鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為材料做成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)住宅依其自重輕，基礎(chǔ)造價(jià)低，適用于軟弱地基，安裝容易，施工快，周期短，投資回收快，施工污染環(huán)境少，抗震性能好等綜合優(yōu)勢而受到各方的重視。

　　1997年，我國鋼產(chǎn)量達(dá)1億噸，1998年投產(chǎn)的軋制H型鋼系列，有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)配套出臺(tái)，給鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。國外鋼結(jié)構(gòu)在建筑中應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，普遍興建的高樓大廈，大型公共建筑――體育場、館，劇場等等，其承重骨架基本上都是采用鋼結(jié)構(gòu)為主。在我國，1996年建成的深圳地王大廈高度325米，是國內(nèi)第一幢超高層鋼結(jié)構(gòu)大廈，1998年建成的大連遠(yuǎn)洋大廈，系鋼結(jié)構(gòu)高層建筑（高度201米，51層），從設(shè)計(jì)、制造、安裝以及鋼材供應(yīng)，全部由我國自己完成，這標(biāo)志著我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)完全國產(chǎn)化已經(jīng)起步。同樣，鋼結(jié)構(gòu)在住宅中也將廣泛應(yīng)用。

　　鋼結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)――磚混結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)相比，在使用功能、設(shè)計(jì)、施工，以及綜合經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢，在住宅建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　一、能合理布置功能區(qū)間

　　利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，創(chuàng)造開放式住宅。而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（磚混結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)）由于材料性質(zhì)限制了空間布置的自由，以往開間一般常在3.2米、3.4米、3.6米，如果過大，就會(huì)造成板厚、梁高、柱大，出現(xiàn)'肥梁胖柱'現(xiàn)象，不但影響美觀，而且自重增大，增加造價(jià)，購房者在二次裝飾時(shí)，經(jīng)常由于自行改變墻體位置，增加隱患。

　　二、自重輕、抗震性能好

　　相同建筑面積的建筑樓層，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，根據(jù)比較，六層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的重量，僅相當(dāng)于四層磚混結(jié)構(gòu)住宅的重量。而且鋼材具有延性，能比較好的消耗地震帶來的能量，所以抗震性能好，結(jié)構(gòu)安全度高。

　　三、施工方便、工期短

　　鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可以實(shí)行工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝。由于現(xiàn)場作業(yè)量小，對周圍環(huán)境污染少，同時(shí)，施工機(jī)械化程度高，加快了施工速度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，同樣面積建筑物，鋼結(jié)構(gòu)比砼結(jié)構(gòu)工期，可縮短三分之一，而且可節(jié)省支模材料。

　　四、綜合造價(jià)低

　　由于自重輕，基礎(chǔ)費(fèi)用降低，總體用料減少，直接成本降低，建設(shè)工期短，間接費(fèi)又可減少，所以綜合造價(jià)低。

　　五、符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求

　　鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)成品集合于一體，成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高住宅產(chǎn)業(yè)化的水平。

　　綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)是適合創(chuàng)新的住宅結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)可隨著人們審美觀的不同，使用功能要求的不同，設(shè)計(jì)各種造型、尺度、空間的新型房型。生產(chǎn)廠家能高精度、高質(zhì)量、高速度完成，使建筑物達(dá)到既美觀又經(jīng)濟(jì)的效果。

　　隨著高科技的發(fā)展，人們的觀念與生活方式也將不斷更新與變化，對住宅總體質(zhì)量的要求也將不斷提高，為此，住宅設(shè)計(jì)必然需要考慮與這些不斷變化的因素相協(xié)調(diào)、相適應(yīng)，從而出現(xiàn)彈性設(shè)計(jì)的新天地。而鋼結(jié)構(gòu)又是最適合住宅彈性設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系。

　　以下舉例來介紹鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑。

　　廣州遠(yuǎn)洋公寓大廈是遠(yuǎn)洋賓館新建的一棟兼汽車庫、辦公公寓為一體的高層建筑。地上30層，地下3層，建筑面積20000M2，總高度為103m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.20m，地上1~10層為可以停放200輛汽車的立體汽車庫，11層以上為公寓，頂部有餐飲及娛樂設(shè)施。建筑外形與二十年前建造的遠(yuǎn)洋賓館互相呼應(yīng)成為一體。

　　由于遠(yuǎn)洋公寓大廈建地窄小，地處交通要道，混凝土結(jié)構(gòu)施工很不方便。同時(shí)，為了提高建筑面積的使用率，增強(qiáng)抗震性能，加快建造周期，由開始的混凝土結(jié)構(gòu)方案改為鋼框架——鋼筋混凝土剪力墻方案。按照這個(gè)方案已于2000年底封頂，成為廣州市第一棟高層鋼結(jié)構(gòu)，也是國內(nèi)迄今最高的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑。

　　結(jié)構(gòu)方案的選取

　　1. 鋼框架——鋼筋混凝土剪力墻混合結(jié)構(gòu)

　　由于原來是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，保留了鋼筋混凝土剪力墻，這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是較全鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)低，樓電梯的墻既是承載又是分割墻；缺點(diǎn)是施工復(fù)雜，尤其是由于本工程的建筑平面特點(diǎn)混凝土墻不能先于鋼結(jié)構(gòu)施工，影響鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)度。在原混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布局條件下，利用鋼結(jié)構(gòu)大柱網(wǎng)的特點(diǎn)，將1、3、4軸上的四排柱改為三排柱，1/4軸上僅保留G軸上一個(gè)柱，減少了柱子，減小了柱截面，發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，為租售樓創(chuàng)造了有利的條件。

