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钢结构住宅
摘要：钢结构住宅是十五期间我国将重点推广的项目，其具有强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快，抗震性能好及工业化程度高的特点。本文首先介绍了钢结构住宅的发展现状及它的特点，然后对钢结构住宅的发展前景进行了分析和展望。??
关键词：钢结构 钢结构住宅 发展前景 ??
1 钢结构建筑及钢结构住宅发展现状 1.1 钢结构建筑的发展现状
??改革开放以来，我国的钢产量有了很大的提高，特别是从1997年以后，我国的钢产量突破1亿吨，但我国的钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为3%左右，而在钢结构用钢量中，建筑钢结构用钢量又仅占10%，这与我国作为产钢大国的地位是很不相称的，为此，国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施，鼓励建筑工程采用钢结构形式，争取在2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6%。
2 钢结构住宅相比传统结构形式住宅的优势分析 2.1 钢结构住宅结构上的优势??
2.1.1 能合理布置功能区间?? 利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔，灵活方便，创造开放式住宅。而传统结构（砖混结构、砼结构）由于材料性质限制了空间布置的自由，如果开间过大，就会造成板厚、梁高、柱大，出现“肥梁胖柱”现象，不但影响美观，而且自重增大，增加造价，购房者在二次装饰时，经常由于自行改变墙体位置，增加隐患。
2.1.2 钢结构住宅空间利用率高
?? 在空间使用率上，钢结构的断面小，与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8%左右。在建筑风格上，钢结构建筑也更显灵活丰富，户内空间可多方案分割，可以满足不同用户的需求。
2.1.3 自重轻、抗震性能好
相同建筑面积的建筑楼层，钢结构自重轻，根据比较，六层轻钢结构住宅的重量，仅相当于四层砖混结构住宅的重量。而且钢材具有延性，能比较好的消耗地震带来的能量，所以抗震性能好，结构安全度高。 2.2 钢结构住宅经济性优势
2.2.1 施工方便、工期短
钢结构构件，可以实行工厂化生产，现场安装。由于现场作业量小，对周围环境污染少，同时，施工机械化程度高，加快了施工速度。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期可缩短1/3，而且可节省支模材料。
2.2.2 综合造价低
由于自重轻，基础费用降低，总体用料减少，直接成本降低，建设工期短，间接费又可减少，所以综合造价低。??
2.2.3符合住宅产业化和可持续发展的要求
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，提高住宅产业化的水平。另外，钢材报废后可实现100％废品再回收利用，所以称“钢结构建筑”为“绿色建筑”毫不为过，它是适应我们人类可持续发展战略的新型建筑形式。
3 钢结构住宅发展阻力（颈瓶）分析
3.1 社会认可度
钢结构住宅的发展面临的首要问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。轻钢结构住宅体系是在国外尤其是北美地区木结构住宅的基础上发展起来的，这两种体系虽然在国外已经十分成熟和完善，但是对于我国来说却完全是新东西，因而各种困难几乎无处不在。中国的消费者由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅，从慢慢开始接受到逐步喜欢轻钢结构住宅，也需要一个渐进的过程。??
3.2发展钢结构住宅技术上还不够成熟 钢结构体系住宅成套技术，由于过去缺乏技术引导，市场需求没有达到产业化程度，因此，我国的相关产品功能性单一，工业化程度不高，产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前，该技术零散而不系统，技术水平及标准参差不齐，不配套，需进一步研究创新并进行整合。??此外，在建材和部品方面，目前建造轻钢结构试验工程所需材料许多要从国外运来，甚至有些由外商在中国大陆委托加工的部件，往往也只能到国外去采购，在国内市场上一时还找不到。这也制约了钢结构住宅的发展和推广。??
3.3 专业技术人才缺乏 在人员方面，由于国内无论中等或是高等专业学校的教学内容中均少涉及轻钢结构住宅体系，因此我国建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之甚少，而更加缺乏的是熟练技术工人，所以虽然这一体系单纯从技术层面上讲并无多少难度，但真正推行起来却往往缺乏得力的骨干。
3.4 工程造价问题
目前轻钢结构住宅在我国大陆的报价大约是同条件传统混凝土结构住宅的1.5倍左右，国内消费者近期还难以接受。然而这种价格在国外比起其它结构形式住宅的造价来说，却具有很强的竞争力，这也就是为什么轻钢结构住宅体系在国外能够蓬勃发展的原因。任何新技术的产生与发展都是与所处社会的技术经济背景相联系、相适应的，目前美、日、欧等发达国家和地区，人均GDP约为我国的40至50倍，劳动力价格约为我国的20至30倍，因此，符合产业化生产方式的轻钢结构住宅在发达国家远比我国更易被市场接受。而我国由于科技和生产力发展水平较低，劳动力价格便宜，尽管轻钢结构住宅的性能和舒适度较高，但其对于传统建筑形式住宅的竞争优势反倒不够明显。因而市场接受起来比较缓慢。
3.5缺乏有针对性的钢结构住宅规范及相应标准
我国的标准规范是针对几十年来大量使用的结构体系编制的，轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白，所以不能满足我国现行强制性规范的某些条文。例如我国建国以后建造的建筑物多采用砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料，由此导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻，轻钢结构住宅难以满足其要求。这种与国内规范不衔接的状况，使轻钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段，都会遇到数不尽的障碍与麻烦。
