公务员期刊网 精选范文 钢结构住宅范文

钢结构住宅精选(九篇)

钢结构住宅

第1篇:钢结构住宅范文

关键词:钢结构住宅工业化市场化

1.钢结构住宅成长的外部环境

我国的钢结构住宅起步比较晚。上世纪90年代,国家建设部和国家经贸委一致通过,将"轻型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。

进入21世纪,随着我国城市进程的加快和人民生活水平的提高,住宅也成为第一为消费。国家也把发展住宅建设作为拉动国民经济增长的重要环节。同时也出台了一系列的辅助政策。2000年5月建设部建筑用钢协调组在京召开了"全国建筑用钢技术发展研讨会",会上成立了钢结构专家组,讨论了国家建筑钢结构产业"十五"计划和2010年发展规划纲要及建筑钢结构工程技术政策。并确定"十五"期间应以住宅钢结构为发展重点。2002年11月5日建设部建筑金属结构协会钢结构委员会组织钢结构专家组召开"钢结构住宅产业研讨会",总结示范工程经验,带动全国住宅钢结构体系的发展和提供整体建设水平。2003年4月6日中国建筑金属结构协会钢结构委员会与北京国瑞通信息技术有限公司联合举办了"2003年上海钢结构住宅产业与住宅科技博览会",在会上,通过展示近年钢结构住宅的试点、示范工程和钢结构配套体系的科研成果,总结经验、加强信息交流,并加大了钢结构住宅的宣传力度。这些条件都极大地促进了我国钢结构住宅建筑产业的快速发展。

2.钢结构住宅“钱景”诱人

90年代以来,国家政策大力支持、建设部积极推广钢结构住宅的发展和应用。国务院1999年指示:发展钢结构住宅,扩大钢结构住宅的市场占有率,加速住宅产业化过程;国家经贸委在《2000年建筑业技术发展方向和重点》中明确:要建立现代化住宅产业工业体系,重点进行轻钢结构体系、住宅节能体系和新型建筑材料的开发;国家建设部和冶金工业局已于1999年发出通知,要求各省市在建筑钢工程中推广应用国产H型钢,并出台了相关政策。我国钢结构住宅产业化已蓄势待发。

从1999年北京埃姆思特钢结构住宅技术有限公司引进美国MST式轻钢结构住宅样房到现在,全国各地钢结构住宅如雨后春笋般破土而出。北京、上海、天津、山东、安徽、广东等地建了大量低层、多层、高层钢结构住宅试点示范工程.这些试点示范工程的成功,体现钢结构住宅发展的良好势头。

我国钢结构虽有十年的发展历史,但钢结构住宅目前还只是刚起步,而在美国、英国等国家发展和应用钢结构建筑已有上百年历史,如日本的钢结构建筑占建筑总面积的50%左右,韩国约占20%。美国等国家建筑业用钢材占国家钢材产量的比例高达50%,而我国建筑用钢仅占钢材产量比例的20%。钢结构建筑在整个建筑中所占比重,发达国家达到50%以上,但在我国却不到5%,建筑钢结构用钢量只占我国钢产量的1.5%~2%,差距十分巨大。因此中国钢结构市场的要求及产业的发展具有广阔的前景。

就浙江省而言,浙江房产是全国房产的领头羊。在全国房产中具有举足轻重的作用。休闲永远是浙江人生活的主题,住宅的个性化永远是我们不变的住居理念。钢结构住宅宽敞的空间恰好提供了一个DIY的平台。因此这样一个以自我为中心的生活主题,势必会成为浙江人的新贵。如今,由于国家的宏观调控作用,房市出现了前所未有的低迷。在这个时机推出钢结构住宅,利用钢结构住宅的优势来吸引市民目光,刺激消费,增加市场的购买力,有着事半功倍的作用。这是一个千载难逢的机会。

3.钢结构住宅的优点

轻钢结构住宅是目前最具有发展潜力的环保节能型住宅,在欧美及日本等经济发达国家已被普及性推广,它不仅代替了传统的住宅模式,而且完全使用工业化生产的建材,集众多优点于一身,是二十一世纪人类社会居住环境的最佳产品。

1)替代传统的红砖及混凝土。钢结构住宅突破了中国“秦砖汉瓦”式的传统建造模式,被誉为“第四次住宅革命。它工业化程度高,便于形成标准的建筑体系,实现了构件的工厂化和施工的机械化生产。

2)节能效果好,不仅高于木结构住宅,而且比砖混住宅节能60%以上。建筑服务期满拆除时,钢结构材料可全部回收。

3)钢结构住宅强度大,抗风、抗震性能好。特别是在地震区,钢结构住宅同砖混结构住宅比较,具有压倒性的优势。

4)外形设计自如,室内大空间无梁无柱,跨度可达12米。这也是钢结构住宅的最大的优点。钢结构宽敞的空间正好给了业主一个根据自己的爱好来布置自己的生活空间,再也不用因为承重墙、构造柱来影响房子个性化的设计。

5)地基及基础的处理非常简单,且由于主体和基础中设有防潮层,防潮效果会更加突出。

6)施工速度快、周期短、全天候施工,不受季节影响,施工周期短,钢结构的自重轻,干式施工无污染、无燥音。是环保型建筑的典范。

7)户内的有效平面增大,比相应的砖混和钢筋混凝土结构提高了6%。增大了有效的生活空间。

8)保温隔热隔音效果突出。

4.工程实例

目前北京、天津、山东、安徽、上海、广东等地新建了大量的钢结构住宅试点示范工程。这些工程深受当地居民的欢迎,取得了显著的成绩。如:北京亦庄经济技术开发区青年公寓。建筑面积:12万㎡,由6栋单身公寓(10万㎡)和公共建筑(锅炉房食堂等)(2万㎡)组成。地点:北京亦庄经济技术开发区。用途:开发区单身职工居住。结构型式:混凝土核心筒+钢框架。梁柱:热轧H型钢,楼板:组合混凝土压型钢板,外墙:粉煤灰砌块+加气混凝土板,内墙:防火石膏板+轻钢龙骨。防火措施:加气混凝土板+石膏板+薄型防火涂料。现场用工:2.52工日/㎡、而砖混结构为7~8工日/㎡。是砖混结构的1/3。工程造价(达到粗装饰):1150元/㎡。和砖混结构造价持平。用钢量:37㎏/㎡(仅为200元/㎡,是总造价的17.4%)。钢结构吊装:一栋住宅楼仅用20天(670吨)。施工工期:仅为砖混结构的一半。

我们从上面例子可以看出,无论是从材料、造价还是工期,钢结构住宅都具有很明显的优势,因此,如何推广钢结构住宅,让广大的市民了解,接受,喜欢钢结构住宅就显得尤为重要。

5.钢结构住宅应注意的几个问题

1、钢结构住宅建筑要以建筑设计为主导,其他专业紧密互动配合。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外、要注重解决:

(1)如何发挥钢结构的优势?梁跨度可增大、开间更灵活、为住户创造更大的空间。但又如何避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板。

(2)要解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀问题。特别是在多雨的浙江,防腐、防锈工作处理的好坏直接影响到钢结构住宅的推广。

2、选择和开发外墙板,是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外,还要做到墙板原材料应地之宜、工厂化生产、运输、安装连接方便。

3、钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠、并为构件制作、运输、吊装创造条件。

4、建筑设备与钢结构住宅配合,是住户首先遇到的问题。因此如何采用先进的技术来开发适合于钢结构住宅的各项设备是我们必须要解决的问题。

第2篇:钢结构住宅范文

Abstract: With the development of science and technology, steel structure has been widely used in the field of architecture because of its high superiority. Steel structures will be most suitable innovation structure system in architecture.

