探究钢结构在现代住宅中的应用

探究钢结构在现代住宅中的应用

谢伟

广州市森宏钢结构有限公司广东广州510000

摘要：随着我国当前现代住宅大量建设，钢结构工程逐渐在民用住宅建筑中推广应用，在应用过程中钢结构的优点显现出来，获得建设各方的青睐。从近年来的钢结构工程应用水平和施工经验来看，钢结构工程的应用还在刚起步阶段。在现代住宅的建筑施工中采用钢结构成为当前建筑行业中值得研究的重要课题之一。本文分析了现代住宅建筑钢结构工程主要特点，对住宅中应用钢结构的技术要点和施工流程进行初步探究。

关键词：钢结构；现代住宅；应用

一、引言

经过多年的快速发展我国的建筑行业成为国民经济的重要贡献力量，取得了很大的成就，大量住宅建成为居民提供了良好的居住环境，提高了居民的生活水准。随着我国钢铁生产量成为世界第一，钢结构的建筑应用也得到了大力应用和推广，钢结构在住宅工程中由于具备强度较好，施工进度快、防震能力强等特点，成为住宅工程建设中的时代新宠儿，钢结构工程得到相关部门和建设各方的大力支持和推广。

二、钢结构在住宅建筑应用的主要特点

钢结构工程在住宅建筑中主要有如下多方面特点：

1、钢结构具备较好的力学性能，质量较轻，在近年来大量的住宅建筑工程中受到各界的青睐，尤其是大量高层住宅建筑、大跨度的建筑中可以直接应用钢结构技术，钢结构自身可以承载较强的主体结构荷载和施工重载，施工过程与传统的混凝土结构工程相比，无须支模、拆模，施工速度快，也降低了施工造价，钢结构通常在加工厂直接生产完毕，运输到施工现场利用焊接技术和螺栓就可以把他们直接安装连接起来，能适用各种气候条件下作业，大大节省了时间。

2、钢结构在现代住宅中有比较强的防震能力

现代住宅中应用的钢结构工程总体质量比混凝土结构质量轻，加上具有很高的强度，防震能力比较突出，在遇到强烈地震时，整体结构性强，不容易产生裂缝甚至倒塌，在地震频发的地区、基础条件差的地区都具备很强的实用价值。

3、钢结构在住宅建筑的施工速度比较快

钢结构工程所使用的钢材通常由预制加工厂按照设计图纸要求制作好，钢材构件都符合建造的要求，只要把钢材构件运输到施工现场进行组装就能快速安装完毕，与传统的混凝土结构相比，节省了养护的时间，并且安装时产生污染少、噪音比较低、施工机械自动化程度高，不占用大面积施工场地，因此，施工工期往往可以提前完成。

4、钢结构工程在现代住宅建筑工程的造价少

钢结构工程在现代住宅建筑中质量比较轻，需要使用到的工人比较少，大大节省了日益攀升的人工费用，施工过程中使用的材料也减少很多，施工的工期进度比较快，投入的人力、物力资源少，产出效果快，占用施工的场地也比较小，缩短的施工工期对施工各方均有利，随之而来的间接费用也得降低，综合对比起来，钢结构总造价相对低一些。

三、钢结构在现代住宅建筑的应用体系

1、钢结构体系的分类

（1）钢框架（梁柱包括异型柱）结构体系。这类结构体系的主要特点是平面的布局比较简易方便，整体结构各个部位受力比较均匀，可以为住宅建筑提供比较宽敞的空间。具备比较好的延性，对地震引起的强烈震动不敏感，防震能力强，钢框架的构件容易生产标准件，安装时间短。但钢框架结构体系柔性比较强，侧向的刚度差，非结构构件容易受到破坏。

（2）钢框架支撑结构体系。这类结构体系通常与建筑整体设计要统一布置，支撑的位置布局合理，通常设置在窗台下方至下部窗顶之间，既隐藏了支撑又达到了支撑整体强度的要求。为加强钢框架的侧向刚度，在建筑的整个平面空间周围沿环向封闭设置，设置成封闭式的加强箍，尤其是处于强震区域，设置的偏心支撑能提供很好的延性。