3.6 钢结构住宅本身缺陷 钢结构防火能力差。经过防火处理的钢结构的耐火时间也只有2～3个小时，远远逊色于砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料。
3.7缺乏相适应的建筑管理模式 在建筑管理方面，我国现行的建筑管理模式与轻钢结构住宅这种工业化生产方式也不适应，我国加入WTO以后，国外许多住宅生产企业希望进入中国大陆市场，但是他们搞不清自己来到中国后应当申领什么资质，属于什么身份--设计单位？施工单位？集成商？还是制造商？ 4 钢结构住宅发展前景展望
??按发达国家的最低水平推算，我国钢结构用钢量至少有3600万吨的发展空间。在近期内，国家将大力发展钢结构建筑，力争每年建筑钢结构用钢将占全国钢材总产量的3％以上，年均钢材消费量为350万吨至400万吨；到2015年，将再翻一番，全国建筑钢结构用钢材占钢材总产量的6％以上，由此可见，钢结构住宅市场前景十分广阔。
4.1 适合建筑用的特种钢将不断涌现
?? 随着我国钢铁企业冶炼技术的提高，为适应市场的需求，适合建筑用的特种钢必将不断的涌现，例如宝钢、武钢等钢铁企业成功开发的耐火耐候钢，它是通过合适的技术，使钢材含有特定的成分（如加钼等），使钢材的表观结构及金相组织发生变化，从而使钢材本身生成所需的耐火性和耐候性。多种新型建筑用钢的出现将大力推动钢结构住宅的发展。
4.2 国家将重点支持轻钢结构住宅的建设
轻钢结构住宅建设在我国才刚刚涉入，我国现在是一个产钢大国，年产量3亿多吨，发展钢结构住宅有很大的潜力。上世纪90年代，国家建设部和国家经贸委一致通过，将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用”作为我国建筑业用钢的突破点，并正式列入国家重点技术创新项目。这一举措为我国的钢结构发展奠定了基础。如今，由于国家的宏观调控作用，房市出现了前所未有的低迷，在这个时机推出钢结构住宅，利用钢结构住宅的优势来吸引市民目光，刺激消费，增加市场的购买力，有着事半功倍的作用。现在发展轻钢结构住宅正逢其时。
4.3 钢结构住宅建筑技术将不断发展 随着钢结构建筑的发展，钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，同时，钢结构行业建筑规范、建筑标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来，钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命。
4.4发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路 住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路，因为这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于实现工业化生产，标准化制作，而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。 5 结论
如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化，那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化，钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。“钢结构是环保住宅，钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,钢结构体
系必将成为住宅结构体系的主流。
高层结构与钢结构
近年来，尽管一般的建筑结构设计取得了很大的进步，但是取得显著成绩的还要属超高层建筑结构设计。
最初的高层建筑设计是从钢结构的设计开始的。钢筋混凝土和受力外包钢筒系统运用起来是比较经济的系统，被有效地运用于大批的民用建筑和商业建筑中。50层到100层的建筑被定义为超高层建筑。而这种建筑在美国得广泛的应用是由于新的结构系统的发展和创新。
这样的高度需要增大柱和梁的尺寸，这样以来可以使建筑物更加坚固以至于在允许的限度范围内承受风荷载而不产生弯曲和倾斜。过分的倾斜会导致建筑的隔离构件、顶棚以及其他建筑细部产生循环破坏。除此之外，过大的摇动也会使建筑的使用者们因感觉到这样的的晃动而产生不舒服的感觉。无论是钢筋混凝土结构系统还是钢结构系统都充分利用了整个建筑的刚度潜力，因此不能指望利用多余的刚度来限制侧向位移。
在钢结构系统设计中，经济预算是根据每平方英寸地板面积上的钢材的数量确定的。图示1中的曲线A显示了常规框架的平均单位的重量随着楼层数的增加而增加的情况。而曲线B显示则显示的是在框架被保护而不受任何侧向荷载的情况下的钢材的平均重量。上界和下界之间的区域显示的是传统梁柱框架的造价随高度而变化的情况。而结构工程师改进结构系统的目的就是减少这部分造价。
钢结构中的体系：钢结构的高层建筑的发展是几种结构体系创新的结果。这些创新的结构已经被广泛地应用于办公大楼和公寓建筑中。
刚性带式桁架的框架结构：为了联系框架结构的外柱和内部带式桁架，可以在建筑物的中间和顶部设置刚性带式桁架。1974年在米望基建造的威斯康森银行大楼就是一个很好的例子。
框架筒结构： 如果所有的构件都用某种方式互相联系在一起，整个建筑就像是从地面发射出的一个空心筒体或是一个刚性盒子一样。这个时候此高层建筑的整个结构抵抗风荷载的所有强度和刚度将达到最大的效率。这种特殊的结构体系首次被芝加哥的43层钢筋混凝土的德威特红棕色的公寓大楼所采用。但是这种结构体系的的所有应用中最引人注目的还要属在纽约建造的100层的双筒结构的世界贸易中心大厦。
斜撑桁架筒体： 建筑物的外柱可以彼此独立的间隔布置，也可以借助于通过梁柱中心线的交叉的斜撑构件联系在一起，形成一个共同工作的筒体结构。这种高度的结构体系首次被芝加哥的John Hancock 中心大厦采用。这项工程所耗用的刚才量与传统的四十层高楼的用钢量相当。
筒体： 随着对更高层建筑的要求不断地增大。筒体结构和斜撑桁架筒体被设计成捆束状以形成更大的筒体来保持建筑物的高效能。芝加哥的110层的Sears Roebuck 总部大楼有9个筒体，从基础开始分成三个部分。这些独立筒体中的终端处在不同高度的建筑体中，这充分体现出了这种新式结构观念的建筑风格自由化的潜能。这座建筑物1450英尺（442米）高，是世界上最高的大厦。