浅谈钢结构住宅在我国的应用及发展

发表时间:2020/8/10   来源:《建筑实践》2020年第8期   作者:闫高攀 王峥
[导读] 自改革开放后,我国经济飞速的发展同时,
        摘要:自改革开放后,我国经济飞速的发展同时,人们对美好生活的向往也更加迫切,尤其对居住环境的要求日益提高。而传统建筑在建造过程中,带来了大量的环境污染和资源浪费。这与我国所倡导的绿色、节能、环保、可持续发展的目标相背离,而钢结构住宅因其具备轻质、高强、环保的特点满足国家提倡可持续发展的要求。
        关键词:钢结构住宅、节能、可持续发展

1 我国钢结构住宅的发展现状
        我国是名副其实的钢铁大国,钢铁产量长期占据世界前列,自1996年钢铁产量首次突破亿吨后更是屡创佳绩。然而与庞大的钢铁产量相比,我国建筑行业用的钢量仅占钢铁总产量的20%左右。其中,钢结构用钢量仅为钢铁产量的4%,远远落后于发达国家钢结构用钢占钢铁产量10%的比例,我国在建筑方面的用钢量与国外仍有较大差距。
        与之对应我国的钢结构住宅的发展同国外相比也是起步较晚,我国自行设计建造的钢结构住宅1994年才正式问世。步入二十一世纪后,我国钢结构住宅进入正式发展阶段,随着这些年钢结构住宅的深入研究和发展,我国钢结构住宅及构件在设计、生产、建造等方面的技术日益成熟,与国外的差距不断缩小。
2 钢结构住宅的常用体系
        钢结构住宅主要由结构体系、维护体系、设备体系构成,其中结构体系是钢结构住宅的受力体系,承受竖向荷载和侧向荷载,并将这些荷载安全地传至地基,是建筑物的“骨架”。常见的结构体系有纯钢框架体系、钢框架-支撑体系以及钢框架—混凝土剪力墙(核心筒)体系。维护体系在满足使用功能中起到重要作用,主要由门、窗、屋面、墙组成,能够遮蔽外界恶劣气候的侵袭,同时也具有保温隔热隔声的作用,从而保证使用人群的安全性和私密性。
        设备系统通常包括排水系统、供电系统和供热通风系统。其中供电系统由强电系统和弱点系统两部分组成,强电系统指供电、照明等;弱电系统指通信、信息、探测、报警等;给水系统为建筑物内的使用人群提供饮用水和生活用水,排水系统排走建筑物内的污水。此外还可以根据用户的需求布置防盗系统、灾害探测、自动灭火等智能系统。
3 钢结构住宅的优势
1)抗震性能好。钢材的塑形、韧性和延性都比较好,地震时钢材良好的变形能力吸收了地震能量使得构件的受力得到显著改善,让钢结构住宅具有良好的抗震性。国外的震后调查表明,钢结构住宅在地震时受损轻,倒塌数量最少,且灾后易修复。
2)平面布置灵活。钢材具有容重大,强度高的特点,使得钢结构住宅可以采用大跨度、大开间、室内无柱的布置方式。用户可以根据自己的使用要求合理分割建筑平面,而且钢结构住宅的构件截面尺寸较小,有效增加了房屋的使用面积,从而增加了房屋的内在价值。
3)施工方便,工期短。钢结构住宅的结构构件采用工厂化生产制作,提高了构件的精度,降低了现场工作量。钢结构施工的机械化程度高,而且受天气的状况影响小,可以做到多层同时施工,立体交叉流水作业,降低了施工成本。
4)绿色环保,符合可持续发展的要求。传统结构的建筑物在建造及物料运输过程中会产生大量扬尘及水污染。相比较而言,钢结构住宅在施工过程中均为干作业,节约水资源的同时也减少了固体废弃物对环境的污染。
        钢结构住宅使用寿命达到年限后拆除后的绝大部分钢材都可以直接使用,因而产生的建筑垃圾非常少,资源的回收利用价值高,做到了资源有效的循环利用,提高了资源的利用效率,践行了可持续发展的理念。
4 我国推广钢结构住宅遇到的阻碍因素
1)钢结构的耐火性差
        钢结构的耐火性能比不上传统的砖混结构和混凝土结构,随着温度的升高,钢材的强度迅速下降,这也是大众对钢结构住宅的安全性顾虑最多的一点。

不过随着钢结构的发展,各种配套的防火涂料及创新性防火措施的出现,钢结构住宅的防火问题已不在是不可克服的难题。
2)设计上存在误区
        很多钢结构住宅设计公司,将设计的重点放在钢结构住宅的结构体系上,而忽略了买主最为关注的使用功能上。已建成的钢结构住宅在户型上并没有体现出钢结构住宅大跨度、大开间、平面布置灵活的专属特点。这一设计理念从根本上抹杀了钢结构住宅与传统结构住宅竞争的优势,丧失了用户对发展钢结构住宅的支持度。
        因此要培养一批专业的钢结构住宅设计人才,突破以往传统住宅的设计理念,开发具有多重适应性空间的组织模式。钢结构住宅建筑要在满足当前使用要求的基础上,考虑以后可能在用途、家庭结构上的转变导致对住宅使用功能要求的变化,这种考虑要体现在包括材料、空间划分的灵活度方面。
3)标准规范的缺失
        传统的砖混结构和钢筋混凝土结构建筑历经多年发展,其规范和标准比较完整可靠,相关领域的从业人员可以做到数据准确、过程标准。钢结构住宅相对而言是新鲜的产物,相关的规范和标准不全面,关于一些特定的问题及过程缺乏明确规定,限制了钢结构住宅的发展。
        下一步,国家要加大钢结构住宅的研究投入,完善钢结构住宅方面的技术规范和标准,让相关从业人员在有规范标准可依的基础上不断创新,实现钢结构住宅地飞跃式发展。
4)宣传和推广力度不够
        钢结构住宅在欧美、日本等经济发达的国家和地区得到很大发展,技术日趋成熟,配套设备的设计、加工制造等工序日益完善,钢结构住宅已得到当地人们的普遍认可。一方面,我国钢结构住宅由于起步较晚,试点地区较少,导致人们对于钢结构住宅的认识不足;另一方面,国家对钢结构住宅的宣传和推广力度不够,导致人们对钢结构住宅的印象比较模糊。因此,钢结构住宅未能广泛进入人们的视野之中。
        下一阶段,国家应加大对钢结构住宅的宣传和推广力度,同时建立多个试点地区,建设一批高质量示范工程,消除大众对钢结构住宅的误解,提高全社会对钢结构住宅的认知和认同度,为推动钢结构住宅发展营造良好的社会氛围。
5 未来展望
        随着我国经济社会的继续发展,土地、人口、环保等方面的问题会日益突出,发展钢结构住宅是解决以上问题的有效途径。目前我国钢结构主要应用在工业厂房及超高层建筑中,在住宅方面的应用远不及国外发展的程度,而国人对钢结构住宅的认可度也不如国外。因为中国人们已经习惯居住在传统结构的房屋里,对于钢结构住宅的舒适性、防火性、安全性等方面还有诸多的顾虑。因此我们要加大对钢结构住宅的研究和推广力度,引进消化吸收国外的先进经验的同时,也要发展符合中国国情、具备中国特色的钢结构住宅,充分发挥钢结构住宅的优势。
        尽管钢结构住宅的发展和推广会遇到很多困难,但是随着人们的认识、建造技术的提高、建筑质量的提升、钢结构住宅的优点会逐渐得到公众的认可。未来,钢结构住宅必将对我国住宅行业的发展产生重大的影响。
参考文献:
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