多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用

王振峰

（中铁航空港集团第一工程有限公司，陕西 渭南 714000）

【摘　要】钢结构具有自重较轻，高稳定性的特点。多高层钢结构住宅建筑技术是一项新型的结构类型，是一种绿色环保的新型结构提示，因此具有广泛的应用价值。对多高层钢结构住宅的体系组成、特点、适用范围、材料选用等进行了分析，探讨了多高层钢结构住宅技术在建筑工程的应用，为相关的研究提供参考。

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关键词 钢结构；住宅；技术

0　前言

钢结构具有轻质高强、抗震性能好、基础造价低、施工周期短的特点，而且相比于其他的建筑材料，钢结构是一种绿色环保的建筑材料，而且符合环保、节能、工厂化的新型结构形式。钢结构住宅已经在欧美具有几十年的发展历史，在国际上具有广泛的应用上，而且越来越多的采用钢结构代替砖结构。随着建筑业的发展当前局面对于住房的要求不断提高，越来越多的住宅采用钢结构材料，而且在许多地方已经建成或在建一批钢结构住宅示范工程，具有广泛的应用前景。推进多高层钢结构住宅的对于建筑工程发展具有重要的意义，本文对于多高层钢结构住宅建筑技术以及工程应用进行分析，探讨技术的应用特点。

1　多高层钢结构住宅特点

多高层钢结构不同于传统的砖混结构、混凝土结构，在施工过程中，主要以型钢作为承重体系，并且采用钢框架的结构体系，构成建筑的承重体系。当前钢结构主要应用于厂房工程与住宅剑术工程，在建筑工程实际中，需要根据结构需求选择体系与材料。

1.1　质量优良

钢结构具有结构轻、轻度高、抗震性能好、工程造价低的特点，相比于其他的建筑材料，钢结构材料的自重更轻，而且稳定性较强。钢结构建筑的延性与塑性比其他结构江都更大，而且受到重力和地震作用力更小，具有良好的抗震性能。因为钢结构自重较轻，因此可以在厂房中加工成为钢结构，运输到现场进行施工组合，受到外界环境的影响较小，使得住宅结构更加精细化、标准化。

１.2　施工便捷

钢结构的配件较为轻巧，运输具有方便、快捷的优势，在进行钢结构安装时，不需要支模，方便施工的操作，受到外界环境的影响较小。多层钢结构住宅的施工基本不会受到气候环境的影响，管线布置更加灵活，便于改造与维修。相比于其他结构的建筑材料，钢结构材料能够几乎100%回收，能够减少建筑垃圾的污染，提升建筑工程效益。

１.3　结构美观

钢材质轻巧且强度高，能够预留较大的建筑空间，采用同样的钢结构材料能够获得更大的使用空间，从而为室内格局的布置提供基础。多层钢结构住宅更加符合现代建筑的要求，空间与功能更加符合现代人的审美，造型更加美观、丰富。

２　多高层钢结构设计原则与适用范围

２.1　设计原则

多高层钢结构是一种重要的承重结构，应用过程中，需要根据住宅建筑需求，全面考虑各方面的因素与钢结构的特点，发挥多高层结构的最大效用。在设计过程中，需要根据轴压比的原则，参照不同的原色进行设计，多高层钢结构住宅应该优先选用H型钢作为框架主梁，选用焊接工字钢作为框架柱材料，而且施工过程中，需要根据节约的原则进行施工设计，确保工程效益。

2.2　适用范围

多高层钢结构住宅中，主要根据层高选择结构：（1）3层以及以下的住宅采用轻型钢框架结构体系与冷弯薄壁型钢密排柱；（2）4~6层多层住宅通常采用钢框架结构体系和钢框架-混凝土剪力墙结构体系；（3）7~12层中高层住宅适用于钢框架-支撑结构体系和钢框架-混凝土核芯简结构体系；（4）13~30层高层住宅适用于钢框架-支撑结构体系、钢框架-带竖缝预制混凝土剪力墙结构体系、错列桁架结构体系等结构体系。

