空间里感觉不到钢铁的存在；体系中选用的维护材料都满足防火的要求，这在火灾条件下可以保护钢骨，使其在设计的时间内保持正常工作。 图4 屋面钢骨构件
生产钢骨构件的钢板在滚轧成型之前一般要经过一个热浸过程，形成含锌金属镀层以防止钢材锈蚀。金属镀层钢板在建筑施工期间或完工后在设计的寿命期间是不会锈蚀的，即使钢材被擦伤，凹下，切割或冲压，镀层会继续保护外露的部分，因为原电池反应使锌在几毫米范围的裸露金属表面重新形成新的保护层。 图5 墙体钢骨构件 通常，设计师会选用不同镀层厚度的镀锌钢板，或者镀铝锌或镀锌铝钢板，他们在室内环境（如墙和楼板骨架）下不易腐蚀。研究表明位于乡村、大城市、海滨和工业环境里的住宅，锌的腐蚀低于0.1 μm/每三年。因而用于住宅的G60镀锌钢板（镀层厚13 μm）在50年设计基准期内就可以完成使命，如果选用G90镀锌钢板，或者耐腐蚀能力更强的镀铝锌或镀锌铝钢板，就可以获得更长的使用寿命。 2）维护结构及饰面板材 体系中板材起着及其重要的维护、防护以及分隔作用。其中结构性板材主要指外墙、屋面和楼面用板材，与钢骨构成膈板，承受面内力的作用。北美地区广泛应用的是防水防腐处理过的厚度不小于11mm的定向刨花板（OSB）或厚度不小于12mm的胶合板。厨房及卫生间的墙面可采用防水石膏板或其他防水、防火板材，地面有时也可现浇一薄层混凝土。 图6 楼面铺OSB板
钢结构住宅发展及应用前景
钢结构住宅发展及应用前景 摘要：钢结构是建筑工程中很重要的结构形式之一，文章对我国钢结构住宅的特点和优势进行了简要分析，并就其发展现状和尚需解决的问题进行了阐述和总结。钢结构住宅是目前我国住宅工业化的发展方向, 因其材料和结构形式的特点,钢结构住宅有非常广泛的应用前景,应该大力推广运用此技术。 关键词：钢结构住宅发展 一、国内外钢结构住宅发展状况 现代轻钢结构房屋建筑体系诞生于20世纪初，在二战期间得到快速发展。其间多用于对施工速度要求很高的战地机库、军营等；40年代出现了门式刚架结构；60年代开始大量应用由彩色压型板及冷弯薄壁型钢檩条组成的轻质围护体系。目前轻钢结构已成为发达国家的主要建筑结构形式。近2年来，世界钢铁总量的增加和国际军需用钢量的下降，促使各国拓展钢结构使用X围，各国建筑用钢量在钢材总耗量中的比例明显提高，一般在30%左右，日本在50%左右。美国、瑞典、日本等国家钢结构用钢量已占钢材产量的30%以上，钢结构面积约占到总建筑面积40%以上。 我国钢结构住宅正处在起步阶段，为促进我国钢结构住宅产业化发展，建设部于2002年发布了《钢结构住宅产业化技术导则》，并评审通过了三批共36项钢结构住宅科研项目立项和赛博思金属结构工程管理公司的第一个建设部钢结构住宅产业化科技示X工程。我国“十五”期间计划每年建筑用钢量将占全国钢材总产量的3%, ；到2015年将达到钢材总产量的6%，这是已经公布的《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》明确提出的发展目标。在这些措施有力的推动下，日前我国钢结构住宅的开发应用已呈现出更为活跃的趋势。 二、钢结构住宅的自身优势 1钢结构具有许多优点：首先，重量轻、强度高。用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的1/2左右，砖混结构的1/4~1/6比起传统的结构，可以更好地满足建筑上大开间、灵活分隔的要求，并可以提高使用面积率5%~8%。 2抗震性能好，其延性比钢筋混凝土好。钢结构属于柔性结构、自重轻, 因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度, 有利于抗震。我国是一个多地震区国家, 在地震区建筑中应推广应用钢结构住宅, 可以大大减少地震灾害和人员伤亡。 3钢结构构件在工厂制作，减少现场工作量，缩短施工工期，符合产业化要求。钢结构工厂制作质量可靠，尺寸精确，安装方便，易与相关部门配合。 4钢材可以回收，建造和拆除时对环境污染较少。我国地域X围广，气候条件差别大，经济发展也不一样，住宅建筑应多元化、个性化发展，不能搞一刀切，盲目上马不对，否定优势更不对。我们提倡使用钢结构住宅.，并不是混凝土或其他材料不好，而是应该把材料应用在最合理的地方。钢结构住宅是住宅建筑的一个分支，但不是，也永远不会是全部。比如在经济发达的城区，又处于地震烈度较高地区，现场施工条件差，但要求工期很短，就适合使用钢结构住宅。在沿海一带，地下淤泥深，上部荷载又大用，用钢筋混凝土不如用钢结构合适。钢结构住宅的合理性更多的是从综合经济效益出发考虑。比如宝钢工程建设，土建部分投资占总投资不到10%，主体投资在工艺设备上，工程早一天投产，将产生重大经济效益，所以工程速度和质量更重要，这样使用钢结构就很实际，很合理。搞钢结构住宅要脚踏实地做工作，要因地制宜，不能一哄而上，不能为钢结构而搞钢结构。 三、我国已经完全具备了发展钢结构住宅的条件 1我国经济正以7％以上的速度持续发展，住宅建设逐步成为国民经济的支柱产业。预计10年内将新建住宅56亿平米，如按年竣工面积1％-5％采用钢结构计算，每年钢结构住宅的建筑面积将达到560万-2800万平米。需用钢材28万吨~140万吨/年。 21996年我国钢产量达到1亿吨后，到2002年底已经上升到1.9218亿吨,今年预计将达到2.16亿吨。2002年中国钢材消费超过美国和日本的总和。2002年中国钢材市场销售旺盛。建筑钢材数量、品种、质量基本满足钢结构住宅建筑的需要。中国加入WTO后，建筑钢材品种更丰富，价格更合理。品种结构出现新变化，新产品开发力度加大。热轧H型钢从零开始到2002年底达到100多万吨。其他钢结构用的中厚板、型钢、钢管、冷弯型钢及涂镀