钢结构住宅技术体系与发展趋势专家视角——张守峰
改革开放以来，广安小别墅图纸费用，钢结构建筑的推广速度加快，尤其是在公共建筑领域。除厂房和多层住宅外，广安小别墅图纸费用，还扩展到超高层建筑、大跨度会展中心、体育场馆、大型交通建筑等。目前，在建和竣工高度超过200米的超高层钢结构1000余座，广安小别墅图纸费用，钢结构正朝着更高的方向发展，更宽、更轻的方向。
钢结构住宅的发展稍显缓慢。中国最早的钢结构住宅是在上海北蔡建成的8层钢结构住宅。20多建成的钢结构住宅数量与钢结构公共建筑数量相差甚远，广安小别墅图纸费用，目前占比不足5%。
近来，我国在北京、杭州、合肥、湛江、蚌埠、济宁、淄博、沧州、包头等地开展了钢结构住宅的设计研究和工程实践，广安小别墅图纸费用，先后建成了杭州钱江世纪城、广州市、广州市、广州市等一批多层、高层钢结构住宅试点项目，北京城首寺安置房、沧州富康家园等试点项目起到了很好的示范作用。
《钢结构住宅主要构件尺寸指南》已于8月20日正式发布。根据《住房和城乡建设部标准定额司关于开展钢结构住宅评价标准编制工作的函》（建四局函[]77号）的要求，于7月8日召开了钢结构住宅评价标准的制定和第一次工作会议。
12月21日召开的全国住房和城乡建设工作会议提出，要加快发展“中国建筑”，促进建筑业转型升级。加快智能建筑与新型建筑产业化协调发展，打造建筑业互联网平台；完善装配式建筑标准体系，大力推广钢结构建筑。
1、 钢结构住宅技术体系分析
（1） 结构体系
1.垂直和侧向力抵抗系统
预制钢结构住宅应采用大开间、灵活室内空间的结构布置形式。根据GBT 232《建筑功能、建筑高度、抗震设防烈度等条件》选用以下结构体系：
（1） 钢框架结构（适用于建筑高度小于30m的建筑）
（2） 钢框架支撑结构（包括中心支撑、偏心支撑和防屈曲支撑）
（3） 钢框架剪力墙（或延性墙板）结构（剪力墙可采用预制或现浇钢筋混凝土剪力墙，延性墙板包括钢板剪力墙、钢板组合剪力墙、钢框架内填充竖向接缝的混凝土剪力墙等）
（4） 交错桁架结构
（5） 低层冷弯薄壁型钢结构（适用于不超过3层、檐口高度不超过12m的建筑）
2.地板系统
钢结构住宅的楼板和屋面板一般采用装配度高的无模板楼盖体系，包括钢筋桁架楼板支撑板、预制复合楼板和预应力复合楼板（PK板）。
本实用新型具有安装方便、重量轻、运输成本低等优点。底模可以由金属板或非金属材料制成。如果天花板是在室内制作的，则无需拆除底部模板；住宅无吊顶区域采用钢筋桁架楼承板，底模可拆除。预制混凝土组合楼板具有底板平整、跨度大的优点。根据周边板支撑条件，设计为单向板或双向板，板缝采用紧缝拼接和宽缝拼接连接。
（2） 外围保护系统
周边防护系统包括外墙系统和屋面系统。外墙系统应采用轻质材料和干燥施工方法。外墙体系材料种类繁多，施工工艺和节点结构也各不相同。
1.外墙板的主要类型
根据外罩系统的结构，主要可分为以下四种类型：
（1） 预制混凝土外墙板（以下简称大板）包括预制混凝土外墙板、预制混凝土夹芯保温外墙板等。
（2） 轻质板条包括蒸压加气混凝土板（ALC）、轻骨料混凝土板、复合夹芯板条等。
（3） 钢木骨架组合外墙板}包括金属骨架组合外墙板、木骨架组合外墙板等。
（4） 建筑幕墙}包括玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙、人造板幕墙等。
2.外墙板的性能要求
外墙板的性能要求主要包括安全性、功能性和耐久性。
（1） 安全要求（注意可靠连接和防裂）
安全绩效要求是指与人身安全相关的关键绩效指标。钢结构住宅外围护结构体系应满足基本承载力要求和防火要求，可分为抗风、抗震、抗冲击和防火四个方面。采用弹性法确定外墙板的承载力和变形，并确定荷载和作用效果的组合；在荷载和作用的标准组合下，外墙板不会因主体结构的弹性层间位移而发生塑性变形、开裂和脱落；当主体结构层间位移角达到大地震时，外墙板不应倒塌。
抗冲击性应根据外壳系统的组成确定。幕墙体系参照现行国家标准《建筑幕墙》GBT 21086的相关规定。最大冲击能量为900j，最大落地高度为2m，试验次数不少于10次，试件的跨度和边界条件必须与实际工程一致。
对于除幕墙系统外的周边防护系统，应提高抗冲击性能要求。外围保护系统的室内外装饰表面，尤其是类似薄抹灰方法的外墙保温饰面层，也应规定抗冲击性要求。
（2） 功能要求（必须注意防水和节能）
功能要求是指外围保护系统应满足住宅使用功能的基本要求。具体来说，它包括水密性、气密性和绝缘性声音性能和热性能。
水密性能包括底板的抗渗性以及接缝处的止水和排水性能。具体措施为施工防水材料（沟槽、高低缝、排水孔、专用胶）。气密性要求装饰板内接缝少，接缝用气密材料密封。隔声性能应符合现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118）的有关规定，要求底板密度高，气孔少。热工性能应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189和《严寒地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26的有关规定。轻质混凝土带具有良好的隔热性能。具体措施是剥离保温层（岩棉、EPS、石墨EPS等）。
