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钢结构住宅的应用和发展
胡惟洁、潘虹、姜梦圆、陆洲、杨梦琪
目录




钢结构房屋的分类
钢结构房屋是从承钢结构住宅的应用和发展
胡惟洁、潘虹、姜梦圆、陆洲、杨梦琪
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钢结构房屋的分类
钢结构房屋是从承重骨架的材料角度定义的，即指结构体系中主要受力构件由钢材做成的房屋建筑,除钢结构房屋外,还有木结构房屋、砌体结构房屋、混凝土结构房屋和混合结构房屋。
按照使用性质不同，钢结构房屋可分为生产性建筑和非生产型建筑两大类。前者包括工业建筑和农业建筑，后者主要指民用建筑。
民用根据房屋使用功能可分为居住建筑和和公共建筑两类。公共建筑是为人们提供生活起居用的建筑，如住根据房屋层数和高度的不同，大致可分为单层建筑，多层建筑，高层建筑及超高层建筑。但他们之间并没有严格的界限和统一的划分标准，不同的规范从不同的角度作了规定。
钢结构住宅的优点
钢结构住宅的结构体系主要是由钢板、热轧型钢和冷加工成型的薄壁型钢通过连接、制造组装而成，和其他材料的房屋结构相比，具有以下优点：
1. 强度高，质量轻
钢材与其它建筑材料如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多，弹性模量也高，因此结构构件质量轻且截面小，特别适用于跨度大、荷载大的构件和结构。即使采用强度较低的钢材，其强度与密度的比值也比混凝土和木材大的多，从而在同样受力条件下的钢材结构自重轻。研究表明，多高层钢结构的自重一般为混凝土结构自重的1/2-3/5。此外，构件轻巧也便于运输。
（2）构件截面小，有效空间大
由于国内钢材的强度高，构件截面小，所占空间也就小。以相同受力条件的简支梁为例，钢筋混凝图的高度通常是跨度的1/10-1/8，而钢梁约是1/16-1/12，如果钢梁有足够的侧向支撑，甚至可以达到1/20，有效增加了房屋的层间净高。在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%，能更好的满足结构大开间、灵活分割的要求。
另外，多层民用建筑中的管道很多，如果采用钢结构，可在梁腹板上开洞以穿越管道，而混凝土结构则不宜开洞。
柱子的截面尺寸也类似，在多高层建筑中，钢柱的截面面积占建筑面积的3%-5%，而混凝土柱则占6%-9%，并且由于梁截面较小，避免了“粗柱笨梁”现象，室内视觉开阔，美观方便。
（3）材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越
由于钢材组织均匀，接近各向同性，钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算模型，因此可靠性高。同时因钢材塑性韧性好，耗能能力强，一般不会因超载而发生突然断裂，适用于承受动力合载和冲击荷载，抗震性能非常优越。，钢框架与混凝土框架的破坏对比情况，即能说明这一点。
结构类型
建造年代
破坏程度
<1987
1957-1976
>1976
合计
钢结构
倒塌
7
3
0
10
严重破坏
1
1
0
2
混凝土结构
倒塌
27
51
4
82
严重破坏
16
23
6
45
（4）制造简单，施工周期短
钢结构所用的材料单纯，且多是成品和半成品材料，加工比较简单，并且能够使用机械操作，易于定型化、标准化，工业化生产程度高，质量稳定，劳动力强度低。
一般情况下，多高层钢结构平均4天一层，而混凝土结构平均6天一层，。 结构施工周期短，使整个建筑更早投入使用，可节约投资18%。
（5）环保节能
与传统的混凝土结构和砌体结构相比，钢结构属于绿色建筑结构体系。钢结构房屋的墙体均采用新型轻质复合墙板和轻质砌块，符合建筑节能和环保的要求，可以达到节能50%的目标，极大节约了我国人均相对短缺的资源。
钢结构的施工方式为干式施工，可避免混凝土湿式施工所造成的污染。另外，对于已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的钢结构还可以根据需要进行拆迁，也有利于环境保护。
钢结构住宅的发展现状
我国是最早用钢结构几个国家之一，比较著名的是铁链桥和一些纪念性建筑，比西方国家早数百年。但在18世纪末的工业革命革命兴起后，西方国家的冶金技术和土木工程得到了快速发展，而此时的中国，由于封建制度下的生产