山东科技大学 土木工程与建筑学院 山东青岛 266590
摘要：积极推进住宅建筑产业化的建设，已成为当今建筑行业发展的重要趋势。钢结构住宅是在整个生命周期内的绿色建筑，满足当下可持续发展的要求。本文对既有钢结构住宅建筑的结构类型、围护结构类型及材料性能进行了介绍。
关键词：钢结构住宅、结构体系、材料性能
1引言
当前我国大力推行符合绿色、可持续发展的建筑，钢结构住宅就是其中最热的一个，本文通过对钢结构住宅结构类型等进行介绍，来对钢结构住宅进行系统的分析。
2钢结构住宅体系分析
根据《钢结构住宅设计规范CECS：261-2009》，依据层数、抗震要求，钢结构住宅按结构类型可分为薄壁钢骨体系、纯钢框架体系与钢混组合结构。
2.1薄壁钢骨体系
薄壁钢骨体系结构住宅为外墙与楼板承重，较多适用于二层或三层以下的独立联排住宅，结构框架中的受力构件为墙体和楼板中的密肋薄壁钢龙骨，其间距是400mm，墙体龙骨厚度100~150mm，楼面龙骨厚度300mm。体系中，常见的轻钢龙骨构件为C型槽钢、C型立龙骨，槽钢与立龙骨的高度为60-360mm。
薄壁钢骨体系房屋的楼板由以下构成：楼盖梁、楼面板与吊顶。
薄壁钢骨房屋外墙的基本构造为轻质构件夹层组合结构：通过冷弯薄壁型钢骨架，将外墙结构面板通过自攻螺钉与内侧墙板连接，形成空心腔体，并在其空腔内填充保温材料。其常见构造如图1所示。
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图1轻钢龙骨结构住宅常见外墙构造
2.2纯钢框架体系
纯钢框架体系属于空间梁柱结构，该体系房屋重量更轻，自震周期长，可以更好地抵抗地震作用。缺点是该系统横向刚度较小，当建筑高度较大时，需设置侧向支撑形成支撑框架结构。纯钢框架体系结构更多适用于低层、多层钢结构住宅。
2.3钢混组合结构
钢混组合结构，是钢和混凝土或钢筋混凝土组合成为一个整体的结构，部分间共同作用，兼具钢结构与钢筋混凝土的结构特性。
钢混组合结构又可以分为钢管混凝土结构和钢框架-混凝土核心筒结构体系。其中钢框架-混凝土核心筒结构体系大多数用于超过4层的钢结构住宅建筑和抗震设防烈度7度及以上地区。该体系中核心筒抗侧力强，主要负责水平荷载；钢框架竖向承载力强，二者分工明确，共同作用。
3既有钢结构住宅围护结构构造及材料性能
3.1外保温墙板种类
1）蒸压轻质加气混凝土板
蒸压轻质加气混凝土板主要由水泥、石灰、硅砂等组成，内置钢丝网架，经过高温高压蒸汽养护而形成的多孔混凝土板材，简称ALC板。
优点：
（a）板材匀质性好，可以很好地避免冷热桥；
（b）可加工性较好；
（c）既可以横向布置也可以竖向布置；
缺点：吸水率大、破碎率高、在接缝处防水薄弱。
2）钢丝网架水泥夹芯板
钢丝网水泥夹芯板是钢丝网架、填充物以及面板组成。首先将高强度冷拔钢丝焊接成空间网架，然后在中间填充聚苯乙烯泡沫或者岩棉最后现场安装时，两侧喷抹水泥砂浆形成面板。该类墙板主要包括泰柏板、3D板、太空板和舒乐舍板。
优点：
（a）可以在芯板中铺设管线和安装开关盒；
（b）装技术容易掌握；
（c）可根据设计和使用要求进行剪裁和拼接；
（d）隔声性能优于其他类的轻质墙板。
缺点：墙板接缝处容易形成热桥
3）金邦板复合墙板
金邦板是一种新型的墙体，主要以水泥及木质纤维为原料，通过真空挤出成型、蒸压养护等工序而制成。
实心金邦板可复合防水纸、保温棉、空气夹层、防潮层、纸面石膏板后作为外墙板、内墙板使用，主要起到装饰的作用，同时由于其优良的耐候性能和力学性能，克服了外保温体系表面开裂的问题。
优点：
（a）拥有良好的保温性能；
（b）耐候性、耐久性好；
（c）有效防止外保温墙体表面开裂；
（d）节能环保。
3.2常见的建筑保温材料
（1）有机材料：EPS、XPS、PU、PF
（2）无机材料：岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃、无机保温砂浆
（3）有机无机复合材料：EPS胶粉聚苯颗粒、改性EPS板、复合保温板
3.3外保温墙板优势
外保温复合墙体是通过在建筑物外墙外侧附加一层保温隔热材料来满足建筑热工性能的目的。而外墙内保温墙体，未能有效地避免建筑物围护结构“热桥”问题，其保温性能大大降低；
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图2轻型外墙板与钢柱连接
外保温墙板的结构形式简单；能有效地避免圈梁、阴阳角以及变形缝等建筑部位的“热桥”问题；外保温材料导热系数低，保温隔热性好，消除了外墙室内一侧产生结露和霉变的现象。
4钢结构住宅墙板连接构造
4.1墙板与钢柱的连接构造
构造1：首先将提前打好螺栓孔的钢牛腿与钢柱焊接在一起，角焊缝、围焊，焊脚尺寸为8mm；钢骨架轻型外墙板通过M20双头螺母及滑移件与钢进行固定。M20双头螺母处的垫板应与钢牛腿现场进行焊接，该焊缝的焊脚尺寸为6mm。轻型外墙板与钢柱连接见图2。
4.2墙板与钢梁的连接构造
构造1：首先将钢牛腿与钢梁焊接在一起，然后钢骨架轻型外墙板通过M20双头螺母与钢牛腿固定。
构造2：在钢梁的顶部和底部分接通长的角钢，型号为∠63×6，将ALC板通过钩头螺栓与角钢进行固定，钩头螺栓的间距为600mm。
4.3墙板与墙板之间连接构造
相邻墙板之间在安装时预20mm的空隙，首先用密封胶抹平，然后分别用泡聚乙烯棒和挤塑板填实，再使用玻纤网覆盖，最后涂抹1mm厚的水泥基复合抗渗层。
5结语
虽然近些年来我国钢结构住宅建筑发展迅速，但是我国多层钢结构住宅在推广过程中，由于缺乏成熟完善的配套产品与相应技术，所以一直成为不了建筑发展的主流，结合我国钢结构住宅发展的现状，我们应加快完善相应的技术标准，形成一条完整的产业链，推动我国钢结构住宅建筑行业快速发展。
参考文献
[1]刘原鑫.建筑工业化下钢结构住宅产业化发展研究[J].中国建筑标准设计研究院,2020
[2]崔晓江李晓敏.浅析住宅钢结构体系及其特点[J].山东科技大学，2019
[3]刘杰艺.寒冷地区装配式钢结构住宅新型外墙构造技术研究[D].山东建筑大学，2018
作者简介
曹猛（1994-），男，汉族，山东省聊城市，学历：硕士在读，单位：山东科技大学，266590，研究方向：建筑与土木工程方向。