关键词:钢结构住宅;优越性;设计原则;发展

Key words: Steel structure residence; superiority; design principle; development

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

引 言:近年来,随着城市建设的发展和高层建筑的增多,钢结构住宅作为一种绿色环保建筑,特别是在我国大中城市中,随着人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高,大范围应用钢结构住宅,是我国生产发展到一定阶段的必然产物。

一、钢结构住宅体系

住房的建筑形式和风格千差万别,但现阶段我国住宅建筑的主要结构形式还是以钢筋混凝土框架为主,但该结构施工繁琐、结构自重大,梁柱粗大,空间利用率低等缺点在一定程度上无法满足条件越来越高的住宅建筑功能要求。因此,开发坚固耐久,建筑迅速,空间布置灵活,易于改建的新型住宅结构体系,成为住宅建筑和结构发展的重要趋势。随着我国钢产量的快速增长及新型建材的发展和应用,符合上述要求的钢结构住宅体系逐步发展起来并引起了广泛的关注。[1]所谓的钢结构住宅体系就是指由维护墙体、隔断墙体、楼板与主体钢结构共同组成的住宅体系。

二、现代钢结构的建筑特点

1、预工程化程度高,建设成本降低,工期缩短。钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产,使建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构加工和安装一体化,大大降低了建筑成本;并加快了施工速度,使工期能够缩短40%以上。

2、建筑与结构的设计与功能一体化,才能使建筑更富有功能化并创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。

3、能够满足超高度和超跨度的要求。钢材组织均匀,接近于各向同性均质体。材料性能远大于砖石,混凝土,木材,从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。

4、钢材具有高强度、高效能并有很高的再循环价值而且不需要制模施工等优点。当住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统时,温度变化小,热损失低;与砖混结构住宅相比,可节能60%以上,冬夏季空调设备可节约耗电30%以上,结构的废旧利用为100%。[2]

三、钢结构住宅设计的原则

1、钢结构稳定性是钢结构设计中的主要问题。钢结构中出现过的失稳事故都是由于设计者的经验不足,对结构及构件的稳定缺少明确概念,造成一般性结构设计中存在稳定设计的薄弱环节。另一方面是由于新型结构的出现,设计者对其如何设计还没完全的了解。[3]

2、钢结构建筑在实际设计中,必须遵循以下三个原则:结构整体布局必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求,为使平面结构不致平面外失稳,平面结构构件的平面外稳定性计算必须和结构布局相一致;结构计算简图和计算方法所依据的简图相一致,这对框架结构的稳定计算十分重要;设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合,使二者有一致性。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接,应分别赋予它足够的刚度和柔度;对框架节点应尽量减少杆件偏心等构造细部处理方法。

四、钢结构住宅设计中应注意的问题及对策

1、钢结构住宅建筑要以建筑设计为主导,其他专业紧密互动结合。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外还要注意解决如何发挥钢结构的优势?在满足增大梁跨度、开间更灵活、为住户创造更大的空间的同时又如何避免钢结构带来的建筑平立面单调呆板。

如何解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀等问题。

2、选择和开发外墙板是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外,还要做到墙板原材料因地制宜、工作化生产、运输、安装连接方便。

3、钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠并为构件制作、运输、吊装创造条件。结构抗震性能与结构布局规则性有很大关系。结构布局不规则,地震时易损坏因此应尽量使结构布置符合规则性要求。

4、建筑设备与钢结构住宅配合,是住户首先遇到的问题。因此如何采用先进的技术来开发适合于钢结构住宅的各项设备是我们必须要解决的问题。

5、钢结构住宅的造价是开发商最关心的问题。钢结构住宅从设计、制造、运输、安装、维修和管理等环节着手加强管理和协调,从而达到降低成本,提高综合经济效益的目的。

住宅产业化是我国住宅业发展的必经之路,因为这将成为推动我国经济发展的新增长点。钢结构住宅体系具备易于实现工业化生产,标准化制作,而与之相配套的墙体材料也可采用节能、环保的新型材料,属于绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略等特点,必将在住宅产业化道路上脱颖而出。

作者简介:

刘鸿禧(1983-),男,汉族,山东烟台人,青岛钢铁控股集团有限责任公司,本科学历,研究方向:工程设计。

赵阳(1984-),男,汉族,山东滕州人,青岛海西城市投资有限公司,本科学历,研究方向:工程管理。

宋维慧(1981—),女,汉族,山东莒县人,中启胶建集团有限公司,本科学历,研究方向:工程管理。

参考文献

[1] 浅析钢结构住宅设计与发展涂文卿山西建筑2009-10-01期刊

第3篇:钢结构住宅范文

关键词:钢结构住宅

1、引言

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,特别是1960年以来,高层钢结构工程迅速发展,钢结构已成为高层建筑设计选型的主要对象。

随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快,我国住宅建设持续空前发展,人们的居住条件逐步提高,并对居住质量的要求也越来越高。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,提高住宅产业化水平。由于上述优势,钢结构在住宅市场必将有良好的发展前景。

通过百花小区1#楼高层住宅钢结构体系的应用研究,更好地提高钢结构体系在住宅产业当中的应用技术,推动国内钢结构在房地产业中的采用,为钢结构体系的发展做出贡献

2、工程概况

百花小区1#商住楼位于济南市高新技术产业开发建设总公司建设的百花小区内,建筑面积为3.3万平方米,地下一层,地上26层(其中地下为立体式车库,1~3层为公建,4层以上为住宅楼)。承重框架为箱形截面柱及H型梁,柱采用马钢生产的Q345B型钢车间加工制作。内、外墙板采用南京产ALC(蒸压轻质加气混凝土板),外墙直接在ALC板刷涂料。公建部分外窗采用无框窗;住宅外窗采用60系列PVC塑钢窗,中空玻璃。楼面为现浇混凝土现场浇筑,屋面采用PVC卷材防水聚乙脂发泡保温屋面。住宅内水电均走暗线,与梁交叉处走梁腹板预留孔。水、电分户计量,宽带入户。采暖用进口美国原装金玛克电暖器。室内精装修,空间大,效果好,充分体现了钢结构的结构优势。

3、主要施工方法

3.1钢结构加工制作箱型柱采用钢板,在钢构件加工车间加工、钢结构构件的除锈、焊接完成。

3.1.1箱型柱制作工艺

1)钢板拼接

由于每段柱高在12米以下,为保证下料后钢板的直线度,首先将两块钢板拼接。钢板两端开坡口。

2)划线下料

按排料图划线,划线宽度方向留余量3mm,长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。

长度方向沿划线每隔5m钻Φ8mm孔。

用两台半自动切割机(或双头)沿划线中心同时切割,每隔5米留100mm不切割,待冷却后再切割。

3)组装焊接

用H型钢作临时组装平台,组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在两腹板上划组装线,组装焊接衬板。

定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。

将一腹板与隔板组对,定位焊。

组对两盖板。定位焊。

组装腹板,定位焊。

用三根同尺寸的箱体并排,并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。

焊接:用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm引弧板和熄弧焊。

焊完一层后将箱体翻身,焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。

焊接完毕,即将引熄弧板在离母材5mm处切断,并用砂轮机修磨平整,切不可用锤击落;并修磨后的切割面进行检查。

焊缝无损检测,使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的20%,按JB11345的规定不低于Ⅱ级。

3.1.2、梁及连接板加工及组焊

1)下料

型钢采用型钢切割机下料,钢板采用半自动切割机下料,下料后应进行清渣修磨,编号归类放置;

2)钻孔

先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径,在孔的四周(90°位置)打四只冲孔,钻孔后检查;

3)高强度螺栓摩擦面处理

喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度:喷砂压力约6Kg/cm2,石英砂的粒度1.5∽4mm,加工后的钢材表面呈现灰白色;

用电动砂轮机打磨钢板的表面,砂轮打磨的方向与受力方向垂直,打磨范围不应小于4倍螺栓直径,打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑;

3.2钢结构安装

3.2.1箱型柱安装:箱型柱在实际施工过程中按照材料采购、加工、运输、吊装、连接(加固)工艺完成。所有钢结构制品,在刷防锈油漆前,必须将构件表面的毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。手工除锈达到St2,机械除锈达到Sa2。本工程四层以下裙楼立柱为48根,主楼立柱为37根。立柱单根最短4.5米,最长12.5米。截面形状为箱形。单根立柱最大设计重量为3.5吨,最小设计重量为1.88吨。剪力墙框架立柱为150*150H型钢。吊装顺序采用由中心向四周扩展的原则,以保证安装过程中框架的对称性和稳定性。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机,利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接,形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。

