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1．多高層鋼結構住宅的特點

多高層鋼結構住宅由于其所采用的建筑材料、適用范圍和產業化的特點，使其建筑設計方法與于普通意義上的鋼筋混凝土和砌體結構建筑的設計有較大的不同。其自身的特點要求其建筑設計方法應該滿足三個方面的要求。其一，以鋼結構作為主要的結構材料，其建筑設計應充分發揮鋼結構強度高、剛度大的特點，盡量采用大空間的布局方式，保持室內空間分隔的靈活性，在滿足近期不同使用需求的情況下，還可滿足遠期改造的要求其二，由于其適用范圍為多高層住宅，其建筑設計必須符合多高層住宅設計的特點，一方面必須滿足住宅設計的相關規范要求，另一方面，必須滿足當前和日后市場對住宅設計的舒適性和審美要求其三，鋼結構住宅設計應該符合產業化的特點，建筑設計應執行標準化、多樣化的特點，積極采用新技術、新材料，以促進住宅產業化的發展。

2．多高層鋼結構住宅體系

我國目前多高層鋼結構住宅常用結構選型及施工工藝我國目前所進行的多高層鋼結構住宅設計和建設，雖然并不是完整意義上的產業化住宅，但其在結構系統選擇，樓板及外墻圍護系統的設計與具體施工工藝方面都是以國內成熟的技術經驗為基礎，同時對鋼結構住宅具有較強的適用性。當前的建筑發展水平，是鋼結構體系建構的基礎。同樣，建構合理適用的多高層鋼結構住宅體系，必須對這些問題進行分析。

2.1常用結構系統

目前，國內進行多高層鋼結構住宅建設所采用的結構體系主要分為四種：純框架形式，框架支撐形式，型鋼混凝土組合形式，鋼框架一混凝土抗震墻形式。對于純框架形式，梁柱材料采用型鋼，通過焊接或螺栓連接的方式進行組合安裝。框架支撐形式同純框架形式類似，只是由于抗震需要，在主體結構兩個主軸方向布置斜撐，鋼斜撐與型鋼柱和梁連接組成豎向抗側力析架，從而取代傳統的混凝土剪力墻，安裝方式同樣采用焊接或螺栓連接。型鋼混凝土組合形式的特點是在鋼骨架梁柱外側另外澆筑一層混凝土，新澆筑的混凝土不僅起到結構作用，同時有助于解決主體結構的防腐、防火問題。鋼框架一混凝土抗震墻形式，外部梁柱系統采用型鋼，同樣通過焊接或螺栓連接的方式進行組合安裝，內部核心筒或剪力墻采用現澆方式施工，通過預埋構件同外圍鋼結構框架相連接，共同組成結構系統。

2.2常用樓板系統

鋼結構住宅所采用的樓板系統主要分為兩種疊合式和整體現澆式。疊合式樓板的具體施工工藝較多，可以采用輕型混凝土預應力板材，作為底部模板，現場再澆筑若干厚度的混凝土，形成疊合樓板也可以采用壓型鋼板襯底，現場再澆筑混凝土。這種施工工藝可減少現場部分濕作業，有利于產業化的生產和施工。整體現澆式樓板的施工方法與普通的非鋼結構的住宅相同，設計與施工都非常成熟。

2.3常用外墻圍護系統

相較于梁柱和樓板系統，外墻圍護系統的設計與施工都更為復雜。從具體的施工工藝分為填充和外掛兩大類。填充類常用的材料為砌塊和輕質墻板，內嵌至梁底或樓板底部形成外圍護系統。外掛類多采用輕質墻板，按尺寸的大小可分為大板和小板，安裝在梁柱和樓板外側，形成圍護系統。砌塊填充類的設計與施工較為簡單，應用也很廣泛，掛板類的圍護系統則較為復雜，通常情況下，建設方往往會委托專業公司進行設計，同前期的建筑設計難以有效協調。

3．鋼結構住宅體系的設計

3.1結構分段優化設計

按照體系化的設計方法，鋼結構住宅使用的結構構件尺寸，是應該在相關的適用結構材料列表中選用。舉例而言，需要建造一棟六層高的鋼結構住宅，那么通過查表就可以得到它所需要的結構構件的具體尺寸，而不是再通過單體的結構計算得到結果。而這樣的適用結構材料列表的建立則是建立在整個體系的結構優化的基礎上。體系的結構優化同一般意義上的結構優化最大的區別在于其需要適用于大批量建造的建筑，而不是針對某一個單體建筑，因此，其結構優化的目的也不能用單一的經濟指標來衡量，而需要考慮整個體系的綜合效益。對鋼結構住宅體系結構優化影響較大的因素有以下兩點體系的整個經濟性因素并不僅僅是建造一棟建筑的成本，它還包括工業生產的成本，運輸的成本等因素。體系所需要的結構構件是由工業化生產的，其產品種類只有盡可能的減少以達到標準化的要求，這樣才能發揮工業化的優勢，降低生產的成本。

