探索钢结构谈钢结构住宅建筑设计

论文导读：
摘要：钢结构建筑是现代空间结构发展的主流，广泛应用于高层、超高层建筑，大跨度和大空间建筑。所以钢结构体系也是民用住宅建筑的一种新型的绿色环保的建筑结构体系。本文探讨了钢结构住宅建筑设计。
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一．前言
随着人们对住宅环境不断提高的要求，钢结构住宅即将成为未来发展的一个趋势。钢结构住宅建筑应以建筑设计为主导，并与其他专业密切相配合。钢结构建筑设计的内容涵盖了建筑总平面设计、建筑剖面设计、建筑立面设计、建筑体型以及对建筑六大构造组成部分进行的详细设计等内容，系统地研究钢结构住宅建筑设计是指把钢结构住宅的建筑设计内涵看成一个整体，从系统进行分类、分层和相互关联的角度研究钢结构住宅建筑设计的整个内容。

二、钢结构的特点

1、钢结构重量轻、承载能力强

钢结构材料具有强度高、承受的荷载比其他结构轻，钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的1/2左右，其空间使用面积比钢筋混凝土住宅提高4%左右。钢结构的材料是一种承受载荷量大，强度高，并且抗震性能比较好，钢结构本身是一种用料少、体型小，自重轻，因此在建筑的过程中，采用钢结构住宅体系时，不仅可以节约材料，提高空间的利用率，并且由于钢结构的构件可以制作成各种形状，所以在设计的过程中，灵活多变，可以满足人们的需要和要求，从而达到建筑艺术的特点源于：毕业论文致谢词范文www.7ctime.com

2、工期短、符合住宅产业化和可持续发展的要求

施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一，比如：一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高建设产业的水平。

3、材质均匀 可靠性高

钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，故可靠性较高。

三、钢结构建筑设计的重点

1.钢结构住宅建筑设计构思

钢结构住宅的构思一方面体现了常规意义上的建筑构思成果, 另一方面更是对钢材这种材料灵活运用的表现。设计钢结构住宅的建筑师必须同结构工程师、设备工程师、甚至机械工程师密切配合, 以保证建筑构思能够在特定的技术条件下得以实施。建筑师只有在深入了解材料的特性、材料所能创造的结构形式及相应的技术措施以后, 才能有更广泛的构思能力, 才能使自己的构思更具有独特性和创造性, 而且方案的可实施性才能更强。

2.钢结构住宅建筑的具体设计

2.1．平面设计

平面设计采用9格法，根据空问布局和功能组合规律，结合建筑模数制的要求，考虑到钢结构技术的大跨度优势，初步拟定以1200mm为基本模数。假定柱网尺寸为9600mm×9600mm．平面功能的划分其实在确定柱网的同时己经形成，套型平面功能的划分主要分为两大块：起居生活空间、厨卫服务性空间。

2.2．剖面设计

底层架空，层高为2500mm，主要作为停车用，局部作为人口门厅和管理室。考虑到主粱粱高为400mm，室内梁底净高设为2600mm(基本同一般钢筋混凝土框架结构住宅)，上部标准层层高设为3000mm。最上面一层为阁楼层，屋顶为钢结构弧形屋顶，檐口高为2500mm。

2.3．立面造型设计

现有的钢结构住宅在考虑形体和造型的方面，还是沿用了传统砖混住宅的形式。设计造型时，主要还是从设计方法上考虑如何通过建筑设计的手段，而不是纯工艺技术的方法，来体现钢结构住宅的特征，不让人觉得钢构件的暴露显得粗野，而是给人以简洁、格调清晰的印象，由于钢结构可以实现大跨度、大空间，因此其开窗所受限制就减到最小。南北立面尽量用大开窗，结合厨卫服务空问墙面开窗少的特点，采用虚实对比的构图方式；材料上采用规则水平线条的实墙与晶莹光洁的玻璃形成对比，同时考虑采用新型外墙保温材料，满足建筑节能减排的要求；色彩上，大胆采用纯度尚的色彩进行对比，给人以活跃的现代气息。

四、钢结构住宅的关键技术要求及保证措施

1、防火
钢材本身是不燃烧的建筑材料。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构通常450~650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因大的形变而不能继续使用。因此，防火对于钢结构住宅的设计是非常重要的。按照我国防火规范要求，一般建筑钢结构必须涂刷防火涂料或采取其他措施。由于住宅对防火的要求更高，因此主体钢结构就必须有更加可靠的防火措施:一般可用满足消防要求的防火涂料喷涂主体钢结构，再在钢结构外包石膏板，也可用混凝土外包主钢结构。然而各种方法均有其天然缺陷:防火涂料耐久性远远低于建筑物本身，其后期维护非常重要。而且，传统防火涂料质量较差，这些将会增加工程造价;外包混凝土虽简单实用，但浇捣混凝土施工时间增加，使钢结构失去优势。另外，采用耐火耐候钢是近年来提出的新思路，但尚属理论研究，无法大应用于工程实践。
2、防锈
钢结构经过温度的不断变化及水汽、电解质的影响，生锈老化的可能性在任何部位都可能发生，而由此导致强度、稳定性降低而最终坍塌的工程事例时有发生。长期以来，我国基本采用油漆（涂料） 防锈或石油沥青防锈，但这些防锈措施有效期不长，频繁的维修还需要大量维修费。目前国内行之有效的中长期表面防锈处理方法有:防锈油漆层；热浸锌；玻璃钢防锈层；热喷涂长效防锈；无机涂层。但是要注意的是，这些防腐措施对于钢结构住宅来说是远远不够的，还需要经过不断的研究，发现更好的，更科学的防腐措施，保护钢结构，延长钢结构的适用年限。
总结：
钢结构住宅是今后发展的一个重要方向，所以钢结构住宅建筑设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后发挥钢结构的优势，突出房屋的舒适性、满足人文需求的钢结构住宅。但是钢结构住宅是一个非常复杂的系统，需要设计人员运用系统论的方法对其研究对象进行分类，合理分工，各研究人员极力相配合，并对各项研究成果进行系统整合，发挥系统研究的整体效能。
参考文献：
刘伟, 王若竹. 钢结构住宅的现状与发展[J]. 吉林建筑工程学院学报,2008,(03)
蒋彦涛, 白洪源. 钢结构住宅技术体系研究及其产业化道路[J]. 建筑技术,2011,(06)
[3]张玉锁 钢结构住宅中钢梁在室内局部火灾条件下的抗火设计研究 [学位论文]， 2003 - 太原理工大学：结构工程
[4]朱江峰 浅析钢结构在多层住宅建筑中的应用设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年35期
[5]谢振清 李立强 顺应新世纪的潮流构筑“绿色住宅”工程——山东省钢结构节能住宅示范试点工程简介 (被引用 10 次) [期刊论文] 《钢结构》 -2001年4期