3.2.2钢梁安装钢梁的安装分主梁、次梁和外挑梁的安装;主梁材质为Q345B轧制H型钢。主梁在立柱形成单元后采用捆绑串吊施工,根据该工程的设计特点吊装数量2~4根;次梁和剪力墙框架梁由于空间和接点的实际情况,一般采用单根吊装。

3.2.3高强螺栓安装高强螺栓是目前建筑钢结构最先进的连接方法之一。它的特点是施工方便,可拆可换,传力均匀。根据本工程的设计方案高强螺栓采用摩擦型连接。紧固办法采用专用棘轮扳手和扭矩扳手经初拧和终拧完成。

3.2.4.栓钉焊接栓钉焊接是高层钢结构施工中不可缺少的一个环节,常见的栓钉焊接分为直接焊接在钢梁上和穿过压型钢板后焊接在钢梁上两种方式。本工程采用直接焊接在钢梁上。

3.3混凝土施工

本工程中混凝土部分主要是核心筒筒壁和现浇混凝土楼面两个部分。混凝土的运输。混凝土竖向运输主要通过砼泵泵送。楼面模板支撑方案,根据本工程的结构特点,利用H型梁下翼缘支撑小规格H型钢,在H型钢上铺设竹胶板、钢筋。箱型柱内浇混凝土采用顶升法,利用混凝土泵的压力将混凝土由下向上压入箱型柱。在混凝土顶升前,会同设计方对顶升入口处的管壁进行详细、严格的强度验算,确保顶升压力在要求的强度范围内,同时在柱下部侧壁安装特种压力表,随时观测柱内混凝土的压强变化。另外,对顶升用混凝土的配合比要严格要求,保证混凝土的坍落度不小于200MM。

3.4外墙板安装

外墙板采用南京旭建产175MM厚度ALC板。该板材全部采用工厂化加工,运输到现场吊装,吊装设备为塔吊。外墙墙板共计约9780块,其中TU平板4600多块,TU艺术板5180块。按照厂家提供图集施工,由墙板内侧膨胀螺栓固定在楼面的通长角钢和ALC板上的专用联结杆连接,缝隙用嵌缝砂浆和密封胶密封。于床连接处在窗四周另加角钢。

3.5内墙板安装

内墙板均采用南京产C型125厚度ALC板。工厂化生产,现场安装。施工工艺简单,不受天气等情况的制约。内墙的安装基本与外墙类似。卫生间、厨房等部位的墙板采用特殊PVC密封胶。

4、主要的技术成果

1)、箱型砼柱

箱型柱-砼柱是在箱型柱内灌注高强度(C50)等级砼,在箱型柱中间内部加隔板支撑,形成两种材料相辅相成共同工作的机理,解决了在荷载作用下,强度尚未达到极限时率先发生变形过大的问题。它具有承载力高、抗震性能好、施工简捷的特点,一般每四层(每节长12米左右)为一个制作安装单元,整根钢管柱一次吊装就位,为主体结构安装创造了流水作业的条件。箱型柱-砼外包防火板后,钢管混凝土柱耐火极限大于三小时,满足高层建筑的防火要求。

H型梁的加工,栓钉的焊接,采用合理的工艺,尽量减少由于焊接产生的残余应力,并采用合理的手段校正误差。

高强螺栓的型号,高强螺栓的接触面要求先用砂轮打磨,打磨方向与构件受力方向垂直,安装时用钢丝刷清除浮锈,并根据规范做摩擦面的抗滑移系数试验,要求抗滑移系数不得小于0.35。

2)、H型梁

H型钢梁均采用轧制H型钢,其变形能力强,抗震性能好,承载力高。H型钢梁外刷防腐漆、外包防火板,解决了钢结构的防腐、防火问题。施工时钢梁有较大的承载力,可大大节省模板工作量。所用梁均在工厂加工,后运输到县现场吊装,大大减少了现场的工作量,缩短了工程工期。

3)、抗侧力支撑砼筒结构

电梯、楼梯位置形成钢筋混凝土核心筒,作为剪力墙抗侧力支撑,提高了结构稳定性,对于优化抗侧刚度,改善抗震性能起到了积极的作用。

4)、现浇钢筋混凝土楼盖

利用钢框架梁下翼缘作为支模板材撑,上铺竹胶板,再按设计铺设钢筋,浇筑C30混凝土。节省模板材,缩短施工工期。

5)、节能型复合外墙板

墙板尤其是外墙板从某种意义上讲,它比结构体系更为重要。因为住宅建筑的主要功能是靠外墙板实现的。工程采用的复合外墙板是列为“国家住宅建设推荐产品”的南京旭建蒸压轻质加气混凝土(ALC)板,该墙板由加气混凝土与钢筋龙骨组合而成。墙板工厂化预制生产,现场安装,基本取消了湿作业。加工尺寸精确,施工快速,简单,大大缩短了施工周期;由于质轻并有相当的强度,可简化工程基础;优良的保温性能可减少墙身厚度,增大建筑的使用面积。同时在地震中大大降低建筑的破坏程度,减少灾害造成的损失。墙板板缝的抗渗、墙板的防火也都满足国家相应标准的要求。

ALC板的主要性能:

1、轻质:比重为0.5,为混凝土的1/5,空心砖的1/3。减轻建筑的自重,减少了经济投入,提高了施工质量。

2、隔热性:导热系数为:0.11W/m·k。

3、耐火性:耐火极限达到4小时。

4、隔音性:有隔音与吸音双重性能。

5、承载能力和抗震性能优越。

6、绿色环保,无放射性。

ALC板的施工安装便捷,板材完全机械化生产,精度高,可按现场需要切割成任何形状,施工工艺简单,劳动强度低,解决了传统的砌块施工中的一系列施工质量问题,施工工期可可缩短三分之一,大大提高了施工效率。

6)、高层住宅钢结构体系节能采暖方式的研究;

节能住宅在大的方面上能够节约能源,保护环境;在小的方面上可以为业主节省生活成本。据有关调查表明:随着人们对节能住宅的认识,有超过七成的人愿意购买节能住宅。因此在本工程中,也充分考虑了节能技术的应用:

首先,在设计上充分减少建筑墙体、屋面、窗体等部位的热传导。采用建筑低能耗围护结构设计方案,使用新型低能耗的围护材料。一至三层裙房外墙墙体采用200厚加气混凝土砌块,四层及以上住宅外墙采用175MM厚节能墙板。新建屋面在防水卷材上铺设膨胀珍珠岩,增加了屋面的保温效果。外窗除裙房办公区安装无框落地玻璃外,其他均采用PVC系列塑钢窗,其物理性能达到A类,中空玻璃内腔气体层厚度不小于12MM。热水系统采用太阳能集中供热系统。减少投资,同时保护了环境。本工程的采暖除裙房部分外均为电暖采暖方式,踢脚线安装型玛克尔智能温控电暖气。电采暖的特点是:环保无噪音、无污染,不产生废气,同时热效率高,热转化率能达到99%。

其次在建材的采购上,严格控制质量,确保严格按照设计要求使用建材。

环保节能在施工工艺上也充分考虑。本工程的钢管混凝土柱的浇筑,采用新型泵压顶升技术,很少振捣甚至不用振捣,混凝土达到了设计要求,减少因振捣而引起的噪声污染,同时此工艺减少了混凝土的浪费,大大减少了建筑垃圾的产生;钢结构梁柱的采用,减少了截面积,节省了模板材的使用,节省资源的同时保护了环境;墙板安装采用焊接或螺栓连接方式,在钢结构柱和梁上焊接预埋件,用专用连接钢筋和钢板(螺栓)固定,与结构梁或柱结合处缝隙专用密封膏密封。墙板安装工艺基本取消了现场湿作业。

本工程在节能环保及采暖方面改变了建筑保温隔热单一节能的技术观念,结合了太阳能开发及利用新型电能采暖技术,同时在施工时采用减少湿作业量的施工工艺,保护环境在开发新能源和节约使用能源上具有超前意识,为环保节能在住宅产业的采用起到了推动作用。

