钢结构住宅的发展前景及优势分析

董 烁

（河南工业大学土木建筑学院，河南 郑州 45000150001）

钢结构住宅在我国诞生得很早，但是发展确很缓慢，目前钢结构建筑在工厂厂房、工地临时性住宅、海洋工程装备、大型的体育馆（例如：国家体育馆-鸟巢，国家游泳中心-水立方、合肥市工业大学新校区露天剧场等）、桥梁工程等领域有所发展[1]。据不完全统计，目前我国的钢结构建筑占全部建筑的比例还不到5%，而发达国家（比如：美国、日本等）普遍在50%以上，由此可见，钢结构住宅在我国未来的发展前景还是非常可观的。

1 轻质高强、安全可靠

与木材、砖石、混凝土结构住宅相比，钢结构住宅具有轻质高强的优点。钢材虽然容重较大，但可以减轻建筑物本身自重的1/3。例如，钢材中强度最低的钢为Q235，其抗拉、抗压强度设计值为215N/mm2，容重为7 850kg/m3；而混凝土中强度最高的C80，其抗拉、抗压强度的设计值分别为 2.22N/mm2、35.9N/mm2，容重为 2 200kg/m3。由此可见，二者的强度之比约为6，容重之比约为3，也就是在相同质量的构件条件下，钢材的承载力是混凝土的2倍，反过来，在相同承载力的条件下，钢材构件的重量是混凝土的1/2。这样一来，钢结构住宅的自重就大大减轻了，因此其被冠以“轻质高强”的美名[2]。

钢材具有良好的塑性，事先有较大的变形征兆，因此钢构件一般不会因偶然或局部超载而发生突然断裂，这为钢结构住宅的安全性提供了可靠的保证，为住户对受损部位进行修复或逃离危险现场提供了充足的时间。

2 良好的抗震性能

与传统的住宅结构相比，钢结构住宅具有非常好的抗震性能。钢结构住宅属于柔性结构，此外，钢结构还具有良好的延展性，可以将地震产生的能量抵消掉。钢材可以假设为各向同性材料，其抗拉、抗压、抗剪强度都很高，然后凭借其特有的高延展性减轻了地震反应。钢结构还可以作为理想的弹塑性结构，可以通过塑性变形吸收和消耗地震输入的能量，从而具较高的抵抗地震的能力。

我国是地震多发国家，曾多次遭受大地震袭击，因此采用钢结构住宅，可以减少损害，带来可观的综合效益。

3 自如的外形设计、灵活的空间布置

钢材具有良好的冷弯性能、机械连接、螺栓连接及焊接等性能，因此可以进行组装和拼接出各种商家喜欢的新异造型，这将会吸引更多的消费者前来围观，自然也便成为商家的最终选择。

钢结构具有较高的强度，这样便可以摆脱传统建筑在空间上受承重墙及构造柱的影响，室内便可以进行无梁无柱的大空间、大跨度的布置这也是钢结构的最大优点。这也消除了住户对传统建筑房间进行随意改造而造成的隐患。

在空间使用率上，钢结构的断面小，与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8%左右。在建筑风格上，钢结构住宅宽敞的空间正好提供给住户一个根据自己的需要及喜好对其进行任意的分隔与布置机会。迎合消费者的这一喜好，从而使钢结构住宅有了更广阔的销售市场，在一定的程度上也可以降低住房销售难的问题，扩大市场的内需。

4 装配式施工、工厂化施工

钢结构具有良好的焊接和螺栓连接功能，这使钢结构住宅具有很强的灵活性，住户便可以根据自己的需要灵活得对房间进行布置，满足了现代居家的需要，更适应了市场的需求。

现在的型钢和钢板都在工厂进行加工，生产厂家可以根据商家的需要生产出各种尺寸的钢结构构件，而且是可以大批量的、高精度的进行生产。与传统的建筑钢筋混凝土模式相比，其生产与施工完全不受季节性限制，而混凝土在浇筑过程确受到雨水及寒冷季节的影响而无法进行施工，这样就可以大大缩短施工的工期（例如：10万平方米的钢结构厂房，从生产制作到施工安装5个月左右即可完成，而钢筋混凝土结构最少需要24个月）。

5 节能环保

根据统计测算，与传统建筑的建造方式相比，钢结构住宅可减少建造用水量80%以上，减少材料浪费20%以上，减少建筑垃圾约80%，综合节能70%以上，减低建筑后续围护费用95%左右，同时可减少施工场地占用，提高土地利用率。其次，钢结构构件几乎所有的都在工厂加工制造，这样就大大减少了施工现场工作量，避免了钢混结构房屋施工现场中众多建材和建筑垃圾的堆放，有利于环境保护。另外，钢结构住宅代替传统的红砖与钢筋混凝土，避免用土烧砖带来的资源浪费，减少了建筑垃圾，减轻了环境压力。然后，钢结构材料还可以做到100%的回收或降解，所以钢结构建筑又被称为“绿色建筑”，成为可持续发展战略的新型建筑形式。

6 较低的综合造价

钢结构住宅的自重比较轻，因此基础费用要比钢筋混凝土建筑减少许多，总的材料用量减少，直接降低了成本费用；此外，钢筋混凝土的基础是其施工时间最长的部位，几乎占到整个建设周期的三分之一，基础工期的缩短也就意味着间接费用的减少；合理的墙体厚度使得用户的得房率一般现行建筑要多出8%左右且因为施工快，缩短了资金的周转期，加快了资金的流动速度，相应地降低了成本，从而降低了综合造价降低。

除此之外，钢结构住宅还具有管线线路布置方便、结构体系多元化、综合成本较低等优势，这些都足以让其成为未来建筑的主流。钢结构住宅的出现将会成为整个中国，乃至全世界建筑史上一次大的变革。

7 结语

钢结构住宅是时代前进的产物，它的诞生势必将引领我国建筑史走向新的高峰。钢结构除了应用于住宅体系外，还广泛应用于多层工业厂房、石油工程、路桥工程、大型体育场、大型管道容器、塔轨工程等领域，以及旧建筑的改造工程中。

我国一直比较重视钢结构技术的发展，但我们应该根据实际国情出发，我国的钢结构技术还不够成熟，因此必须积极吸纳国外的先进的、成熟的相关技术，促进钢结构住宅的产业化发展，相信我国的钢结构住宅发展前景势必一片光明。

[1]高光虎.多高层轻型钢结构住宅设计[J].建筑结构，2001，31（08）：16-20.

[2]张耀春.钢结构设计原理[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]吴景松，周晓飞.高层钢结构住宅设计[C].上海：上海钢结构住宅研讨会论文集，2002.