钢结构住宅设计中的问题及对策研究

缪俊华　郝麦娟　李振宇

摘 要：本文分析了我国钢结构住宅发展的前景和现状，结合实际工程设计特点，对钢结构住宅设计过程中应当重点关注的问题进行深入的探讨，并就这些存在的问题进行分析，找出对策。以期通过本文的研究为我国钢结构住宅设计的良性发展提供借鉴。

关键词：钢结构；住宅设计；构建；墙体材料

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）09-0019-02

1996年以前，我国建筑工程行业发展较为迅速，相對于工程建设的庞大需求，钢材的供给显得十分捉襟见肘。于是，许多工程设计中，为了节省钢材而采取了对钢结构进行限制的做法，极大的缩小了钢结构应用的范围，这种状况直接导致了钢结构用钢量在全国钢产量中的比例较低。而从1998年开始，随着我国炼钢技术的不断成熟，钢产量出现了大幅度上升的现象，钢产量的过剩，为钢结构的设计提供了良好的发展契机。随着环保理念不断深入人心，绿色环保理念也在钢结构设计过程中逐渐被人们所重视，钢结构设计应用与住宅主体结构中变得越来越普遍。标准化、系列化、专业化和商品化成为了现代建筑钢结构住宅设计发展的主要趋势，并且国内大量的钢结构住宅设计时间，为钢结构应用与民用住宅体系提供了较好的参考价值。

1 钢结构住宅结构体系的布置

在我国现象的钢结构建筑设计体系中，主要有纯框架体系、框架-支撑体系和框架-核心体系以及框架-支撑体系4种不同的钢结构体系。在设计过程中，设计师对钢结构体系的选择，不仅应当考虑不同体系的优点及缺点，同时还应当结合工程施工的实际条件，按照高质量、高效率、高经济性等原则进行确定。

常见的钢结构住宅构建的横截面形状主要有热轧H型钢截面、焊接H型钢截面、焊接箱型钢截面等，不同钢截面形状的钢结构住宅设计也各有优缺点，在应用选择的过程中应当根据工程建设设计的要求，予以合理确定。

在钢结构住宅结构体系的选择过程中，不应仅仅考虑单一的因素，应当对多个方面的进行综合考虑，例如采用哪些能够极大突出钢结构优势的大柱网以及现代住宅所追求的大开间等。另一个方面，经济因素也是衡量钢结构体系选择过程中应当重点衡量的因素。

2 钢结构住宅设计中存在的问题及应对措施

钢结构住宅设计中应当重点关注的问题有节点的设计、材料的选择、卫生间及厨房等用水量较多的环节的设计等。

2.1 节点设计

在整个钢结构住宅设计体系中，节点的设计和构件的设计是影响较大的两个重要部分，在工程设计的过程中，设计师应当给予充分的重视。钢结构的节点设计主要包括梁柱节点，梁梁节点以及柱与柱的节点等内容。安全可靠、稳定与简便是节点设计过程中，始终需要关注的设计原则，应将这些原则不折不扣的贯彻进工程的施工工艺中去，尽量减少可能产生的连接缝隙。一般来讲，根据传力特征的不同可以将钢节点大致的划分成3个大类，这3个大类分别为铰节点、半刚性节点以及刚性节点。在这3大类钢节点中，第1种和第3种节点的受力性能以及施工工艺的研究程度相对于第2种类型而言要成熟很多。也正是因为这个原因，第1种和第3种的钢节点设计方法在工程施工中得到了较为广泛的应用。

2.2 墙体材料的选择

在钢结构设计过程中，为了更加突出其自重轻、设计布局灵活、可塑性墙等特点，一般不会在钢结构住宅施工过程中使用传统的粘土砖等材料。而通常采用的材料多为质地比较轻、布置起来较为灵活的空心砖或者加气砖等。现阶段应用较多的蒸压加气混凝土板具有较好的防水、防渗透、保温以及降噪等性能，在钢结构设计过程中属于较为理想的材料。

2.3 卫生间及厨房的设计

卫生间和厨房的设计是钢结构住宅设计过程中较为重要的两个主要内容，这是因为卫生间和厨房是住宅中用水较多的地方，而钢结构的设计使得住房结构有着被腐蚀的风险，当整体结构中某些关节部位腐蚀严重时，就会产生钢体承载能力下降，从而威胁住房的稳定性。大量采用防腐能力较强的钢构材料是有效降低腐蚀风险的措施。一般来讲，在住宅建筑以外的工程设计项目，比如土木工程项目。工程防水较常采用防水材料和结构防水两种措施。而在钢结构住宅设计中，设计师往往较为喜欢采用结构防水，因为相比较而言，结构防水要比材料防水的效果明显要更好一些。这种方法也是本文第一部分中提到的框架-核心筒结构体系，在应用框架-核心筒钢结构体系过程中，对卫生间和厨房采用的设计方式是将卫厨设计置于核心筒之内，从而使得卫厨设计具备较强的防水能力。涉及到具体的工程设计环节时，设计应当根据工程设计的实际情况予以更加细致的确定。

2.4 楼梯的设计

钢楼梯结构是许多钢结构建筑物主要采用的设计风格，但在住宅楼梯建设的过程中，这种钢楼梯结构的设计一般是很少采用的，其根本原因就在于钢楼梯结构的设计具有较强的声音传导性，居民上下楼会对其他住户造成较大的影响。一般在住宅钢结构楼梯设计的过程中，常常采用的设计方法是应用混凝土楼梯或者压型钢板混凝土组合楼梯。但是，在这两种楼梯的设计过程中，应当十分关注对楼梯梁位置的处理，一般情况下，梁-梁连接之处往往是集中受力的地方，有可能会出现局部的失稳现象。针对这些情况，本文认为应用6mm折叠钢充当踏板，并在上面浇筑混凝土，在脚踏板两端采用L50×6的角钢与楼梯梁通过M12螺栓进行连接，这种做法采用40mm混凝土有效的克服了导音问题，同时也使得工程施工变得简便易行。

2.5 楼盖的设计

较强的承载能力、刚性以及整体性是多层房屋钢结构楼板应当具备的基本特点，现阶段我国常用的楼盖体系为钢梁上铺设压型钢板，再浇以10cm左右的钢筋混凝土板而成的。简支高连接是楼梁盖常用的连接方式，有事楼梁盖也会采用不等高的连接方式，比如应用压钢板进行楼板的组合时，常常会在主次梁顶面设置差距为1个刚面厚度的落差，这样是为了更方便的进行后期的铺设工作，同时还能够起到增加建筑的层高的作用。在楼盖的设计过程中，注重考虑钢梁与楼板的组合，能够对梁的承载能力和稳定能力起到极大的促进作用，且能够实现有效的梁高降低，更好的减少钢材的实际使用量，进而降低工程的造价。

3 结语

钢结构是现代建筑工程发展的一个重要趋势，研究探讨钢结构在住宅设计过程中应当关注的重点，以及熟悉较为常见的通病，有利于及早树立防范意识，有效针对较早出现的问题加以重点应对，从而有效的确保钢结构住宅设计的完美收官，为工程的施工打下良好的基础。随着人们生活水平的提高，住房需求的呼声不断高涨，钢结构住宅作为我国工程建设的一个重要组成部分，一定会拥有一个广阔的发展前景。

参考文献

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