第4篇:钢结构住宅范文

关键词:钢结构住宅;结构设计;原则;要点

中图分类号:TU391 文献标识码:A

一、前言 钢结构住宅是以工厂化生产的钢柱、钢梁为骨架,加上轻质墙板等新型材料作为内隔墙、围护结构建造而成的,与其他结构相比优越性明显。钢结构住宅的出现是社会发展、城市化发展的必然要求,是未来建筑发展重要内容。一方面经济水平不断发展,人民生活水平不断提高,对住宅的要求更为多样化,应用钢材作为建筑的主体结构已经成为必然趋势,钢结构住宅的出现符合社会发展和人们需求;另一方面,钢结构是以钢材为材料做成受力构件的结构,在我国钢铁工业快速发展的背景下,钢材产量明显提高。钢材生产也向商品化、标准化社会化、专业化、通用化的方向发展,为钢结构住宅提供了材料基础、为钢结构设计提供了有利的条件。在钢结构住宅建造中要特别注意钢结构住宅设计方案的合理科学,才能保证钢结构住宅的实用性、安全性以及美观性的统一。

二、钢结构住宅的特点 1、钢结构住宅符合住宅产业化和可持续发展的要求 一方面钢结构住宅产业化水平高,钢结构将节能、防水、隔热、门窗等先进的成品集合在一起,适合工厂批量化大规模生产,工业化、商品化程度高。而且将设计、生产、施工、安装形成一体化效应,实现综合成套应用体系,有利于提高住宅的产业化水平;另一方面,随着城市化进程的不断推进,城市不断建设发展,城市改造工作非常重要。钢结构拆除施工技术比传统结构更为简单方便。而且钢材回收利用率高、污染较小,拆除成本低,符合可持续的科学发展观要求。

2、钢结构住宅设计建造优越性明显

一方面钢结构住宅设计建造周期短。钢结构具有工厂预制、现场安装的特点,借助于计算机和专业化结构分析软件,通过网络计算机和数控机床结合,将前期设计和现场的生产手段相结合,使得设计生产一体化,具有极高的效率和精确度,建设周期短。而且修改和调整非常方便,可以减少工程建设周期。根据统计,同样面积建筑物,钢结构比砼结构工期,可缩短三分之一;另一方面钢结构住宅综合造价低。钢结构施工机械化水平高,减少了人工费用和模板等其它辅助材料费用。而且钢结构承载力高、构件截面小,与砼结构和砖混结构相比,本身中量比较小,上部结构重量轻可以降低基础造价,可以采用天然基础型式建造地基,从而减少整个工程的支出。

另外钢结构住宅在施工方面优势突出。钢结构的大部分构件在工厂生产,受季节条件限制小,可全天候作业。而且运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装,施工现场作业量小,减少了施工临时用地。钢结构与传统建筑材料相比,利用率高、回收率高,环境污染小、机械化水平高,大大提升了施工速度和施工质量水平。3、钢结构住宅实用性大

一方面钢结构承载强度高,抗震性能优越 ,使用周期长。相同的荷载,钢结构截面最小;相同的截面,钢结构承载力最大。钢结构重量轻,本身所受的地震作用小。而且,钢材具有高延性和较好的耗能能力,抗震性能好,结构安全度高;另一方面,钢结构住宅能够合理布置功能区间。利用钢结构连接简单的特点,更好地应用错层、跃层结构。利用钢材强度高的特点,采用大开间柱网布置,使建筑平面分隔灵活,使室内布置呈多样化。利用非承重墙体灵活分隔室内空间,给用户提供了根据不同用途改变结构的可能,形成开放式住宅。而且由于钢结构住宅的构件截面尺寸小,可以增加使用面积,提高得房率。三、钢结构住宅设计应注意的问题1、钢结构设计要安全可靠

钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠,并为构件生产、运输、安装提供保障。 结构方案尽可能节约钢材,减轻钢结构重量;钢结构设计生产尽可能缩短制造、安装时间,节约劳动工日;钢结构必须有足够的强度、刚度和稳定性,保证整个结构安全可靠,符合建筑物的使用要求,有良好的耐久性;结构构件应便于运输、便于维护。而且还要注意钢结构使用价值和观赏价值兼备。

2、钢结构住宅设计要实用、安全 钢结构住宅设计要发挥钢结构的优势,住宅钢结构的平面布置应力求规则、对称,而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板;注意设计深度,保证达到有关的规定要求;注意解决钢结构住宅建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理,使结构布置符合规则性要求,提高防震能力,保证钢结构住宅的实用安全性统一。 四、钢结构住宅的设计技术要点1、判断钢结构在住宅设计中的适用性

在进行钢结构住宅设计、选用结构设计方案之前,要充分考察住宅项目建设是否适合用钢结构 。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失,要认真考察钢结构在住宅设计中的适用性。2、确定结构选型与结构布置 “概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中,运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择,它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有:框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节,要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析,从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构,并且注意合理布置细节。 3、分析结构、预估截面

住宅设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析,以便钢结构于在实际设计中的合理应用,例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算,包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。这些也是钢结构住宅设计的重要环节。 4、其他设计要点

第5篇:钢结构住宅范文

钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系,被誉为2l世纪的“绿色建筑”之一。是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构,符合发展省地节能建筑和经济持续健康发展的要求。发展循环经济,建设节约型社会,是总结国际和国内经济建设后,提出的国策,发达国家已积累了很多经验。在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥钢结构建筑的自身优势。

钢结构住宅的特点

工业化程度高,所有构件均实行工厂标准化生产。质量稳定可靠,有利于实现住宅建筑技术集成化、产业化,并能降低成本。工厂制作.现场拼装:噪音小,湿作业、粉尘与垃圾少,受气候影响小,符合环保建筑施工的要求;不使用粘土砖,可拆卸和回收,符合国家土地资源政策、环保政策和可持续发展战略。

结构自重轻,基础负担小。可大幅减少基础造价。尤其适用于地质条件较差的地区:结构地震反应小,用于结构抗震措施的费用少,适用于地震多发区:制作、运输、安装、围护方便,降低人工和机械费用。

施工周期短,比传统住宅体系至少可以缩短工期l/3。从而可以加快资金周转,大大提高投资效益。

符合环保建筑可持续发展的社会价值趋向。钢结构住宅所用的材料主要是绿色、可回收材料。在建筑物拆除时,它的大部分材料可再利用,是环保型建筑的典范。

采用新型轻质围护材料,不易助燃,不易霉变,不易虫蛀;装修可以一次到位:管线可暗埋于墙体及楼层结构中;在保温、隔热、隔声等性能方面比传统结构住宅有非常明显的优势,因此住宅的舒适性更好。

由于钢结构的随意拼接能力,可以设计出丰富多变的住宅建筑外形,可以满足住户对不同建筑风格的要求。

房屋构件的更换维修方便,省时省力,具有良好的综合经济效益。

防火问题

虽然钢材是不燃材料,但其耐火性能却很差,承载力和平筏稳定性会随温度的升高而大幅度下降。当温度在150℃以上时,就必须采取遮挡措施;当温度达到400℃时,钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半:当温度达到600℃时,钢材基本丧失全部强度和刚度。因此轻钢结构住宅必须采取耐火保护措施后才可安全使用,这样会使构造复杂,增加造价。建议采用在轻型钢结构骨架上加防火石膏墙板以提高构件的耐火极限等适用可靠得、有利环保的防火措施。

造价问题

目前,对中低层民用建筑而言,在目前施工和管理技术条件下,轻钢结构住宅比钢混住宅造价要高,开发商大多只看到眼前的利益,注重短期效应;对可持续发展的认识不够,全局意识不强。建议在这方面政府要加以引导、约束,加大对轻钢结构住宅产业化的投资与宣传,使轻钢结构住宅在中国得到普及,成为大众住宅。