（3） 耐久性要求
耐久性要求直接影响外壳系统的使用寿命和维护期限。不同的材料对耐久性性能指标有不同的要求。耐久性试验后，需要重新测试相关的机械性能，以确保使用的稳定性。以水泥基板为底板的外墙板，应符合现行行业标准《外墙用非承重纤维增强水泥板》JGT 396的相关规定，并满足抗冻性、耐热性、耐雨性、耐热水性和干湿性的要求。
3.外墙板与主体结构的连接
根据外墙板与主体结构的连接形式，可分为外挂式、嵌入式和嵌入式悬挂组合安装。
（1） 外部安装
外装施工速度快，能很好地克服钢结构构件挠度变形造成墙体损坏的缺陷。同时，墙板采用钢结构构件包裹，易于装饰，不易形成冷桥。然而，外墙安装存在一些缺点：墙板对结构材料的要求较高，导致墙体造价较高；壁厚和自重较大，特殊金属连接件成本较高；由于墙板位于结构构件外部，室内梁和柱暴露在外。
（2） 嵌入式安装
由于预埋安装现场施工量大，钢结构梁柱体系不能完全包裹，容易形成冷热桥。因此，需要进行二次包装。然而，钢结构构件在承受荷载时，挠度变形较大，会损坏预埋墙体，容易造成楼板与墙板连接处的雨水渗漏和渗水，影响居民的使用。
1.合肥下塘松林园三期效果图2。长春润德双峰装配式钢结构住宅项目效果图
（3） 内置系统
装配式钢结构建筑的内部装修系统应采用轻质材料，并应采用装配式装修；厨房和卫生间应使用集成组件。室内部分主要包括以下三个方面：隔墙应为装配式轻质隔墙，包括龙骨隔墙、轻质水泥基材隔墙、轻质复合板隔墙等；吊顶采用预制件，厨房、卫生间吊顶在管道集中部位设人孔；应在地面使用装配式部件，并应使用能够铺设管道的架空地板系统等集成部件，以便于管道检查和维护。
内部分区
钢结构住宅内墙板为非承重构件，应采用轻质高强度材料。宜采用无石膏隔墙板，主要包括家用隔墙和室内隔墙。
（1） 内隔墙的主要类型包括龙骨隔墙、轻质水泥基隔墙、轻质复合隔墙等。
（2） 内墙板性能要求（注意隔音防裂）。家用隔墙的性能要求主要包括安全性、功能性和耐久性。安全性能包括抗震性能、抗冲击性能和耐火性能；功能性能包括隔音性能（>35dB）；耐久性要求是指内隔墙的使用寿命和维护期限。
内隔墙根据具体位置和性能要求选择不同的墙体类型。一般情况下，家用隔墙的厚度为200mm，室内隔墙的厚度为90mm和100mm。
快速安装隔墙系统基于轻钢龙骨隔墙系统。装饰板为硅酸钙板。装饰材料可以是UV涂料或传统墙纸等装饰材料，在工厂加工成型。有防水要求的卫生间墙面，在龙骨内侧安装PE防水层，面层采用防水涂料板，以保证空间的防水要求。
（3） 内墙板与主体结构的连接﹐ 内墙板应与主体结构可靠连接，在满足悬挂荷载（>100kg）和抗冲击能力的前提下，避免地震倒塌和生命财产损失。为了减少内墙板的类型，应统一钢梁的高度。内墙板应适应钢结构的变形，板长留有5mm~10mm的安装间隙。安装后应填充柔性材料，以免影响隔声性能。
（4） 设备和管道系统
装配式钢结构建筑的设备和管道系统应易于维修和更换；管道与结构系统分离，管道的维护和更换不得影响主体结构。各类设备、管道应综合设计，减少平面交叉，合理利用空间。
（1）给水排水系统、配水器和水器具的管道应一对一连接，管道中间不应有连接附件；排水管道应采用同层排水技术。
2.暖通空调及燃气系统#当室内供暖系统采用低温地板辐射供暖时，应采用干式施工。
3.电气和智能系统#电气和智能设备及管道应通过管道隔开。
2、 钢结构住宅的发展趋势
（1） 钢结构住宅应朝着大开间、大深度、灵活空间的方向发展
目前，许多钢结构房屋的平面和户型仍采用剪力墙结构的小开间布置，这不仅使结构设置不合理，而且严重影响了房间的使用功能。为了实现室内空间灵活多变的目标，充分发挥大跨度钢结构的优势，钢结构住宅应向大开间、深部方向发展，钢框架应优先布置在外墙和户墙上。（2） 钢结构住宅的健康发展需要钢结构、周边防护和室内装饰体系的协调发展
近来，钢结构行业过于重视钢结构主体的研发，忽视了周边防护和内部配套部件的研发，在一定程度上制约了钢结构住宅的发展。针对钢结构住宅梁柱外露的问题，国外很多项目采用了合理的建筑布局和室内装修的方法。随着全装修和装配式装修的推广，钢结构住宅周边防护和室内装修系统的研究、开发和应用将取得重大进展。
（3） 钢结构住宅应充分发挥其抗震性能好、工期短的优点
钢结构构件制造简单，加工精度高，现场施工精度高，为周边挡土墙、内隔墙的安装、装饰提供了方便，可有效提高住宅质量。钢结构住宅具有重量轻、抗震性能好、施工速度快等优点。现场施工2~3天内完成一层。结合装配装饰的交替施工，可大大缩短工期。
资料来源：建筑杂志，第11, 期
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