３　多高层钢结构架构施工技术

多高层钢结构住宅建筑施工具有多种体系，在设计施工过程中，需要根基实际选用结构系统、楼板系统以及外墙维护系统，确保建筑结构使用价值。多高层住宅建筑的钢结构体系主要由称重钢结构体系、楼面结构体系以及围护结构体系构成。

3.1　结构体系

多高层钢结构建筑主要包括纯框架形、框架支撑形、新型抗侧力体系以及交错桁架结构体系，主要的结构特点如下：（1）纯框架结构体系，该结构主要是以型钢作为框架材料，该结构受力明确，平面布置灵活，而且各部分刚度比较均匀，具有较大的延性与抗震性能，易于标准化、定型化，施工效率较高，但是该结构术语柔性结构体系，容易造成结构破坏。（2）支撑形结构体系，该结构能够提升框架的侧向刚度，抵抗水平荷载，提升建筑强度。当住宅建筑高度较高时，比纯框架结构体系稳定性更好，相对经济。为了获得较好的支撑位置，通常采用多种方式在窗台下至下层窗顶之间进行布置，从而满足支撑体系的需求，为了提升钢框架的侧向刚度，应该采用同一平面环向封闭布置，比较适用于强震区。（3）新型抗侧力体系，能够用于多种框架的体系，而且钢框架主要承担竖向荷载，其中钢框架与剪力墙承担水平荷载，能够根据不同建筑物的需求采用不同的抗侧力体系。（4）交错桁架结构体系，因为桁架高度等于层高，因此再用上下层交错布置，能够适用于各单元灵活布置的需求，而且柱在框架平面内的弯矩很小，侧向位移小。

３.2　楼板系统

多高层钢结构常用的楼板系统包括叠合式和整体现浇式形式，在施工过程中，底部模板通常采用轻型混凝土预应力板材或压型钢板，形成板材和混凝土叠合的楼板，整体现浇式楼板的施工技术与普通结构的住宅相同，叠合式的施工教书较为便捷。

３.3　围护系统

多高层结构住宅的外墙围护施工技术较为复杂，通常再用外挂和填充两种类型，其中外挂通常采用轻质墙板，在梁板和楼板形成围护；填充类施工技术多采用轻质墙板，在梁柱和楼板底部嵌置形成围护。内外墙的造价占钢结构住宅总价的30%左右，因此其设计对于钢结构住宅的造价影响很大，为了充分发挥钢结构住宅的优势，围护墙体需要满足自重轻、强度高、安装可靠的要求，通常采用轻质材料。外墙通常采用ALC板、SRC符合保温墙板、玻璃纤维加强水泥墙板等结构；内墙可采用ALC轻质材料、轻钢龙骨石膏板等材料，其中ALC具有抗震性能好，防水性与保温隔热性能较好的特点，具有较高的使用价值。在围护体系的建设中，需要考虑到板缝防水，采取有效的防水措施确保围护效果。

３.4　连接形式

多高层钢结构的连接包括刚性连接、螺栓连接、焊接连接等多种连接方式，在连接的过程中，强轴方向宜采用刚性连接，而且焊接节点的连接刚度大，混合节点次之，螺栓连接的现场施工速度较快，职工质量容易保证；主梁与次梁一般采用铰链与焊接混合的连接方式，能够提升结构的稳定性。

４　结语

钢结构具有自重轻、稳定性好的特点，是一种绿色建筑材料，多高层钢结构施工技术是一种绿色施工技术，具有绿色环保的意义，相比于传统的钢筋结构，多高层钢结构施工具有较高的抗震性与耐火型，具有较强的施工价值。多高层钢结构住宅施工技术使用中，需要结合建筑工程实际需求，合理的选择结构体系、楼板体系、围护系统以及连接形式，确保建筑结构稳定，满足建筑功能的需求。

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参考文献

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［责任编辑：邓丽丽］