钢结构住宅的绿色优势

节地方面

轻钢结构住宅采用复合墙体,大量使用的实心粘土砖。我国住宅年平均竣工面积达4.59亿平米,大部分为砖混结构,若部分采用轻钢结构住宅,每年节约土地数量将十分可观。

能有效利用土地资源,增加住宅使用面积。由于轻钢结构住宅采用复合墙体,截面积小于砌体结构和混凝土结构,可增加有效使用面积约6%。

节能方面

节能效果好,比砖混住宅节能60%以上。建筑服务期满拆除时,钢结构材料可全部回收。若采用轻钢结构建设多层住宅,按欧美标准,住宅实际年耗油可以降低到6L/m2。

节水方面

由于轻钢结构在施工中采用干作业,除基础施工时用水,施工现场几乎不用水。我国在住宅建设中,耗水占城市用水的32%,如果其中的一半能采用轻钢结构住宅,为城市节约大量用水,缓解城市用水的紧张局面。据估算,建设轻钢结构住宅仅施工用水一项每年可节约水资源十几亿吨。

利于环保

目前我国多层住宅结构体系主要为砌体结构及混凝土框架结构,大量采用硅酸盐水泥材料,在建筑解体后它将变成难以循环再利用的废弃物,给环境造成极大的破坏,目前许多发达国家均在研究如何降低水泥制品的用量。相比之下,轻钢结构是十分有利于环境保护的住宅建筑体系。

我国发展钢结构住宅面临的问题

缺乏专业性人才和专业性机构

目前具有钢结构住宅设计经验的技术人员和施工人员比较缺乏。虽然现在钢结构企业和建筑逐渐兴起,但绝大部分是工业厂房或加层改造类建筑,全国还没有一家真正有实力的钢结构设计机构。金茂大厦、环球金融中心等有影响的钢结构工程都是同外设计机构承担的。所以有必要大量培养专业性人才与机构。

大力发展钢结构住宅配套技术与产业

住宅产业化发展的前提是具备与产业化相配奁的新技术、新材料和新体系。如新型的墙体及楼板材料,新的结构体系等。由于钢结构体系住宅易于实现工业化生产,标准化制作,且与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料,因此,研究钢结构住宅体系成套技术,将大大促进住宅产业化的快速发展,直接影响着我国住宅产业的发展水平和发展前景。

解决一批关键的技术问题

钢结构住宅体系的耐火问题、钢结构住宅体系的防腐问题,钢结构住宅的立呵问题等足制约钢结构住宅快递发展的瓶颈。长期以来困扰着整个产业的发展,所以必须增大投入解决这些关键的技术例题。

完整保留至今者,大都采用“以柔克刚,隔震消能”的途径。充分证明隔震消能技术概念合理,安全有效,简单易行。

从上世纪20年代开始,人们开始利用隔震思想进行工程实践。30年代,出现了采用柔性底层的工程设计思路。后来人们逐渐发现滑移基础隔震是一种简便有效的建筑物隔震方法,70年代以来,国内外学者开始对滑移隔震方法展开多方面的研究和应用。橡胶支座(柔性底层思想)提供了另一种简便的隔震方法。橡胶支座于上世纪50年代末期首先在桥梁结构中使用,现广泛地应用于建筑物基础隔震。

现阶段,我国、欧美、日本和我国台湾地区对隔震元件应用的研究主要以铅芯橡胶垫支座为主。低廉有效的隔震技术、合理可靠的设计施工方法以及隔震工程的推广应用还有进一步的研究和促进。

结语: 2001 年12 月,建设部印发了《钢结构住宅产业现代化技术导则》,对钢结构住宅的建筑设计、结构设计、建筑设备、钢结构防护以及工厂化生产与施工安装等事项做出了原则性的规定。并确定了钢结构住宅建筑技术发展的基本规则。随后又相继出台了部分规范、规程、标准图集,为钢结构住宅的发展提供了技术保障。

第6篇:钢结构住宅范文

关键词:结构设计;钢结构住宅;钢结构体系;

前言:

近年来,由于土地资源不可再生,建设部已下令禁止使用传统的粘土砖,同时,我国目前的钢产量已高达1.7亿吨,严重供过于求的状况已迫使钢铁企业不得不另辟蹊径,为了建筑业和钢铁业找到了新的出路,我国在已有的建筑体系上引进了国外已经成熟的钢结构住宅建筑体系,多层钢结构住宅是钢结构住宅产业化推广的重要组成部分,也是今后多层住宅发展的主要方向。钢结构住宅建筑的优点主要有:大大节约施工时间,施工不受季节影响;增大住宅空间使用面积;减少建筑垃圾和环境污染,建筑材料可重复利用;拉动其他新型建材行业的发展;抗震性能好;使用中易于改造、灵活方便;给人带来舒适感等等。

一、多层钢结构住宅结构体系选型

钢结构体系的型式有多种,但应用于住宅的卡要可分为钢框架体系钢支撑框架体系,钢框架-混凝士剪力墙体系 钢框架-核心筒,错列桁架钢结构等。

根据已建的钢结构住宅工程 对钢结构住宅的结构体系做一个简单的定性比较(见表1)。根据表1对多层钢结构住宅结构体系比较分析,可以明确地得出各钢结构体系的优缺点。从表1可知,错列桁架钢结构经济性高,开间及跨度大,比较适于作为多层钢结构住宅的结构体系,但建筑设计应与结构设计交互设计,以避免桁架对建筑平面设计的影响。

表1 多层钢结构住宅结构体系性能比较

错列桁架 好 低 复杂、快 抗侧能力好、 桁架对住宅建筑平面设计有影响

二、钢结构住宅楼盖结构分析

楼板的合理选择关系到整个结构的安全性、经济性,降低楼板的造价和减轻自重对整个建筑物至关重要。目前钢结构住宅工程中常用的楼板主要有三种形式:压型钢板-混凝土组合楼板;现浇混凝土楼板;预应力空心板叠合楼板。通过表格对上述三种楼盖进行综合比较 见表2:

表2 多层钢结构住宅常用楼板类型综合比较

造价 较低 较高 低

由表2可知 预应力空心板叠合楼板比较适于作为钢结构住宅楼盖 这种楼盖不仅装配化程度高、施工效率高、自重轻、用钢量少和造价低,而且跨度较大,整体性及抗震性能都不比现浇楼盖差。

三、多层钢结构住宅结构分析与设计

3.1 工程概况

某住宅工程6层,层高2.8m。建筑高度17.1m,建筑面积2858 m2,建筑标准层平面如图1所示。在一个住宅单元中,进深尺寸较大,除楼梯间、厨房、卫生间相对固定外。其余的厅、居室、贮藏室等均可按住户的意愿自行安排、灵活分隔组合。墙体选用蒸压加气混凝土墙板。建筑抗震设防烈度Ⅷ度 设计地震分组为第一组 设计基本地震加速度为0.2g 建筑结构安全等级为二级,建筑的抗震设防分类为丙类。基本风压0.60kN/m2,地面粗糙度B类。基本雪压O.80kN/m2,屋面活荷载0.5kN/m2。

3.2 结构分析与设计

结构体系:根据上文分析及工程概况,该工程选择交错桁架钢结构和钢框架结构体系。灵活分隔部分采用错列桁架钢结构,该结构利用柱子、平面桁架和楼板组成空问抗侧力体系.具有住宅布置灵活、结构自重轻和造价低的特点。是一种经济、实用、高效的新型结构体系:固定部分(厨房、卫生间和楼梯间)采用钢框架结构。桁架腹杆采用混合型桁架,这种桁架的抗侧性能优于空腹桁架.抗震性能优于实腹桁架。桁架布置见图2。

图2 桁架布置

结构布置:住宅的开问和进深较大,由上文分析并综合比较而选用预制预应力空心板叠合楼板。采用预制预应力空心板叠合板后结构布置采用简单梁格方式,取消用钢量较大的次梁。简单梁格布置不仅可以降低结构用钢量,而且可以增大建筑有效净空并取消吊顶。预制预应力空心板叠合板通过与钢粱组合作用(布置栓钉和后浇叠合层)进一步降低结构用钢量。叠合板总厚度为200mm 其中预制预应力空心板厚度150mm,现浇叠合层厚50mm。结构平面布置见图3。

