低层钢结构住宅在国内的发展前景★

闫竹玲 吴改革 赵 建

(延安大学建筑工程学院，陕西 延安 716000)

低层钢结构住宅在国内的发展前景★

闫竹玲 吴改革 赵 建

(延安大学建筑工程学院，陕西 延安 716000)

介绍了低层钢结构住宅在国内外的发展现状及钢结构体系的主要结构形式，分析了钢结构所具有的优良特点，针对其发展的不利特点进行了研究，并提出了应对措施，指出发展钢结构住宅体系既符合国际发展潮流，又符合国内可持续发展的要求。

钢结构，住宅，发展，优势

0 引言

随着社会的进步，经济的发展，科技水平的不断进步，砖混结构、钢筋混凝土、木结构已经远远不能满足建筑市场的需求，以钢结构为主的建筑已经进入建筑市场。国务院明确指出要大力发展钢结构住宅建筑，扩大钢结构住宅在市场的占有率，让钢结构能迅速的发展起来。

1 低层钢结构住宅在国内外的发展现状

在我国钢结构住宅建筑正处在起步阶段，为了促进钢结构在我国的发展，建设部于2001年发布了《钢结构住宅产业化技术导则》，明确了钢结构住宅建筑技术发展的基本原则，是我国钢结构住宅发展的指导性文件。并且评审通过了三批共36项钢结构住宅科研项目立项和北京赛博思金属结构工程管理公司的第一个建设部钢结构住宅产业化科技示范工程。由于钢产量的增加，鼓励建筑用钢，原冶金局和建设部成立了“用钢协调小组”，制定了国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要，并且提出了钢结构住宅的概念。“十五”期间计划每年建筑用钢量将占全国钢材总产量的3%，到2015年将达到6%，这是《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》中明确规定的发展目标。

钢结构在国外技术比较成熟，具有设计标准化、施工标准化等优点，各种类型的住宅都有建设。在中低层住宅方面有较多的完善的体系，基本上都是轻钢架，采用严格的设计模数，施工装配化程度很高。随着钢材产量不断的提升，各国的建筑用钢量在钢材总耗量中的比例均明显提高，一般在30%左右，日本在 50%左右，美国、瑞典、英国等在35%左右，而钢结构面积约占总建筑面积的40%左右，而我国目前用钢量只达到25%左右。

2 钢结构体系及其优势

用于钢结构体系的结构形式主要有以下几个：冷弯薄壁型钢体系，构件常用薄钢板经冷弯形成C形、Z形构件，既可以单独使用也可以组合使用，组合使用时，杆件之间连接采用自攻螺丝，但此种连接刚性不能保证，抗侧能力较差，一般只用于1层～2层住宅或别墅；纯钢框架体系，这种体系多用于高层钢结构住宅设计，也用于低层钢结构设计，纵横向都设计成钢框架，门窗布置灵活，可提供较大的开间，便于用户二次设计，满足各种生活要求；框架—混凝土剪力墙体系，这种体系多用于小高层，用混凝土剪力墙部分或全部代替钢支撑，形成框架—混凝土剪力墙体系；框架—支撑体系,这种体系适用于在风载或地震作用较大的区域，为横向承重，周围抗侧体系，这种建筑多用于欧美国家的商业和民用建筑，此体系的特点：钢架柱的强轴与其相交的建筑轴线垂直，形成外筒，抵抗水平荷载，将之传至基础。

钢结构具有优良的特点：1)材料的强度高，塑性韧性好。钢材和其他建筑材料相比，强度要高得多。因此特别适用于跨度很大的构件和结构，做成的构件截面小而壁薄，因此，在承受的荷载和条件相同时，钢结构比其他结构质量轻；此外，钢材的塑性和韧性还很好，具有良好的加工性能，结构一般不会因超载而突然断裂；2)材质均匀，和力学计算的假定比较符合，钢材内部组织比较接近匀质和各项同性体，而且在一定的应力幅度范围内几乎是完全弹性的，因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算的结果比较符合；3)钢结构制造简单，施工周期短。钢结构所选用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能用机械操作。大量的钢结构都在专业化的金属结构厂做成构件，精确度高。构件在工地进行拼装，再进行吊装，以缩短周期。有时对于小型构件，常常采用现场就地制造，随即用简便机具吊装。此外，对于已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固；4)钢结构质量轻。钢材的容重虽然较大，但它的强度和密度比其他建筑材料大得多，因此，在相同的条件下，承受相同的荷载，钢屋架的质量差不多是混凝土屋架的1/4～1/3，冷弯薄壁型屋架几乎接近1/10，为吊装提供了方便条件；5)节约结构占有面积，增加使用面积，空间利用率高，比同类钢筋混凝土结构，高层钢结构建筑可以节约结构占有面积28%，从而增加使用面积4%；6)抗风、抗震性能好，钢材具有良好的吸能能力和延性，使钢材具有优越的抗震性能；7)钢材的密闭性好，即钢材的气密性和水密性好；8)钢结构是环保型的，钢材的回收利用率高，对环境污染较小，符合可持续发展理念，属于真正意义上的绿色环保建筑；9)施工条件要求低，现场施工速度快等优点。

3 对钢结构发展不利的特点及处理措施

1)钢结构耐腐蚀性差，必须对结构进行防护。尤其是暴露在大气中的钢结构，应特别注意。这使钢结构的维护费用较其他建筑材料高，因此，在一般厂房中，钢构件经过彻底除锈后并涂上合格的油漆，锈蚀问题并不是很严重。近年来出现的耐候钢具有较好的抗锈蚀能力，已经逐步推广应用。

