钢结构住宅设计研究

王文灏

【摘要】钢结构住宅作為一种新的住宅形式，通过近年来的实践以及住宅产业化发展的趋势，在我国开始逐渐使用，由于当前在钢结构住宅设计上很多设计人员还不是很熟悉，所以具体设计过程中还是存在一些问题。本文首先分析钢结构住宅的特点，然后就钢结构住宅设计的思路进行一个总结，最后分别从墙体、楼板这两个方面对钢结构住宅设计进行一个介绍。

【关键词】钢结构住宅；平面设计；墙体；楼板

引言

钢结构与传统钢筋混凝土结构相比，在设计、施工、造价以及使用上都具有广泛的优势，另外钢结构住宅在材料拆除和回收上更容易，更符合可持续发展的理念，特别在我国禁止使用实心粘土砖后，钢结构住宅是我们一个不错的选择。

1、钢结构住宅的特点

1.1钢结构住宅的优点

钢结构住宅相比于传统建筑结构，在使用功能、设计和施工等多个方面都具有其优势，根据对钢结构的特点进行总结，认为钢结构住宅的优点主要体现在以下三个方面：

一是钢结构住宅跨度大，空间布置灵活，由于钢材的强度大，所以可以使建筑平面进行分隔时更加的灵活，住户可以根据自身的需求自行改变结构，不会存在传统住宅居民为了装修擅自改变墙体造成安全隐患的情况。另外采用钢结构的住宅墙体厚度小，在同等情况下可以增大建筑的使用面积。

二是承载强度高，在相同截面面积的情况下，钢结构的承载能力更好，而且钢结构具有较好的延性，可以防止建筑出现脆性破坏，抗震性能也更好。

三是工业化程度高，更符合可持续发展的理念，由于钢结构建筑的预制性强，很多构件都可以在工厂进行标准化生产，这样既可以减少施工对周边环境的影响，还可以提高施工的机械化水平，另外施工也不再受时间因素的影响，对施工速度有一个较大的提升。

1.2钢结构住宅的缺点

虽然钢结构住宅的优点很多，但是还是有一些缺点制约着钢结构住宅的发展，主要缺点有以下三点：

一是钢结构住宅的防火能力差，这是由钢材的物理性质造成的，当发生火灾时，由于温度过高，钢结构的力学性能就会大幅下降甚至失去承载能力。

二是钢结构住宅的抗腐能力差，这也是钢材的物力性质造成的，虽然现在有很多防腐涂料，但是只要涂层出现微小的裂纹，就能让气体和水进入钢结构内部，让钢结构发生锈蚀，而且这种锈蚀的速度很快。

三是在保温、隔热、隔声和隔水上还存在一些不足，而这些因素都影响着人们居住的舒适度，另外钢结构住宅在装配过程中会产生大量的节点，这些节点也会影响住宅的舒适度和耐久性。

2、钢结构住宅平面及空间设计

2.1钢结构住宅平面及空间设计的特点

与传统住宅体系相比，钢结构住宅以框架体系为主，建筑的结构和围护是完全独立分开的，这样的好处是居住时可以根据自身的需求灵活布置围护墙体，使我们在对建筑空间进行处理时有了更多的选择空间，另外钢结构框架的刚度较大，所以在相同受力的情况下结构构件可以做的更纤细，这样可以使住宅的有效空间更大。

但是由于钢结构住宅在平面及空间设计的特点，在给我带来诸多便利的同时也会在空间处理上给我们带来一些问题。钢结构柱体结构截面的宽度通常比墙体宽度大，而且钢结构柱体形状通常为圆形、H型或箱型，无法做成异型柱，所以会出现柱体突出墙面的情况，这给我们家具摆放工作产生一定影响。

2.2钢结构住宅平面及空间处理手法

从钢结构住宅平面及空间设计的特点来看，我们在钢结构进行平面及空间设计时应尽量做好建筑、结构和设备等专业之间的配合，使钢结构住宅在平面上和空间使用上都做到更加的灵活和无障碍性。

在进行钢结构住宅平面及空间设计时，主要有三种思路：一是对框架的开间和进深进行合理化设计，让结构梁柱的轴线与墙体的轴线从何，这样可以避免钢结构住宅的框架结构暴露在平面空间中，设计时应根据柱网划定空间的布局，尽量不要让框架柱网与使用空间出现交叉；二是合理调整结构梁柱与墙体的位置，保证使用空间的完整性，避免房间内出现梁、柱的突出，如果不可避免出现框架体系梁柱的截面面积大于墙体厚度的情况，我们要优先保证房间主要空间的平整，将突出尽量安排在次要空间中；三是做隐梁式结构体系，将楼板的厚度做的与梁高一样，这样可以使住宅空间更加的完整，但是结构体系的难度会增大。

3、钢结构住宅的墙体设计

钢结构住宅的墙体具有三个特点：一是钢结构住宅的墙体是纯围护体系，可以根据空间的需要灵活布置；二是墙体材料需要有良好的物理化学特性和保温隔热特性，而且质量要轻，不能增加结构荷载；三是墙体材料要适合现场装配化建造，钢结构属于高度的产业化和工业化，这样才能发挥钢结构住宅的优势。

钢结构住宅的墙体分为外墙和内墙，对于外墙来说，其主要功能是防湿、密封、保温隔热、隔声和防火等，我们在选择外墙材料时一定要遵守舒适性、耐久性和取材方便这三个原则，目前外墙的材料种类有很多，主要分为轻型砌筑类、预制复合类、半预制复合类和现场组装符合类，在选择时需要根据造假以及自己的需求等多方面的因素进行选择，施工时需要重点做好外墙节点的连接。对于内墙来说，其主要功能是稳定、耐久、防火、隔声和方便设备走线，材质上以预制板材为主，预制板材隔墙的安装方法有很多，常用的有插入钢筋法、干式工法这两种。

4、钢结构住宅的楼板设计

钢结构住宅的楼板主要由型钢或钢板组成，具有承载力高、重要轻、尺寸小等优点，主要需要把握好三点原则：一是选择合理的楼盖结构跨度，太大需要增加板厚，导致自重增大，太小会不经济；二是要选用适当的结构支撑体系，尽量避开门窗空洞，不影响住宅的空间布局即可；三是设计时应保证构件的尺寸精准，避免给安装带来困难以及产生废料等。从楼板的类型来看，主要分为全现浇楼板、半预制半现浇楼板和全预制楼板，在选择楼板类型时需要根据各种楼板的优缺点来进行选择。

结论：

从技术上来说，钢结构住宅不存在任何问题，但是当前我国钢结构住宅的发展相对还不是太快，主要受制于两方面的因素：一是政府在功能钢结构住宅上缺少扶持，二是缺少专业的钢结构住宅设计人员。如果这两个问题能够快速解决，那么我国钢结构住宅设计应用将会上升到新的高度。

参考文献：

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[2]冯磊.高层钢结构住宅经济性分析——以秦皇岛钢结构建筑为例[J].中国房地产业.2015.11