低层钢结构住宅在延安地区的应用分析

■闫竹玲，孙 冉 ■延安大学建筑工程学院，陕西 延安 716000

1 低层钢结构住宅的发展现状

钢结构具有强度高、塑性韧性及抗震性能好等特点，因而在国内外的应用越来越广泛。在一些发达国家，钢结构建筑的建筑面积占到建筑总面积的40%以上，而建筑钢材用量占到全国钢材总量的50%以上;钢结构的结构形式从过去的其它结构形式已发展到现在的预制装配式低层钢框架形式，这种结构形式施工的速度很快，可以做到环保、节能和可持续发展。因为钢结构可以提供结构抗震性能良好的住宅建筑，所以国外发达国家人们越来越喜欢用钢结构作住宅建筑，实践表明，钢框架结构在国外的应用越来越普及。

到2003年我国钢产量已突破两亿吨，而且钢材的质量、品种、规格也都达到国际水平，将为我国钢结构的应用和发展提供了物质基础。随着国内住房体制的进一步改革，住宅建筑将是我国未来很长一段时间内需求量较大的建筑产品，因为钢结构具有其他建筑不具备的优良的特性，被称为“绿色、可持续发展的生态建筑体系”。近年来，国家相关政策积极倡导在国内发展钢结构的住宅建筑并将其产业化，同时，在北京、上海、天津、湖北等地建了一些钢结构多高层住宅小区，并逐渐向低层钢结构住宅发展。经调研资料显示，钢结构建筑的相关规范和标准已出台，国内钢材已比较充足，也有一系列的钢结构试点建筑建成，使得我国钢结构住宅产业逐步进入了高度的发展期。

2 低层钢结构住宅体系的优越特性

因为钢材具有良好性能，使得低层钢结构住宅建筑与其他材质的结构相比，有着良好的特性:

(1)由于钢材强度高，可以将构件做得细而长，设计时将结构空间设置成较大开间，并在大开间结构内，根据住户的需求进行自由分隔开，比较方面灵活，同时钢构件截面小可以减少建筑内结构构件所占的面积，以增大房屋室内空间;与其他结构相比钢结构因强度高杆件细而使得结构自重轻，这样可以降低钢结构施工时的劳动强度，同时结构自重轻可以降低基础所承受荷载，因而钢结构基础处理的造价将会降低;

(2)钢材塑性韧性好，使得钢结构的延性或抗震性能比较好，能很好的消耗地震带来的荷载能量，使结构在地震时不会轻易被破坏;

(3)钢结构建筑的建造一般是工厂成批制作好构件，在现场安装，安装都属于干作业，机械化程度高，施工速度快、周期短，可以降低施工的间接费用成本，同时干作业不会给周围环境带来污染;

(4)钢结构的原材料可以循环使用，现在的钢结构建筑等用到使用寿命期末时，再回收钢材到炼钢厂，重新冶炼成新构件使用，相比较构件的原材料成本比直接购买材料降低了，也符合国家可持续发展相关政策;

(5)钢结构一般都是框架结构，维护构件用新型墙体材料，可以做到整体建筑物节能、节水、绿色环保，符合21世纪生态新型建筑设计理念。

3 低层钢结构住宅体系的在国内的发展前景

由前面的内容可知，低层钢结构住宅在国内的发展前景将会很好，其原因在于:

(1)低层钢结构住宅建筑体系能充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有良好的抗震性能等特点;钢结构住宅比传统的住宅能更好地满足建筑上大面积和使用轻质墙板来提高房屋的有效使用面积率的需求，使钢结构住宅的实际单位使用面积造价与砖混结构住宅的造价接近;而且，钢结构住宅体系工业化程度高，现场湿作业少，符合环保建筑施工的要求，结构所用材料主要是绿色、可回收或易降解的材料，在建筑拆除时，不会造成很多垃圾，迎合我国建筑绿色、环保、安全的大致思路要求。

(2)我国钢产量能为钢结构建筑的发展提供物质基础，国家政策、规范、标准、试点经验技术为钢结构的发展提供技术条件，国家住宅产业化为钢结构发展指明了道路;另外，国家墙体改革及新型墙材的研制、应用、推广及发展为钢结构发展的维护结构提供了保证;21世纪新型生态建筑设计理念为钢结构住宅建筑的发展空间打开了新的局面和市场，如延安新区大型项目的建设，将为新型建筑的建设和新型墙材的应用提供很大的发展机遇和发展空间。

