現代鋼結構的設計理論日益精確成熟，施工過程及施工技術日益復雜化，傳統的施工技術和施工過程驗算方法已不能滿足現代大型復雜建筑施工的需要，現代工程施工中事故時有發生，直接影響人民生命財產安全及工程建設速度。據統計，全國近十年來的357起結構物倒塌事故中有78%是在施工過程中發生的，其中由于設計中未考慮施工過程中的諸多影響因素或由于對施工過程中出現的復雜與突發情況未進行應有的計算分析是主因。因此強化鋼結構住宅的建筑設計理念是建筑施工安全的保障。

　　1鋼結構體系住宅在平面及空間設計上的特點

　　1.1優點

　　鋼結構住宅通常為框架體系，結構體系與圍護體系完全分開，兩者相互獨立，圍護墻體可以根據需要靈活設置，建筑空間處理的任意性大大高于以墻體承重為主的傳統住宅。同時，鋼框架由于剛度較大，結構構件均較為纖細，可以節約出更大的有效空間。

　　1.2不足

　　框架體系在空間處理上也會有一定障礙。鋼柱截面通常會大于墻體寬度，且形狀(H型、箱型、圓形)無法做成混凝土框架結構中的異型柱，因而會突出墻面之外，對空間形狀的完整性及家具擺放造成一定影響。純鋼框架結構考慮抗震而設置的側向支撐，使房間墻體上門窗洞口的開設受到限制。

　　1.3建筑鋼結構施工技術的發展

　　傳統上人為地將結構設計和施工分為兩個相互獨立的過程，設計人員通常不參與結構的施工驗算，也不考慮施工過程對結構受力和變形的影響。已經是緊密關聯、相互影響的，不同的施工方法將對結構的內力和變形產生不同的影響，有時甚至可能會導致原結構設計的改變。因而，設計必須同時考慮施工過程中結構的力學性態。

　　2鋼結構住宅的主要特點及結構體系

　　2.1鋼結構住宅的主要特點

　　鋼結構住宅產業化技術，具有高科技、高性能、高效率、大規模、資源消耗低、環境污染少、現場占用施工面少、安裝簡單方便、節能省地、利廢環保、造價適宜的諸多優勢。鋼結構住宅的主要特點表現在：

　　(1)鋼結構的突出優點是延性好，抗震性能優越，對于我國這樣多地震災害的國家來說，可以明顯減輕地震發生時的損失。

　　(2)鋼結構的隔熱保溫性能好，有利于建筑節能，同時鋼材可回收利用。

　　(3)鋼結構的柱、梁、墻、樓層板的截面積小，可增加實用面積8%～12%，墻體材料多以粉煤灰、廢礦渣、農作物桿等利廢環保可重復、可再生、可循環的保溫材料，有效的節約土地和能源。

　　(4)鋼結構的自重輕，是傳統建筑的三分之一到五分之一，安全性和抗震性好，制造安裝工期短，可節省原材料資源消耗，提升住宅的性能價格比。

　　2.2鋼結構住宅的結構體系

　　鋼結構住宅根據高度或層數的不同，采用不同的結構體系。三層及三層以下鋼結構住宅宜采用輕鋼結構體系;4～6層的多層住宅，一般可采用：鋼框架體系、鋼框架——剪力墻體系、鋼框架支撐體系;7～12層中高層住宅可采用鋼框架——混凝土核心筒(剪力墻)體系及鋼框架——支撐體系，也可采用鋼管混凝土柱組合框架——混凝土核心簡體系;但框架體系抗側移剛度小，在風荷載、地震作用下，其層間側移和總位移較大，故需設置各種抗側向應力體系。

　　(1)低層輕鋼結構住宅體系

　　低層輕鋼結構住宅一般指平面較小、三層及三層以下住宅(可帶一層地下室)。在風荷載和地震作用較大的地區常需設置必要的支撐。低層輕鋼結構住宅可為獨立式或聯排式小住宅。

　　(2)鋼框架——核心筒結構體系

　　鋼框架——核心筒結構對于多高層住宅而言是一種較好的結構形式。其優點是結構受力分工明確，核心筒抗側移剛度強。可有效避免其他結構形式因施工不當容易滲水造成的鋼構件銹蝕，而且可采用滑模施工，進度快。

