劉強

摘要：文章重點討論了鋼結構住宅結構設計過程中若干值得注意的問題并探討相應對策。包括鋼結構住宅結構體系的布置、構件的截面選擇、不同節(jié)點形式的比較和選取，墻體材料ALC板的特點，衛(wèi)生間、廚房的防水設計和在平面中位置的選擇，為了克服鋼樓梯傳音效果好的缺點，提出了一種施工簡捷、值得推廣的樓梯做法以及壓型鋼板混凝土組合樓蓋體系的構造要求等。

關鍵字：結構設計；鋼結構；住宅

2001 年經國家經貿委批準，將“輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發(fā)和應用”作為我國建筑業(yè)用鋼的突破點，正式列入國家級重點技術創(chuàng)新項目，鋼結構住宅引起社會各界廣泛關注。現(xiàn)在，建設部科技司組織的36 項鋼結構住宅建筑體系及關鍵技術研究課題，正在深入開展攻克關鍵技術、總結試點工程經驗進一步推廣階段。目前在北京、天津、山東萊蕪、安徽馬鞍山、南京、上海、廣州和深圳等地開展低層、多層、高層鋼結構住宅試點工程，已建成100 多萬平米。在鋼結構住宅試點示范工程實施中，各有關設計、供應商、房地產公司等克服了各種困難，做了大量工作，取得了顯著的成績。

一、住宅鋼結構體系的組成

住宅鋼結構體系主要有支撐骨架系統(tǒng)、維護骨架系統(tǒng)、輕質墻體、裝飾外墻、樓層板、屋頂、門窗及樓梯等幾大部分組成。主要承內閣墻體系以及樓板體系，其具體內容可分為：

鋼結構體系鋼結構形成有多種，但就用于住宅的主要分為鋼框架體系，鋼支撐框架混凝土剪力墻體系，錯層桁架體系，巨型結構加子結構體系等。從構件的截面形式上可分為：冷軋H 型截面，焊接H 型截面，焊接箱型截面，冷彎薄壁方鋼管內灌砼，冷彎C 型截面，圓鋼管內灌砼等，各種形式的優(yōu)缺點見表1。鋼結構的防火措施主要有：防火噴漆，防火板外包，耐火鋼。

（二）維護結構體系

外維護結構主要采用的墻板有輕混凝土板，太空板，水泥刨花板，夾心板等，內墻采用輕砼板，石膏板，水泥刨花板，稻草板等。

（三）樓板結構體系

樓板主要有壓型鋼板預先澆砼組合樓板以及預制輕砼板等。

在設計過程中選用何種體系。應該綜合考慮多方面的因素，例如突出鋼結構優(yōu)勢的大柱網因素和適應現(xiàn)代人生活需要的大開間、易改變的布置因素。為了使結構經濟合理，多層鋼結構住宅對結構布置有些要求。當然，這些要求不是絕對的。而是在可能條件下這樣做會更經濟，更合理。主要是：采用矩形平面或內矩形平面單元組成的建筑平面；框架柱在房屋橫向宜成列布置；將支撐或桁架腹桿設在無孔口的分戶墻中：采用問隔桁架體系時，房屋縱向走廊宜在橫向精了架的中部。

二、鋼結構住宅設計中若干值得注意的問題討論

在選擇了合適的結構體系、柱網布置以后，在設計過程中還要有以下幾個值得注意的問題：

（一）節(jié)點設計

鋼結構體系當中，節(jié)點的設計和構件的設計具有同等的蘑要性，因此必須給予充分的重視。鋼結構的節(jié)點設計包括粱一柱節(jié)點、梁一梁節(jié)點、柱一柱節(jié)點、柱腳節(jié)點、柱帽節(jié)點等。設計時應確保節(jié)點的安全可靠，并盡量采用簡捷、穩(wěn)定、可靠的施工工藝，減少或避免現(xiàn)場的焊縫連接。鋼節(jié)點的形式按傳力特性大體可以分為三類：鉸節(jié)點、半剛性節(jié)點、剛性節(jié)點。剛性、鉸接節(jié)點的受力性能、施工工藝研究得比較成熟，因此在工程中取得了廣泛的應用。

采用的幾種粱一柱節(jié)點連接形式。由結構布置分析，考慮工程實際情況，在設計時，多層房屋鋼結構柱多采用焊接工字形或箱形截面，由于焊接工字形截面腹板比較薄，故在此弱軸方向與粱的連接多采用鉸接，而強軸方向則采用剛接形式。