构件设计:交错桁架结构中多数构件的内力以轴力为主,而且体系的抗侧刚度很大 一般以强度或稳定设计来控制构件截面,比较适合采用高强度钢材,因此该工程梁、柱、弦杆、腹杆均采用Q345钢。交错桁架结构中柱采用直径为400mm.壁厚为l6mm钢管混凝土柱.混凝土采用C60;弦杆采用HW200x200x8x12:纵向框架梁为HM294x200xSx12:直腹杆为等边角钢组合L100xl0;斜腹杆为等边角钢组合L125x8。框架结构中柱采用直径为300mm.壁厚为10mm的钢管混凝土柱,混凝土采用C60:粱采用HN25O×125×6×9。

结构分析:计算结果表明.水平荷载作用参与组合的工况对设计起控制作用。构件强度和稳定应力比控制在0.90以内 结构弹性层间位移角按照《建筑抗震设计规范》和 钢结构设计规范》的相关规定来控制。结构分析结果见表3。

节点设计:交错桁架体系采用混合型时,横向荷载的作用将通过平面桁架以轴力的形式传递给柱子.故桁架与柱子的连接按铰接设计。此时,桁架上、下弦杆除了要承受轴力,还要承受弯矩.按照连续压弯杆件设计.而腹杆与弦杆的节点按铰接设计,忽略桁架腹杆次弯矩的影响。此种分析不但误差~t4d,,还能改善结构的延性和增加耗能储备。钢框架结构的梁柱节点全部为刚节点.可有效增加结构的抗侧刚度。

3.3 简单经济评价在满足各项设计指标的前提下.各构件用钢量见表4 设计方案总用钢量为85.25t(不包括楼板及基础),单位面积用钢量为29.8kg/m2。采用钢管混凝土柱交错桁架结构。可以显著降低结构的用钢量.比其他钢结构住宅结构体系经济。

表4 构件用钢量

四、结束语

第7篇:钢结构住宅范文

【关键词】钢结构;住宅;标准化

钢结构住宅强度高、自重轻、抗晨性能好;工业化程度高、施工周期短;布局灵活、净使用面积大;节能环保、综合经济效益高,近年来得到政府和相关企业的高度重视和大力提倡,一些企业和研究机构也对钢结构住宅展开了多方面的研究。但是由于没有一个统一的模数体系,使结构构件、墙体材料、连接构造都缺乏统一的尺寸配合标准,不能实现工厂化大生产、现场拼装的生产方式,使体系中各部分构件的构成、选用,以及连接构造不能够充分反映和发挥钢结构快速装配的优势,影响了钢结构住宅产业化生产优势的发挥。

1.我国目前钢结构住宅标准化存在的问题

我国目前钢结构住宅标准化存在许多的问题:第一,钢结构住宅标准化仅有纲领性文件,具体构配件的标准化规范没有颁布,缺少必要的标准化参考依据; 第二,设计师为做到住宅构配件的标准化,对住宅平面和空间形态设计都尽可能的做到简单、规整,避免不规则的细部构造,这在一定程度上导致了住宅的相似性,随着经济水平和人们审美意识的提升,难以满足住宅需求多样化的要求;第三,钢结构住宅设计中并没有采用体系化的设计方法,而是在传统工业厂房设计基础上,对具体住宅工程进行局部的构、配件的标准化,很难实现工厂化的大批量生产[1]。

2.钢结构住宅标准化对策

2.1实现标准化的作业程序

钢结构住宅标准化不单是对某一方面的标准化,而是全过程的标准化。第一,规范标准化、体系化,尽快结束我国以建造工业钢结构厂房的思想来建造钢结构住宅,制定出适合钢结构住宅产业化的规范体系;第二,设计标准化,参考民用住宅的规范,结合钢结构及钢材的特点,综合考虑,使构配件、住宅部品设计模数标准化,便于工厂加工制作和现场安装;第三,生产标准化,对钢材进行标准化成批量加工制作,实现构配件的工厂化、机械化生产,减少现场的切割量和焊接量,最大限度的保证构件质量,提高生产效率和经济效益;第四,安装标准化,标准化的安装,提高现场施工效率,缩短施工周期;第五,装修标准化,标准化的设计、生产、安装为标准化的装修提供了很好的前提,装修标准化、一体化对避免二次装修造成的材料浪费,保护钢结构住宅的主体结构都有很大的意义。

2.2构件的标准化

钢结构住宅构配件主要包括梁、柱、墙、板。除预制板外其余都是现浇,尺寸设计灵活,不存在标准化的问题。钢结构住宅构配件截面尺寸、长度应与结构模数保持统一协调,同时满足工厂化加工制作、现场安装的方便。第一,钢柱的标准化。工字钢的截面翼缘尺寸很不规则,很难与钢结构住宅的结构模数统一协调,建议钢结构住宅的钢柱最好采用H型钢。传统住宅的水平模数一般是以 1M=300mm为基本模数,竖向模数以 1M=100mm为基本模数。考虑到与传统住宅的接轨,同时参考国内市场上钢材的截面尺寸及钢结构住宅的设计规范要求,钢柱的截面尺寸即钢柱的截面宽度和高度以 1M=50mm为基本模数,取基本模数的扩展模数l00mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm等为钢柱在截面高度和宽度上的系列模数,保证钢柱在标准化的基础上,形成一个完整的设计参考系列。对于焊接的工字型、箱型、格构式钢柱等因钢板可灵活取用,缀板、缀条的设置灵活,其标准化可参照H型钢柱的作法,以基本模数IM二50mm为基准,以基准模数的扩展模数为截面的高度,宽度的系列模数,这样达到钢柱的模数化、标准化与钢结构住宅结构模数的统一。第二,钢梁的标准化。钢结构住宅的钢梁是受弯构件,主要承担弯矩和剪力,有时还承担扭矩。钢梁最好用H型、T型钢。实际住宅中钢梁和钢柱是钢接在一起,钢柱的宽度一般大于钢梁的宽度,在节点处钢柱把钢梁截面包括在内,所以钢梁的标准化设计主要是考虑钢梁、钢柱之间的模数协调。钢梁的截面以1M二50mm为基本模数,取其扩展模数100mm、150mm、 200mm、250mm、300mm、350mm等为钢梁在截面高度和宽度上的系列模数。焊接的工字型、箱型、格构式钢梁等因钢板取用灵活,可参照H型、T型钢梁的作法,以 IM=50mm为基本模数,以基准模数的扩展模数为截面的高度,宽度尺寸的系列模数。第三,墙体的标准化。综合考虑材料的模数,在墙体的水平方向上取6M作为基本模数,墙体的水平长度都取6M的倍数,同时取3M作为水平方向的分模数以满足与传统建筑模数接轨的需要。墙体的厚度从50mm~300mm不等,可以根据墙体所处的位置和功能的需要灵活取用。钢结构住宅的层高从2800mm~3300mm不等,立面的设计模数保持IM二l00mm的基本模数不变,给住宅的立面的多样化,需求层次的多元化留下了选择空间[2]。

2.3标准化钢结构住宅单元的设计

钢结构住宅和混凝土住宅一样要满足人们生活需要,因此要具有卧室、客厅、厨房、卫生间、阳台等,单元住宅面积的大小直接影响到卧室、客厅、厨房、卫生间、阳台的尺寸大小,因此住宅面积对住宅的标准化小单元的制定具有决定作用。根据我国钢结构住宅面积的未来趋势,建立以下四个钢结构住宅的标准化小单元模块。钢结构住宅面积为30m2~60m2的标准化小单元模块;钢结构住宅面积60m2~90m2的标准化小单元模块;钢结构住宅面积为90m2~120m2的标准化小单元模块;钢结构住宅面积为120m2以上的标准化小单元模块。实际工程应用中,要求所有住宅构配件都做到通用互换是不可能的,这就要求建立以市场供给为基础的通用体系,对每种结构体系制定一套构配件目录,同时这个目录与其它结构体系的目录协调,在同一结构体系下实现目录内的构配件通用性,不同目录之间相对尺寸协调。通过不同的组合形式把标准化的小单元组合成多样化的住宅。要求把构配件生产与施工分割开来,以建筑标准化的构配件为中心组织专业化、社会化的大生产,形成各自独立但又相互协作的生产施工部门。各部门遵循全国统一制定的钢结构住宅标准化模数尺寸、公差及质量标准,所以生产的构配件可互相装配,并组合成形式多样的钢结构住宅,满足住宅市场的多样化需求[3]。

钢结构住宅标准化体现了钢结构住宅的发展趋势。我们应从操作程序、构配件的标准化、标准化钢结构住宅单元的设计几方面来促进钢结构住宅标准化的发展。

【参考文献】

[1]王珑,陈良.钢结构住宅结构体系概述[J].青岛理工大学学报,2007,1.