鋼結構住宅的構件是通過現場安裝，過多的構件種類會導致施工過程繁瑣，增大施工難度，使得鋼結構建筑節約工期的優勢無法發揮。由此，鋼結構住宅的體系結構優化不能以用鋼量作為衡量優化的單一指標，而應該優先考慮建筑部、構件的通用化應用和多樣化組合，從而使體系的綜合效益有效發揮。舉例而言，為保證整個體系的簡便易行，將一層的住宅所需要的結構構件歸為同一種類，為滿足結構的安全性要求，結構構件的尺寸是按照層住宅的要求進行結構設計，同樣的構件在體系中會應用于層的住宅。

對于高層鋼結構住宅而言，其結構優化則較為復雜一點，高層住宅底層的結構柱和梁，以及樓梯核心筒剪力墻的厚度均會和上層的相應構件結構要求不同，在垂直方向上進行優化是必要的，如某層鋼結構住宅，可以在垂直方向分段進行優化，以四層為一個標準單元，承重構件逐次減小，上部的結構構件優先選用在多層住宅中應用的結構構件，住宅的結構相對簡單，這樣的優化還是可行的。

3.2模塊化設計

在體系化的建筑設計中采用模塊化的設計，即盡可能的將建筑中的不同構、部件進行優化組合，形成相同的單元，以利于工業化的生產和安裝。在普通的住宅設計中，通常情況下最小的模塊化單元是以套型為最小單位，體系化的要求不僅僅需要套型的簡單一致，同時模塊的外部尺寸應盡量滿足模塊間平接、錯接、對稱連接、凹凸連接等多種拼接的可能性拼接處構件的定位應有利于模塊間的銜接，并滿足拼接后結構的合理性和建筑平面變動的可能性。

如圖套型所示住宅房型模塊化設計與模塊拼接示意，仍是以套型作為最小的模塊，但中的標準單元模塊通過設計的優化，不僅僅考慮了對稱拼接的可能，同時在凹凸拼接，錯接等不同的拼接方式上，都具備較強的可行性。從而在套型拼接上，突破了以往單元式呆板的組合方式，具有較強的靈活性，為建筑造型及空間構成提供了多重的選擇。模塊化的設計作為一種設計方法，其目的是將體系的靈活性得以充分的發揮。在具體的項目設計中，在建構模塊的同時，需要根據具體的項目情況，因地制宜的靈活應用。

4．鋼結構住宅體系的創新思考

任何的建筑體系都具有自身獨特的特點，其適用性也會根據具體的情況而發生改變。在前面所述的多高層鋼結構住宅體系的闡述中，此類的多高層鋼結構是一種重型的鋼結構體系，采用的結構系統為框架結構或者框架一抗震墻布置方式，從建筑空間的角度來分析，雖然它便于創造大開間的空間模式，但卻難以處理較為復雜的空間細部。由于采光、通風的規范要求，住宅平面往往會出現較多的凹槽，采用重型的鋼結構體系來處理這樣的問題，其代價較高。如果采取另一種結構形式，即剪力墻的結構布置方式，則可以突破框架結構的缺點，更加靈活的進行空間劃分。同時，由于重型鋼結構的運輸成本較高，對于交通狀況不佳的基地，工廠化生產的便利就會給運輸的困難所抵消，無法發揮整個建筑體系的優越性。

總之，住宅產業化是社會發展的大勢所趨，多高層鋼結構住宅的發展也必然會產生巨大的經濟和社會效益。雖然在其成長過程中出現較多理論和實踐問題，相信最終會得以解決。具有時代特色的多高層鋼結構住宅體系必然會走向成熟。

參考文獻：

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2．劉錫良，國外建筑鋼結構應用概況[J]，浙江建筑，2001

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4．劉軍，趙元祥等天津市鋼結構試點住宅設計探討[J]，上海鋼結構住宅研討會，2002

摘要：高層鋼結構住宅體系是我們提倡的綠色環保型住宅體系。本文在闡述多高層鋼結構住宅特點的基礎上，從不同方面分析了多高層鋼結構的住宅體系構造，提出了鋼結構住宅體系的設計方法，并對鋼結構住宅體系的創新進行了思考。

關鍵詞：鋼結構；住宅體系；設計