(3)国内一些中小型城市、乡镇正在大力搞基本建设，处于建筑的更新换代时期，正需要一种跨越时代的具有里程碑的建筑来代替目前的住宅建筑，而钢结构又处在国家产业化时期，所以将钢结构住宅引入这些地区，并逐渐深入研究和完善降低钢结构建筑整体工程造价、提高钢结构住宅的使用期维护措施，将使国内居住条件更上一层楼，同时将国家住宅产业化向前推进一大步。

(4)低层钢结构住宅的应用发展将能带动各类新型墙材产业的发展，同时钢结构住宅绿色环保、符合可持续发展政策，该类结构的发展将能推动我国国民经济及地方经济的发展。

4 延安地区引入低层钢结构住宅结构体系的优势

在陕北延安地区，发展低层钢结构住宅结构体系与东南沿海地区相比，更能体现其优势:因为陕北乃至延安地区冬季时间较长，年降水量较少，气候干燥，不利于混凝土施工，而钢结构又适合在干燥地区使用，再者延安地区建筑大都为湿陷性黄土地基，如采用钢结构将使上部结构自重轻，地基相对容易处理，这样就突出低层钢结构住宅的优势之处;同时，低层钢结构相比其他结构施工速度快、工期短，能减少因冬季施工所引起的温度问题;低层钢结构住宅结构体系的墙材一般选择与其相配套的新型墙体板材，有比较好的保温、隔热性能，在建筑节能方面有明显的优势。所以，在延安发展低层钢结构住宅不仅可以利用低层钢结构住宅的优势，同时可以结合当地的社会、自然、经济、材料、技术条件和资源等具体情况，选择适合当地的、经济效益好的住宅建筑结构体系。

资料表明，我国每年新建的各种建筑，不仅需要占用大量农田，而且在使用过程中对各种资源的消耗更多，这也是国家大力提倡节能的主要原因所在。从长远来看，钢结构住宅建筑为室内提供的使用面积较大，结构自重轻使基础处理投资降低，结构构件细，墙材所占的比例更大，更何况钢框架结构中采用节能板材多，这些节能板材往往是当地的一些工业废料制成，其造价成本低;同时，这些墙材的使用将使粘土砖使用量降低，节省了大量的粘土。陕北延安这一带是黄土流失比较严重的地带，保护水土流失是这里的自然生态环境保护中的一项主要工作，所以在陕北延安引入钢结构住宅具有长置久安的治理山河的重大意义，引入的过程中同时可以带动陕北延安墙材的发展。延安是我国西北地区重要的能源聚集地之一，近几年来对当地资源开发的过程中，产生了大量的工业垃圾及矿物废料，如果这些工业废料处理不当将使当地环境污染严重。经研究，这些工业垃圾及废料可以作为建筑围护墙体、板材的原材料，例如砌块，板材等，而钢结构住宅空间布置灵活，需要各类这样的板材和砌块。这样，既可解决工业垃圾及矿物废料对环境的污染，也可以大大减少黏土砖的使用，保护土地资源不被破坏。

5 结束语

由此可见，钢结构住宅符合国家住宅产业化的目标，符合可持续性发展的战略，并对保护耕地、提高城市建设有较大作用;在具备了国内钢材产量、国家相应政策的支持和技术的保证后，钢结构住宅将会具有光明的前景;同时，低层钢结构住宅体系的应用将会促进住宅产业化的发展进程，它在建筑材料的环保性方面和给社会带来的综合效益方面都有重要意义;低层钢结构住宅和传统住宅相比，有传统住宅无法比拟的特点，陕北延安也具有发展低层钢结构住宅的优势，低层钢结构住宅在延安的应用将是可行的。因此，我们应该顺应钢结构发展历史，把低层钢结构住宅应入延安地区，以促进当地住宅建筑的历史大革新。

［1］王兆誉.钢结构住宅的发展建议［J］.黑龙江科技信息，2007(6).

［2］吴明良.钢结构住宅应用技术探讨［J］.中国科技博览，2010(19).

［3］杜国恩，DU Guo-en.多高层钢结构住宅在我国的发展研究［J］.山西建筑，2008(32).