第8篇:钢结构住宅范文

关键词:钢结构住宅建筑设计

1 “以人为本”的建筑平面

户型单元是住宅楼组合中的基本单位,它的方案设计优化存整个住宅建筑设计方案优化中占有极其重要的位置,因此,钢结构住宅建筑设计首先要从研究住宅单元平面人手。钢结构住宅与其它传统结构住宅相比最大的优势是,可以设计成开问较大的房间,不用受主要结构构件的影响,充分满足适应性要求。从我国已建的钢结构住宅来看,由于开问尺寸较灵活,开发商可根据自己的经济和建筑要求,采用不同的开间形式。但目前我国钢结构建筑的平面布局还比较单一,需要进一步优化。

钢结构住宅户型单元设计方案优化首先要优化设计步骤。在进行钢结构住宅户型单元设计之前,必须对户型单元的建筑内容进行综合详尽的剖析,即从不同角度并用多种方法去展示它的内容因素。对钢结构住宅居住功能进行剖析,一般是以人的居住需要为中心,沿着住户家庭成员的生理、心理、物质、精神等需求的线索,罗列出居住生活对建筑空间构成的要求因素。在对户型单元设计内容因素进行全面的,深入的剖析以后,着手进行户型单元设计构思。建筑师按传统方式、凭经验进行方按构思的同时,应运用电脑调配各种设计因素的组合关系,获得更科学的适宜工业化方案形式。其次要进行方案的排列和组合。任何住宅建筑设计都是在一定的约束条件下进行的。因此,在钢结构住宅户型单元方案的排列与组合中,首先应对制约因素进行分析。

钢结构住宅建筑设计约束因素除应遵守国家建筑法规和技术规范外,还应注意以下方面:第一,柱网布置应满足规则性要求,宜以住宅单元或套型为单位实现模块化,以模块的平接、接和对称凹接、凸接等多种拼接适应总平面布置的变化。第二,柱网比大柱网好。柱网大,需要梁构件大,为满足强柱弱梁的抗震要求的柱截面也会增大,总用钢量也会随之增加,从而影响住宅建筑造价。第三,住宅平面应按模数规定布置。在钢结构住宅的设计中即要考虑到房屋功能方面的要求,又要考虑到钢结构的施工、加工方面的要求,住宅房间平面按模数规定设计,有利于钢结构计算,也有利于结构构件的模数化以及连接节点的标准化,最终有利于钢结构住宅的生产与施工[1]。

总之,钢结构住宅应坚持“以人为本”的设计原则,满足住户的各种使用要求。应按套型设计,每套住宅的分户界限应明确,必须独门独户,每套住宅至少应包括卧室、起居室、厨房和卫生问等基本空间,要求将这些功能空间设计于户门之内,不得共用或合用。

2 常用钢结构住宅体系

钢结构体系形式有多种,但应用于住宅建筑的钢结构体系主要可分为轻钢龙骨体系、纯钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架一混凝土剪力墙体系、错列析架体系、钢框架一核心简体系等。不同的结构体系有不同的适用范围,虽然有些结构体系应用范嗣较广,但通常会受到经济等因素的限制。轻钢龙骨结构体系较适用于1~3层的低层住宅,不适用于强震区的高层住宅。纯钢框架体系一般适用于6层以下的多层住宅,不适用于强震区的高层住宅,并且用于高层住宅经济性相对较差。钢支撑框架体系比纯钢框架体系侧向刚度大,常用于多层及小高层住宅,应用较广;而且当房屋层数较高时,该体系要比纯钢框架体系经济。钢框架一混凝土剪力墙体系常用于小高层及高层住宅;而且从受力特点看出,带缝剪力墙体抗震性能较好,较适用于地震区。错列析架结构体系具有住宅布置灵活、楼板跨度小、结构自重轻和造价低的特点,是一种经济、实用、高效的新型结构体系,适用于多层及小高层住宅[2]。

为了体现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板,与梁柱的连接方式,主要采用外挂式,也可采用内嵌式。内墙材料一般可采用空心砌块、加气混凝土等轻质填充材料,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。

楼板体系作为房屋的水平构件,起着支撑竖向荷载和传递水平荷载作用。因此楼板必须有足够的强度、刚度和整体稳定性,还要具有较好的隔音、防水和防火性能,同时宜尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重,并提高施工速度。国外钢结构住宅普遍采用木版为楼层板,我国由于木材资源短缺,现阶段主要采用压型钢板一现浇混凝土组合楼板、预制混凝土叠合板、现浇钢筋混凝土楼板、密排托架一现浇混凝土组合楼板、轻骨料或加气混凝土楼板。

钢结构建筑的屋顶依据屋面材料和屋面的结构布置,可以做成平屋顶或是坡屋顶。平屋顶即在钢楼板层的基础上只需将面层换做防水层材料或是彩色涂层牙型钢板,并按要求设置一定的排水坡度和排水天沟。坡屋顶的构造一般是在钢屋架上设置檩条,上铺彩色涂层压型

钢板或彩钢板夹芯板,采用彩钢夹芯板,色彩美观,还具有一定的保温隔热效果,施工简便,可以做到不渗水。

3 钢结构住宅的关键技术要求及保证措施

3.1防火

钢材本身是不燃烧的建筑材料。但是,钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷,它的机械性能,如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构通常在450~650~oC温度中就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲,结果因大的形变而不能继续使用。因此,防火对于钢结构住宅的设计是非常重要的。

按照我国防火规范要求,一般建筑钢结构必须涂刷防火涂料或采取其他措施。由于住宅对防火的要求更高,因此主体钢结构就必须有更加可靠的防火措施:一般可用满足消防要求的防火涂料喷涂主体钢结构,冉在钢结构外包石膏板,也可用混凝土外包主钢结构。然而各种方法均有其天然缺陷:防火涂料耐久性远远低于建筑物本身,其后期维护非常重要。而且,传统防火涂料质量较差,这些将会增加工程造价:外包混凝土虽简单实用,但浇捣混凝土施工时间增加,使钢结构失去优势。另外,采用耐火耐候钢是近年来提出的新思路,但尚属理论研究,无法大量应用于工程实践[3]。

3.2防锈

钢结构经过温度的不断变化及水汽、电解质的影响,生锈老化的可能性在任何部位都可能发生,而由此导致强度、稳定性降低而最终坍塌的工程事例时有发生。长期以来,我国基本采用油漆(涂料) 防锈或石油沥青防锈,但这些防锈措施有效期不长,频繁的维修还需要大量维修费。目前国内行之有效的中长期表面防锈处理方法有:防锈油漆层;热浸锌;玻璃钢防锈层;热喷涂长效防锈;无机涂层。但是要注意的是,这些防腐措施对于钢结构住宅来说是远远不够的,还需要经过不断的研究,发现更好的,更科学的防腐措施,保护钢结构,延长钢结构的适用年限。

参考文献

[1]胡孜华.浅谈我国钢结构住宅的应用与发展[J].中国建设教育,2007,8.

