鋼結構房屋住宅建筑分析及工程設計

潘毓麗

（江蘇蘊隆建設有限公司，江蘇 宿遷 223900）

概述

在我們國家，一方面鋼結構房屋住宅建筑起步很晚，大規(guī)模研究開發(fā)，設計制造，施工安裝鋼結構住宅建筑還是近幾年才逐步發(fā)展起來的。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前已在北京、廣州等大城市開展了低層、多層和高層鋼結構住宅試點工程，但這些僅僅是處于研究和試點工程階段，隨著市場經濟建設的實際需要，我們需要做的工作還有很多。

另一方面，我國的房屋施工面積目前已經達到32億平方米，其中住宅施工面積是25億平方米，商品住宅投資2.56萬億。特別是唐山、汶川大地震造成生命財產的巨大損失，對我國的房屋建筑體系和結構安全性能提出了極其重要、革命性課題。再有我國的鋼鐵原料充足，單從綠色、環(huán)保、可循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展的先進理念出發(fā)，應當提倡鼓勵發(fā)展鋼結構住宅。基于這些，在我國鋼結構房屋住宅建筑需求是十分可觀的。

基于以上兩點，為了推進我國住宅建筑的產業(yè)化，國務院曾于1999年在第72號文件中明確提出:發(fā)展鋼結構住宅，有利于擴大鋼結構住宅在我國的市場占有率，將會加速住宅產業(yè)化過程，對我國建筑、冶金及相關產業(yè)的發(fā)展具有重大意義。由此我們不難看出，鋼結構房屋住宅建筑是我國生產力發(fā)展到一定階段的必然產物，會成為住宅產業(yè)領域的一支新生力量。

1.鋼結構房屋住宅建筑特點及標準規(guī)范

1.1 特點

在我國，鋼結構住宅主要是以鋼結構為骨架，配合多種復合材料的輕型墻體拼裝而成。它具有自重輕，墻、梁、柱面積減小，在一定意義上來說還可降低基礎費用、增加使用面積及便于管線布置；同時還具備重量輕、強度高、抗震好優(yōu)點，適應結構變化和建筑外貌風格；還具有污染少，易維修改造并可循環(huán)利用，符合低碳、綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展總體要求。

1.2 標準規(guī)范。在我國有關鋼結構住宅政策及標準規(guī)范如下：《關于推進住宅產業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質量若干意見的通知》國辦1998.8.20；《鋼結構住宅設計規(guī)程》CECS261--2009；《上海市多高層鋼結構住宅技術規(guī)程》DJ08-2029-2007；《萊鋼鋼結構綠色節(jié)能住宅建筑體系技術導則》JD14-002-2006；關于印發(fā)《鋼結構住宅建筑產業(yè)化技術導則》的通知，建設部文件建科[2001]254號等。

2.鋼結構房屋住宅建筑設計原則

為了推進我國鋼結構房屋住宅建筑的產業(yè)化，規(guī)范化，市場化建設，在其建設中有必要遵循一定的設計原則，方能滿足人類的實際需求。

2.1 鋼結構房屋住宅建筑設計中要運用新技術、新材料、新的構造形式來滿足使用者的各項需求。我們知道，住宅是為特定人群建設的，首先要滿足人的需求，其建筑風格和形式要貼切反映人的使用方式、審美取向等?，F(xiàn)行的建筑設計趨勢即是要求住宅遵循“以人為本”的宗旨和根據(jù)使用者特征而細膩設計這一特點。

2.2 做好結構的穩(wěn)定計算。目前在鋼結構房屋住宅建筑設計單層和多層框架結構時，經常不作框架穩(wěn)定分析而是代之以框架柱的穩(wěn)定計算。在采用這種方法時，計算框架穩(wěn)定時用到的柱計算長度系數(shù)，自應通過框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計算等效力框架穩(wěn)定計算。然而，實際框架多種多樣，而設計中為了簡化計算工作，需要設定一些典型條件。