　　(3)主體鋼結構體系

　　住宅建筑結構體系的確定，對于住宅結構需要滿足的安全性、耐久性、舒適性、經濟性和成套性的要求是非常重要的。但是當結構高度或層高較大時，需設置各種側向支撐，可以結合電梯井、樓梯間的布置，采用框架支撐、框架-剪力墻、空間錯列桁架結構體系等新體系，以確保對結構水平位移的嚴格控制。

　　3鋼結構對材料性能的要求

　　國民經濟建設的各行各業幾乎都需要鋼材，但由于各自用途不同，對鋼材性能的要求也各異。用作建筑鋼結構的鋼材必須具有以下性能：

　　2.1抗拉強度和屈服點達到設計要求

　　屈服點高可以減小構件截面，減輕結構自重，節約鋼材，降低造價。抗拉強度高可以增加結構的安全儲備，提高結構的可靠性。

　　2.2鋼材的塑性、韌性及耐疲勞性能

　　較好的塑性可以使結構在破壞前產生較大變形，給人以明顯的破壞預兆，從而可以使人們及時發現和采取補救措施，減少損失。較好的韌性可以使結構在動力沖擊荷載作用下破壞時吸收較多的能量，降低脆性破壞的危險程度。較好的耐疲勞性能可以使結構具有較強的抵抗重復荷載的能力。

　　2.3良好的加工性能

　　良好的加工性能包括冷加工性能、熱加工性能和可焊性。建筑鋼結構所采用的鋼材不但要易于加工成各種形式的結構和構件，而且不致因加工而對結構或構件的強度、塑性、韌性以及耐疲勞性能造成過大的不利影響。

　　當然，在符合上述性能的條件下，同其他建材一樣，建筑鋼結構用鋼還應該易于生產，價格便宜，以降低造價。可供建筑鋼結構用鋼的品種包括普通大型材、普通中型材、普通小型材、冷彎型鋼材、線材、各種厚度鋼板、無縫鋼管、焊接鋼管等。

　　4鋼結構住宅的建筑設計理念

　　4.1合理調整梁、柱與圍護分隔墻體的位置，以保證主要空間的完整性

　　通常居住者都希望房間規矩平整，沒有梁、柱等突出物，但框架體系的梁柱截面不可避免地會寬于墻體厚度，建筑設計中常采用將隔墻置于框架梁柱一側的方法，以保證主要空間(如起居室、臥室)的平整性，而將梁、柱盡量突出于次要空間中(如儲藏室、衛生間、廚房等)。另一種做法是將柱子與墻體脫開，獨立在外墻外側，避免了結構柱對外墻內表面的干擾，同時還可行成別具一格的立面風格。

　　4.2隱梁式結構體系

　　從結構體系人手，以改變結構構造方式來達到室內空間無梁，保證使用空間的完整連續性。具體做法是：將樓板擱置在結構鋼梁的下翼緣，樓板的厚度等同于梁高。首先為控制樓板的整體厚度，必須盡量減小梁高，以普通住宅2.8m層高為例，樓板厚度不應大于200mm，根據鋼結構框架梁高跨比約1：20，柱網跨度尺寸只能達到約4m×4m，這一柱網尺寸在開間方向上尚可，而進深方向上則無法滿足使用需要，直接結果是要增加柱子。其次，鋼梁打斷了樓板的連續性，對抗震不利，也妨礙地面設備走線。鋼梁腹板開孔的大小需經結構確認(洞口直徑大于1/3梁高，需做局部加固)，對樓板埋設管線的數量和管徑會有限制。

　　4.3利用框架梁柱設置管線夾墻

　　這是一種逆向思維的設計方式。采用加厚墻體，做雙層夾墻的方法來隱藏結構構件。這種方式對于外墻和分戶墻較為合適，用于戶內隔墻，則會降低住宅使用率，同時還增加造價。

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