第9篇:钢结构住宅范文

关键词:;钢结构住宅;绿色环保;节能,经济效益

中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:

引言:随着社会的快速发展,钢结构住宅的建筑设计是钢结构住宅设计的重要组成部分。钢结构住宅不同于传统的砌筑式住宅,新型建筑材料的运用越来越多,钢结构建筑材料的研发和利用,不仅可以节能环保,而且还可以最大限度的利用有效地空间,随着建筑业的可持续发展,钢结构将成为我国建筑行业新型的建筑材料。为了配合工业化住宅的建设,钢结构住宅作为一种新型的住宅建筑类型,需要针对钢结构建筑的特点,在建筑设计方面进行研究,并对一些特殊问题进行深入探讨。

一.钢结构住宅的建筑设计特点及存在问题

钢结构住宅建筑是工业化的集成产品,在《钢结构住宅建筑产业化技术导则》中明确指出:钢结构住宅建筑除应满足居住生活行为需求,在设计、制作、运输、安装、维修和管理等环节中还应遵从协调、配合及互动的原则。钢结构绿色节能住宅体系主要是从材料节能、建筑节能、设备节能以及可再生能源的利用等特点入手,从而实现绿色节能的目标。钢结构住宅的设计应以建筑设计为主导,同时与其他专业紧密配合。钢结构住宅建筑设计除要遵循住宅建筑设计一般原则外,还要特别解决以下几个问题:

(1)住宅结构单元的标准化设计与建筑空间造型多样化的矛盾影响绿色建筑的进程

按照钢结构特点,在钢框架范围内可按照使用需求对内部空间进行分割,但对钢结构的外部维护结构的处理,由于受到钢框架结构的限制而无法象传统住宅一样有较大的选择余地。钢结构住宅单元或套型模块设计要综合考虑柱、梁、楼板、外墙板、屋面板和隔墙板及设备、管线的优化选型,但不能因此完全简单划一,要尽量避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板,创造形式丰富多样的钢结构住宅户型。钢结构住宅体系对环境破坏小、污染小,并且住宅体系在改建或者拆迁的材料可以回收利用以及再生利用率比较高,所以钢结构建筑符合绿色建筑的要求,并且与钢结构相配套的技术的轻质材料主要采用的是符合节能建筑要求的新型材料,原材料可以循环使用,而且还有环保、节能的作用,因此,在建筑行业采用钢结构是推进我国绿色建筑的发展的重要方式。

(2)平面布置的系列化原则与住宅多样化功能的矛盾直接影响建筑工程的效益

其一方面钢结构体系要求建筑平面充分适应结构构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点,以满足工业化生产及装配式施工的要求,这必然要求住宅单元平面开间及进深尺寸的系列化及标准化。其二方面,居住建筑每个单元体内部功能相对复杂,包含会客、娱乐、就餐、就寝及卫生、厨房等不同的功能分区,在建筑设计上要求达到动静分区、居寝分区、洁污分区;同时要求设计出符合住户心理和生理需要的建筑内部空间,从而带来平面布局的复杂性和多样性。解决这两方面的矛盾关系到如何使钢结构住宅适应多样化的需求,满足住宅市场及住宅消费群的要求,使钢结构住宅能够真正进人市场,并成为有竞争力的住宅建筑类型。钢结构的建筑模数的协调统一标准不仅可以实现建筑工业大规模的生产,而且可以提高建筑的预工程化,使不同的建筑结构的配件具有一定的互换性和通用性。并且钢结构建筑的预工程化可以实现材料加工、建筑安装的一体化,不仅可以降低建筑的成本,而且可以缩短工期,从而提高建筑工程的效益。

(3)建筑设备标准化设计与多标准住宅户型的矛盾

住宅建筑设备部分,如卫生间、厨房间与人的使用密切相关,还涉及水、电等内容,有较多的设备管线。钢结构住宅设计应该尽量避免产生设备管线复杂的穿行及横跨主框架现象,最好能集中布置;厨房、卫生间应采取整体化设计,厨卫设备应符合模数协调原则;实行工厂预制成品、现场组装并为一次装修到位创造条件。而目前的主流户型基本上无法满足以上要求,因此处理好钢结构住宅建筑设备标准化的问题也是钢结构住宅设计必须解决的问题。

二.钢结构住宅体系的设计

钢结构住宅体系与一般的住宅体系不同,钢结构住宅体系主要指主体钢结构承重体系、围护系统的结构体系以及楼板结构体系。

(1)钢结构承重体系的分类有很多种类,但是应用于住宅体系结构的形式主要有纯框架结构体系、钢框架—支撑结构体系、空间错列桁架结构体系等钢结构体系。

其中纯钢架结构体系是指纵横方向的主要是有框架作为抵抗水平抗侧力和承重的构件组成的结构体系,这种结构形式的特点主要是可以形成较大的使用空间、平面布置灵活以及钢结构各部分的刚度均匀,构件简单,施工容易等特点。钢框架支撑结构的体系主要是在框架体系中的部分框架柱之间设立竖向的支撑形成的支撑框架,在住宅建筑的设计中采用这种形式的建筑特点是支撑结构有剪力墙的作用,并且可以承载很大的水平力,抗震性能好等优点,这种结构形式适用于30~40层的高层住宅的建筑。空间错列桁架结构体系主要是由柱、平面桁架和楼板组成,桁架高度和建筑楼层的层高相等,在相邻柱上下层交错布置,楼板的一端放在桁架的上弦,另一端放在相邻桁架的下弦。这种钢结构的特点主要是实用性能好,并且经济。这种钢结构形式一般使用与15~20层的中高层住宅的建筑。

(2)围护结构与主体结构设计的一体化

在国外的住宅建筑中,常见的住宅体系的设计是维护结构与主体结构设计的一体化,在住宅建筑中采用这种结构形式的特点是具有良好的防水性和防腐蚀性,并且屋面的保温隔热效果比较好,而且还可以使建筑的外形丰厚,但是我国的住宅体系,通常把维护结构的设计和主体结构的设计分开进行设计,这样不仅效果不好,而且还会增加工期。

(3)楼板结构体系的设计

楼面的结构主要有楼面板和钢梁组合而成的,钢结构住宅在设计的过程中,必须应该保证楼板有足够的强度和刚度以及整体稳定性,并且还应该具有防火、隔音以及防水、防腐蚀性能等。在现在的钢结构的楼板结构体系中,主要有以下几种形式:

1)预制预应力混凝土叠合楼板,这种结构形式主要是指将钢梁与预制预应力混凝土的薄板进行连接,然后在上面浇混凝土薄板形成的叠合装配整体结构。这种结构形式的特点主要是机械化程度高、运输吊装方便,可以采用高强度钢材和预应力技术。

2)压型钢板混凝土组合楼板,这种结构形式,主要采用蝶形压型的钢板楼板的总厚度应该达到130到150mm,并且由于组合楼板需要承受传递平衡力的作用,因此应该在钢梁与压型钢板的结合处设置栓钉,并且在设计的过程中,应该综合考虑楼板以及钢梁的组合作用。,这样可以提高梁的稳定性和承载能力。

三.钢结构住宅体系的前景发展与应用

综上所述,由于钢结构住宅体系具有诸多的优点,在当前我国的钢结构已经进入一个新的阶段,随着技术的不断革新;将为钢结构住宅提供更好的发展空间和技术支持;钢结构应节能环保的要求,将朝着绿色、无害化以及生态化的方向发展,在我国的建筑行业中将得到更为广泛的应用。随着科学技术的不断发展,钢结构住宅对构建可持续发展的资源性节约型的社会和经济效益的提高具有重要的作用,钢结构住宅体系将向可持续建筑方向发展,可持续建筑不仅可以满足当代人的需要,对我国建筑行业的发展提供好的发展前景,而且可以造福子孙后代。

四.结语

钢结构住宅是一种环保型绿色住宅建筑体系, 它在国内外的快速发展符合住宅产业化的发展趋势。在我国开展钢结构住宅建筑技术开发,具有推行住宅产业化、提高住宅质量的划时代意义。它有利于我国建筑行业技术进步, 有利于促进节能环保型建材的开发和拉动冶金行业内需。可以预期,随着高效建筑钢材的开发和建筑钢结构应用技术的发展, 钢结构住宅建筑必将具有更广阔的发展前景。

参考文献:

[1] 李尊雨;王世轶;王健:《浅谈钢结构绿色节能住宅》科技信息;2009(20):244