（二）墻體材料的選取

一般來說，為了突出鋼結構自重輕、布置靈活、可改性好的特點，鋼結構住宅不宜采用傳統(tǒng)的黏土磚或其它自鶯較大的材料。通常采用輕質材料，比如：空心混凝土砌塊、加氣混凝土、壓型鋼板加輕質保溫材料組成的復合墻體、OSB板、CS板等。目前使用的比較多的是蒸壓輕質加氣混凝土板（Autoclaved Lightweight Concrete）簡稱ALC板（塊）。這種材料質地較輕，具有較好的防水，防滲透能力，保溫性能好.隔聲效果與一般混凝土空心砌塊相當，自身的強度高，施工方便、快捷。無論傲外墻還是內隔墻效果都比較理想。

（三）衛(wèi)生間、廚房設計

衛(wèi)生間和廚房的設計是鋼結構設計過程中比較重要的環(huán)節(jié)。因為鋼結構材料的防腐能力相對較弱，而衛(wèi)生間和廚房是住宅中用水最多的地方，所以這兩處的防水處理十分重要。在其它建筑體系中，防水有兩種方法：結構防水和材料防水。在鋼結構中，結構防水的效果比較好。正如前文指出，框架一核心筒結構體系把衛(wèi)生問和廚房放在核心筒內，具有良好的防水性能。對于其它結構體系要根據工程實際情況而定，比如對于框架一支攆體系采用壓型鋼板混凝土組合樓板時，通常在墻角處將混凝土上翻100——150mm。由于目前鋼結構住宅的工程實例不是很多，故這方面還有待進一步研究、開發(fā)。

（四）樓梯

對其它類型鋼結構建筑的樓梯大都采用鋼樓梯，而住宅體系中則基本不用，原因是鋼樓梯的傳音效果較好。故鋼結構住宅中常常采用混凝土樓梯或者壓型鋼板混凝土組合樓梯。在設計時要注意樓梯梁的放置位置和處理，因為通常情況下，這里會出現(xiàn)梁一梁連接，這種連接會使得被連接梁承受集中荷載，這樣該梁比較容易發(fā)生局部失穩(wěn)。

（五）樓蓋體系

多層鋼結構住宅房屋的樓板不僅起著傳遞豎向荷載的作用；在水平荷載作用下，還起著

保證抗側力構件空間協(xié)調的作用。因此，樓板必須有足夠的承載力、剛度和整體性。目前，

鋼結構住宅中較多地采用壓型鋼板混凝土組合樓板。由于組合樓板擔負著傳遞水平力的作

用，故而鋼梁與壓型鋼板連接處應設置必要的栓釘，壓型鋼板組合樓板有蝶型壓型鋼板樓板、

勁扣式壓型鋼板樓板等，對鋼結構住宅可采用勁扣式壓型鋼板，其內口封閉，平整的板底外

觀不需要再做吊頂。

（六）防火防腐做法

從施工等角度考慮，多層住宅中可根據鋼結構的部位不同分別采用厚型或薄型防火涂料，并在露明部位加涂裝飾漆來防火。鋼結構的防腐一般采用工廠制作時涂刷防銹漆解決，除這種必須采取的防銹措施外，尚應注意構造防腐，即設計中盡量避免出現(xiàn)難于檢查、清刷和油漆之處，避免出現(xiàn)能積留濕氣和大量灰塵的死角或凹槽。這些構造措施可為減緩鋼結構的銹蝕速度創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，對鋼結構防腐起著積極的作用。

三、結束語

本文介紹了鋼結構住宅結構設計過程中應該注意的幾點問題和相應的解決方法。鋼結構住宅結構體系在我國正處于一個起步階段，國家政策的導向，國民生活的提高對住宅提出的要求等為鋼結構住宅結構體系的發(fā)展和應用提供了非常廣闊的前景，全國各種鋼結構住宅設計、開發(fā)施工公司有如雨后春筍。我國鋼結構住宅正得到大力地發(fā)展，但從建筑、結構設計到制作安裝，各個環(huán)節(jié)我們都與國外先進水平有很大的差距。作為設計人員，應在工作中應該腳踏實地的積極創(chuàng)新；專業(yè)研究人員則應對鋼結構設計理論和設計方法進行深入系統(tǒng)的研究。

參考文獻：

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[2]姜學詩，鋼結構房屋結構設計中常見問題分析[J]；建筑結構，2003，06.