2.3 建筑師的重要性。在實際設計中，建筑師必須同結構工程師、機械工程師、設備工程師密切配合，才能保證建筑構思能夠在特定的技術條件下得以實施，也只有在深入了解材料的特性、材料所能創(chuàng)造的結構形式及相應的技術措施以后，才能有更廣泛的構思能力，才能使自己的構思更具有獨特性和創(chuàng)造性，而且方案的可實施性才能更強。

3 鋼結構房屋住宅建筑案例設計

3.1 工程概況

某城市軟體區(qū)1#商住樓建筑面積3.3萬平方米，地下二層，地上二十層。在此建筑樓內，地下是車庫，一到三層是公建部分，四層及其以上是居住樓，它的外窗使用PVC塑鋼窗以及中空玻璃。其中承載重量的框架是箱形截面柱和H型梁。由于屋內的空間很大，可以精裝修，這樣更能發(fā)揮出鋼結構的優(yōu)勢作用。介于是鋼結構加工制作箱型柱，我們采用的是鋼板。這樣，對于加工以及鋼結構構件的除銹和焊接必須在加工車間完成。

3.2 箱型柱制作方法

3.21 鋼板的拼接。因為段柱高度均在12米以下，為了確保在下料后鋼板的直線度，施工人員要做的是把兩塊鋼板拼接在一起。

3.22 組裝焊接。在這里施工人員采用的是H型鋼作為暫時的組裝平臺，并組裝焊接襯板以及在兩個腹板上劃上組裝線。在襯板內側每隔300mm焊10-20mm焊縫。將一腹板與隔板組對進行定位焊。

在焊接時，施工人員采用2臺埋弧自動焊沿著相同的方向去焊接兩條焊縫。在等一層焊接完成后要把箱體翻過來，焊另一面的兩條焊縫。其方法與上述的相同。等到焊接完成再把箱體翻身去焊接另一面的兩條焊縫去。焊接完成后，施工人員要把引熄弧板在離母材5毫米處切斷。

3.3 鋼結構的安裝

3.31 箱型柱的安裝

在實際施工安裝過程中，箱型柱的完成順序是材料采購，加工，運輸，吊裝，連接，剪力墻框架立柱為150*150H型鋼。其中立柱單根最長是12.5米，最短的是4.5米。

3.32 吊裝順序的基本思路是從中心向四周拓展，進而確?？蚣茉诎惭b時的對稱以及牢固。立柱安裝吊裝采用QTZ-80型塔式起重機，利用柱頂臨時設計連接耳板為吊裝吊點進行吊裝。立柱連接采用臨時連接板和臨時螺栓進行連接，形成穩(wěn)定的單元框架后調整焊接及UT檢測。

3.33 鋼梁安裝。在這施工人員可以將其分為主梁安裝，次梁安裝以及外挑梁安裝。同時要注意，在立柱形成單元后，主梁要使用捆綁串吊施工，依據(jù)此工程的設計要求吊裝的數(shù)量應在兩到四根。因為空間與接點的現(xiàn)實情況，次梁與剪力墻框架梁通常使用單根吊裝。

4.總結與建議

目前，鋼結構房屋住宅建筑被有關部門確定為重點推廣應用的技術與產品，其諸多優(yōu)點與符合可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經濟，便于實現(xiàn)產業(yè)化推廣等特性已得到更廣泛的認可。通過地震造成建筑物損毀與重大人員傷亡的慘痛教訓，在地震區(qū)更多采用重量輕、抗震性能好的鋼結構住宅建筑已成為許多政府部門或建設主管部門的共識。

但在實際施工建設中我們要不斷總結與交流經驗，提高鋼結構住宅的設計、建造的水平與質量，針對不同地區(qū)、差別的工程個案，應制定專門的設計、施工技術條件，通過采取優(yōu)化技術與管理措施，切實為社會提供經濟實用、性能優(yōu)良的鋼結構住房。

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[3] 王元清，石永久，陳宏，張勇，李少甫.現(xiàn)代輕鋼結構建筑及其在我國的應用[J].建筑結構學報;2002(01).

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