（3）钢框架-剪力墙（筒体）体系。钢框架-剪力墙结构体系应用方式是使用带竖向缝的钢筋混凝土抗震墙板或内埋钢支撑的预制钢筋混凝土墙板，墙板与住宅室内横隔墙统一设置成为住宅中能抵抗侧向压力的主要构件，这类体系的中间内部通常为楼梯间、电梯间等，并在住宅的房间四周浇筑钢筋混凝土剪力墙结合组成整体的钢框架-筒体结构体系。应用这类结构体系可以适用于高层建筑施工。

（4）空间错列桁架结构体系。空间错列桁架结构体系是通过住宅外侧柱子和等跨度的房屋宽度桁架结合而成，桁架高度与楼层高相等，两条柱相邻进行为上下层交错布置，楼板一端布置在桁架结构的上部，另一端设置在相邻桁架的下部。这类结构体系成本低、实用性强，建造的住宅为15-20层较适用这类体系。

四、钢结构在现代住宅的施工要点和施工流程探究

1、钢结构的进行细节部分设计要点

设计人员运用专业的绘图软件对现代住宅建筑的平面、立面、剖面进行设计，绘制出钢结构的细部节点，比较重要的细部还要提供放大样设计和规格说明。设计完毕后使用钢结构力学计算软件对住宅钢结构的整体受力、承受荷载实施模拟分析和对比，尤其是复杂的钢结构整体受力构建还要运用专业工具软件进行放大样设计，充分利用计算机和图形设计的优点，提高设计的精确性，为下一步制作、安装提供准确的设计图纸。

2、钢结构的加工和制作

传统的混凝土结构住宅建筑工程中需要在施工现场浇筑混凝土再进行养护工作，现代住宅建筑工程的钢结构构件由专业钢结构加工厂根据设计图样制作，制作过程中与施工现场技术人员密切沟通，严格控制钢结构构件的加工尺寸，避免加工的部件与安装实际不符，浪费制作的钢材，最大程度保证加工制作的钢构件的质量。

3、现代住宅建筑的钢结构施工现场安装

运输到施工现场的钢结构构件必须按照规范要求堆放和保管，专业的技术管理人员对运送到现场的钢构件进行验收，如发现钢结构在运输中出现构件变形、弯曲等质量问题，要采取专门的矫正措施，最大程度上保证钢结构构件符合安装质量要求。安装的地脚螺栓必须固定在钢套板中固定，保证钢结构的整体稳定性。

4、钢结构构件的安装施工顺序

现代住宅建筑的钢结构构件安装前有专门的平面吊装图纸，分区块按照先后顺序，先进行整体框架安装，再安装楼板结构。安装完毕后安装柱构件再到梁构件，梁构件从主梁到次梁。在对钢结构的安装过程中要注意保持其整体性和稳定性，每日的安装形成稳固性强的空间框架，最大程度上保证钢结构的牢固。

（1）钢结构中柱子的安装

通常要保证钢结构柱子的垂直度，事先在预埋的螺栓中至少要拧上4个螺母，螺母拧到与基础面完全接触，拧完毕后再水平仪校对平整度，再用专业起重吊机进行钢柱的吊装，吊装过程中如遇到恶劣天气禁止起吊作业，柱的上部系两根缆风绳作为临时固定措施，并用测量仪器调节柱子的垂直度。

（2）钢结构主梁、次梁的安装

在安装完毕受力空间中四支钢柱后，随即进行钢柱之间的主梁、次梁的安装工作，吊装过程中对吊装作业的主梁、次梁要进行计算受力荷载。安装的钢结构梁事先使用撬棍插入到梁两边的螺栓孔中，再把临时螺栓拧入，用测量仪器校正平衡后符合安装精度后，把高强螺栓自由穿入栓孔中。

（3）焊接

现代住宅的钢结构的柱、主次梁的安装通常使用手工电弧焊，焊接方式多采用结构对称、节点对称、全方位对称。进行多层焊接时应连续进行，对每一道焊接完成后及时清理检查合格后再进行下一层焊接。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。

五、结语

现代住宅建筑中人们越来越注意居住环境的安全性和舒适性，钢结构工程在现代住宅中的应用具备多方面的优势，结合现代建筑设计的良好构思，充分发挥钢结构在住宅建筑中防震能力强、质量轻、造型美观大方等特点，为人们提供更安全可靠、造型美观的新式住宅建筑，促进社会不断向前发展。

参考文献

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