　　2.鋼框架——支撐體系的純鋼結(jié)構(gòu)方案

　　這個(gè)方案也可以較好地滿足建筑平面的要求。結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是自重輕、地震作用小、減小了鋼——混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)平面的剛度偏心影響，有較好的延性。缺點(diǎn)是較鋼 ——混凝土混合結(jié)構(gòu)造價(jià)高。經(jīng)過竣工后的實(shí)際比較，為了使鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)施工合理，采用本文第三節(jié)方案后，實(shí)際用鋼量與純鋼結(jié)構(gòu)已相差很少。

　　鋼骨混凝土剪力墻的采用：

　　1. 為什么本工程中采用鋼骨混凝土剪力墻：

　　1） 合理的施工流水作業(yè)，加快工期。本工程建筑平面中剪力墻未形成獨(dú)立的筒形結(jié)構(gòu)，不可能先行施工，國內(nèi)很多鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)是筒中筒結(jié)構(gòu)，筒體可以先于鋼結(jié)構(gòu)6~10層澆注混凝土墻體，而后安裝鋼結(jié)構(gòu)。如果本工程采用一般混凝土剪力墻，鋼結(jié)構(gòu)與墻各層需同步施工，必然影響鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)度，失去了鋼結(jié)構(gòu)快的優(yōu)勢。因此，本工程在混凝土剪力墻中設(shè)置鋼柱梁及斜撐，組成臨時(shí)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，與鋼框架同時(shí)安裝形成整體框架——支撐結(jié)構(gòu)，安裝之后逐層澆注鋼筋混凝土墻。這樣安裝鋼結(jié)構(gòu)與混凝土作業(yè)分別進(jìn)行，相互沒有影響。

　　2） 鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)在施工中由于鋼梁的安裝誤差與混凝土墻的施工誤差相差近十倍，由于混凝土墻的偏斜經(jīng)常發(fā)生鋼梁很難就位的情況。在本工程中于墻內(nèi)設(shè)置鋼骨后，與鋼梁連接的預(yù)埋件和墻內(nèi)鋼骨柱相連，可以控制鋼結(jié)構(gòu)誤差之內(nèi)使鋼梁準(zhǔn)確的就位，不會(huì)再發(fā)生鋼梁難安裝的問題。

　　3）本工程十層以下為停車庫，由于需滿足200輛車位，面積很緊張，按照車輛布局要求，1軸剪力墻不可能上下貫通，需結(jié)構(gòu)作局部轉(zhuǎn)換，上部墻內(nèi)的鋼骨在下部形成鋼骨混凝土柱作為支承構(gòu)件之一，較好的滿足上下轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的要求。

　　4）鋼骨的設(shè)置使鋼骨混凝土剪力墻提高了承載能力及延性。增加鋼骨柱可以減小混凝土截面及豎向鋼筋，提高墻體抗壓彎的承載能力。

　　2.鋼骨混凝土剪力墻的構(gòu)造及施工：

　　鋼骨設(shè)置于墻端及轉(zhuǎn)角處，在外接鋼框架梁處挑出鋼牛腿并連接預(yù)埋件，上邊再焊接連接板與鋼框架梁腹板用高強(qiáng)度螺栓相連。

　　由于墻內(nèi)鋼骨柱及梁較小，作為臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，在該狀態(tài)下按6層鋼框架——支撐結(jié)構(gòu)承受風(fēng)及常規(guī)荷載計(jì)算，可以滿足側(cè)向位移限值要求。因此，在施工時(shí)要求安裝鋼結(jié)構(gòu)與澆注灌混凝土相差不得超過6層。

　　實(shí)踐證明，在施工中設(shè)鋼骨混凝土墻做法達(dá)到了預(yù)期效果。

　　小 議

　　1.一般高層建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方面設(shè)有明顯的特點(diǎn)。由于建筑平面決定，剪力墻較強(qiáng)，因此基本上是由剪力墻承受水平力。結(jié)構(gòu)的變形性能有明顯的剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。鋼框架主要承受垂直荷載。不起擔(dān)負(fù)第二道防線的作用。因此，設(shè)計(jì)中保證剪力墻的較好抗震性能是非常重要。

　　2.建筑高寬比為6，正好為限值，層面積較小，剪力墻偏心，平面及豎向的形狀對抗震不利，如果采用純鋼結(jié)構(gòu)的鋼框架——支撐體系對加強(qiáng)抗震性能更為有利。

　　3.本工程相對于結(jié)構(gòu)計(jì)算分析來說，結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、連接節(jié)點(diǎn)、焊接質(zhì)量及材料的選取更為重要。是保證結(jié)構(gòu)安全、施工質(zhì)量進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)。本工程在設(shè)計(jì)中對這些方面給予了充分的重視，均采取了相應(yīng)的措施。

　　4.鋼框架部分采用大柱網(wǎng)，構(gòu)件數(shù)量較少，標(biāo)準(zhǔn)層僅有9根柱。對于窄小的施工現(xiàn)場，減少構(gòu)件吊次可以提高安裝效率。

　　5. 鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)中使用鋼骨混凝土剪力墻或是在混凝土墻中放構(gòu)造鋼骨。對鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)的施工，提高承載能力，加強(qiáng)延性都是有利的。

　　北京第一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)住宅工程——金宸公寓B座和C座，將于年底在金融街亮相。　　這兩棟樓建筑面積5.2萬平方米，為12層板式住宅，被建設(shè)部確定為住宅鋼結(jié)構(gòu)體系示范工程。它的主體框架是用H型鋼支撐起來的，現(xiàn)場采用機(jī)械化拼裝。除了結(jié)構(gòu)采用鋼體系外，它的隔墻板等也使用了新型環(huán)保建材，保溫材料也是最好的，完全能達(dá)到國家規(guī)定的保溫標(biāo)準(zhǔn)。