2)钢材耐热但不耐火。随温度的上升，钢材强度就会降低。当温度超过150 ℃以上时，就必须用隔离层加以保护。钢材不耐火，重要的结构必须注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石喷涂层、石膏板等加以防护。

3)结构设计时缺乏完整的、配套的、统一的标准。钢结构施工时技术要求高，养护保护要求高，缺少相应的设计施工规范。因此，国家应该完善钢结构住宅在结构设计，施工的规范和标准，一方面可以借鉴国外规范和标准，结合实际，取其精华，制定出我国的规范和标准；另一方面在国内小范围内建立规范和标准，对建造出的样品房进行各种力学性能实验和建筑物理指标检验，并以此作为推广，让钢结构住宅在我国快速的发展起来。

4)钢材造价高，约是混凝土设计的1.2倍～1.6倍。由于我国目前能够生产轻钢骨架构件的厂家很少，产量的严重不足导致造价过高，在这方面，政府应该加以引导和约束，加大对钢结构住宅产业的投资与宣传，提高钢材产量，降低钢材价格，并开发新型轻质高强，造价低廉的材料，提高品牌意识，提高钢结构产业的竞争力，使钢结构住宅在我国能尽快得到普及。

5)人才较少，钢结构住宅技术人员少。为推广钢结构住宅在我国的发展，一方面国家应提高技术引进力度，比如从钢结构住宅技术相对成熟的国家和地区引进技术指导人员。参照国外对钢结构质量和钢材加工质量的控制标准，考察和引进国外加工生产设备和相关技术。另一方面，国家应该大力培养有关钢结构住宅建设技术的相关型人才，培养全面发展的复合型人才。

6)对钢结构住宅方面的技术规范较少，缺乏市场检验，缺乏正规的验收鉴定等。处理措施：国家应该在政策上加强指导，加大科技投入力度，将科研院所、高等院校、企业、建设单位等联系起来，制定相关政策，颁布标准规范，确立钢结构住宅体系，并加强市场管理和监督，形成专门的钢结构住宅体系协会，加强技术的推广和经验的总结，形成自己的检验和验收标准。

4 低层钢结构住宅国内的发展前景

由于钢结构强度高、自重轻、抗震性能好、延性好、可塑性好、制作简单、能减少工作量、钢材回收利用率高、对环境污染较少、施工条件要求低等优点，故钢结构住宅在我国有很大发展潜力，一方面符合可持续发展战略，对环境没有污染，材料可回收利用；另一方面，强度高，自重轻，材料利用率高，节省材料。由此可见，钢结构住宅在我国的发展前景广阔，主要表现在以下几个方面：

1)在物质基础上，我国钢产量连续几年居世界第一，钢材的产量和质量显著提高，钢结构的造价也相应降低。目前，我国钢材品种多样，价格合理，这为我国发展钢结构住宅体系打下坚实的物质基础。

2)在技术条件上，我国的科技不断取得成就，科技人员在钢结构设计、制作、安装等方面做了大量的研究工作，取得了卓越的成就。我国专业钢结构人才的素质在实践中得到不断提高，一批有特色有实力的专业研究所、设计院、建筑建设单位都在日趋成熟，专业性、技术性、规模化更加完美。

3)在政策方面，从2001年起，我国就推出了众多政策指导，在钢结构设计、施工、验收规范以及行业标准等等方面已经发行20余本相关规范以及标准，为钢结构在我国的发展提供了法律基础。

4)在钢结构应用方面，我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业结构和公共建筑向低层钢结构住宅发展。近年来，我国钢结构建筑发展十分迅速，低层钢结构住宅产业作为一种绿色环保建筑，已被列入国家重点推广项目。

5)在绿色节能方面，与传统建筑相比，使用钢结构一方面符合可持续发展战略，符合国家政策导向，对环境没有污染，材料可回收利用；另一方面，强度高，自重轻，材料利用率高，节省材料。属于绿色节能建筑。

综上所述，钢结构住宅体系有着不可替代的优势，发展钢结构住宅体系既符合国际发展的潮流，又符合我国的基本国情(可持续发展)。随着世界科技水平的进步，经济的发展，法律的完善，钢结构的优势日益显而易见。随着钢结构住宅体系的不断完善和发展，以及人们对住宅功能齐全、使用方便、居住舒适、节能安全、环保等方面的要求，钢结构住宅体系在我国的发展前景将不可估量。

[1] 张庆风，张小玲.钢结构住宅设计和施工技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[2] 陈禄如.中国钢结构的现状与展望[J].建筑钢结构进展，2001(3)：25.

[3] 尹志明.推广钢结构住宅日趋成熟[J].建筑房财与作用，2001(4)：62-67.

[4] 赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京：科学出版社，2000.

[5] 崔文杰.钢结构住宅体系及性能研究[J].山西建筑，2013，39(25)：44-45.

Developing prospect of low-rise steel-structure residential in China★

YAN Zhu-ling WU Gai-ge ZHAO Jian

(CollegeofBuildingEngineering,Yan’anUniversity,Yan’an716000,China)

The paper introduces the development status and major structural styles of low-rise steel-structure residential at home and abroad, analyzes its merits, studies its defects, and puts forward countermeasures, and finally points out that: developing steel-structure residential not only meets international development trend but also meets domestic sustainable development demand.

steel structure, residential, development, advantage

1009-6825(2014)30-0051-03

2014-08-11★:陕西省大学生创新实验项目(项目编号：201310719039)

闫竹玲(1976- ),女，硕士，讲师； 吴改革(1990- ),男，在读本科生； 赵 建(1992- )，女，在读本科生

TU391

A