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【摘 要】 进入二十一世纪以来，我国建筑业随着经济与科技的水涨而船高，住宅产业占国民经济增长的相当重的比例，是我国的支柱产业。钢结构技术与工艺的发展也加速了住宅引入了建设住宅，并以其工业化程度高、施工方便快速、自重小抗震优、外形美观、环境污染少、投资回收快等等优点快速形成产业。近年来，建设部有关部门推出钢结构住宅体系相关的规范与标准，各地出现了大量的钢结构住宅试点工程，使钢结构多理论走向实践，客观上促进了钢结构住宅的健康发展。
【关键词】 高层；钢结构；住宅结构；优缺点；分析
引言：
钢结构具有强度高、抗震性好、便于工业化、回收率高、绿色环保，符合可持续发展等优点，近年来在国内各个领域发展应用较快。建设部于2001年发布了我国钢结构住宅发展的指导性文件《钢结构住宅产业化技术导则》，其目的在于通过国家政策引导钢结构住宅的发展；《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》中明确规定“十五”期间计划每年建筑用钢量将占全国钢材总产量的3%，到2015年将达到6%，主要是通过政策促进我国钢结构住宅产业的发展。
一、钢结构住宅优势
从住宅建筑的发展来看，钢结构住宅具有以下优势：
（一）比起传统的结构，钢结构不要求内墙为承重墙，内墙配置可以随心所欲，甚至建成后也可以调整位置，重新分隔空间，能够更好的满足建筑上大开间、灵活分隔的要求，并且可提高使用面积率5%一8%。
（二）与钢结构配套的轻质墙板、复合楼板等采用新型建筑材料，符合建筑节能及建筑产业化的要求。
（三）钢结构体系自重轻，可大大减少基础的造价，并且其施工周期短，可大大缩短投资资金的占用周期，从而提高资金的投资效益，从综合效益来看，更是明显高于传统的住宅体系。
（四）钢结构构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制做形成产品化，另外，钢结构建筑的构件及施工精度高，可以实现住宅建筑部品技术集成化、产业化新思路。
（五）钢结构住宅体系工业化生产程度高，现场湿作业少，其材料本身可再生利用，符合环保建筑的要求。
二、高层钢结构住宅在国内应用中存在的问题
（一）区域问题
高层钢结构住宅在我国应用较少的原因，主要在于目前钢结构在我国还处于起步阶段，主要在北京、上海等一些比较先进大城市内应用较多，由于这些地区土地价格高，土地利用强度大，对建筑的建设周期同样要求较高，另外一个较为重要的原因是这些地区更容易接受到外来的先进技术和信息，同时对钢结构建筑的设计有较强的把控能力。因此钢结构的优点在这些地区更能够体现并进行应用，而其他地区应用相对较少。
（二）造价问题
就目前的钢材市场价、常用的墙材、建造技术、建造方法及建造观念来看，建造高层钢结构住宅价格比相应的砌体结构及钢筋混凝土结构价格稍高，也正是出于造价偏高的原因，具有优良性能的钢结构住宅不太被人们所接受。
（三）防火防腐及其他技术问题
钢结构因其耐热不耐火、容易锈蚀，给钢结构的后期使用维护造成了麻烦，相比钢筋混凝土结构、砖混结构，人们对钢结构防火防腐比较警觉，这也是钢结构不被推广的原因之一；另外，高层钢结构住宅在国外比较成熟，但在我国还处于应用的起步阶段，从高校人才的培养、相关的科研项目、设计院设计技术再到施工单位的施工技术及国家的各项标准还不是很成熟，这些都影响高层钢结构住宅的发展。
（四）观念问题
钢结构有很多优点，自从上海举办世博会后，人们看到了各类钢结构建筑的好处，知道钢结构绿色环保、符合可持续发展理念、符合生态居住理念。由前面的分析可知，我国高层钢结构住宅主要将在大城市应用较多，而中、小城市周边及乡镇农村使用较少，人们的思想意识还未达到去接受钢结构住宅，这阻碍高层钢结构住宅的发展。
三、高层住宅钢结构体系的特点
钢框架结构体系是由钢梁和钢柱连接组成的一种结构体系，这种结构体系延性比较好，由于柱子间无支撑，可以提供比较大的建筑空间，建筑布局灵活多变，空间利用率高，能充分发挥钢结构材料自重轻强度高的优点；但它的不足之处也很突出，就是体系太过简单，导致结构的侧移较大，当建筑达到一定高度时，侧移很可能超过了限值，为了使其位移能够满足规范的要求，必须增大梁和柱的截面积，从而增加了工程造价。钢框架———中心支撑结构体系是指斜向支撑构件的端部均位于梁、柱相交处。由于增加了支撑，该体系在弹性阶段可以抵抗较大的抗侧力，从而提高整体结构的抗侧刚度，提高材料的利用率，减小了结构的最大位移和层间位移，使结构的层间位移变得更加均匀，能够满足规范对结构变形的要求；但是，在强震作用下，支撑杆件受压后易发生屈曲，造成刚度及耗能能力急剧下降，如果不使其屈服，就必须增加结构主体的用钢量，从而失去了经济合理性。
四、钢框架结构体系的分析
（一）钢框架—支撑结构体系分析
这种结构是建立在钢框架结构体系的基础之上，向房屋的横向或者纵向布置一定数量的竖向支撑保证建筑的受力结构，在力学结构上形成新的建筑结构体系，它他们区别在于柱汇交于一点时有没有出现偏心现象。中心支撑结构具有侧向刚度大、结构简单、水平侧移小、内力分布科学的特点，偏心支撑体系利用支撑中心线偏离梁柱交点，可以在中等以下的地震中保持结构处于弹性，刚度大，耗能梁段可以吸收大部分地震发出的能量，这对于保障在地震发生后受力构件不失效具有十分重要的意义，进一步说明该结构很具有延性。
（二）钢结构框架——混凝土剪力墙结构体系分析
通过设置部分剪力墙而将框架与混凝土全二为一，相互补充，互相促进，达到防止侧向位移过大，增加结构侧向刚度的目的。这种结构体系的优点在于核心筒布置成卫生间、电梯间，非常适合管道布置、防潮、隔声；侧向刚度大，可以有效保护稳定性与整体刚度。
（三）交错桁架结构体系分析
交错桁架结构体系优点在于：1.桁架隔层的布置，使得桁架弦杆引起的弯矩得以有效的减小，柱在框架平面内的弯矩也不大，轴力是主授力，框架柱断面可以缩小。2.交错桁架结构体系能满足建筑上大开间的要求，使得建筑平面自由布置更加便捷。采用短跨楼板和小柱距，可以达到减少楼板厚度，减轻结构自重的目标。3.交错桁架结构体系的构件都是以承受轴向力为主，充分利用结构材料强度，节约钢村的使用，具有良好的经济性。其缺点在于：它和中心支撑的钢框架在地震力的作用下都难以支撑，腹杆构件容易出现非弹性变形，刚度和承载力都会突然减少。
（四）钢框架—核心筒体系分析
钢框架—核心筒体系是以热扎H型钢框架与楼梯间、电梯间、卫生间等组成四周全封闭的现浇钢筋混凝土核心筒结合组合结构，具有核心筒抗侧移刚度极强、结构受力分工明确、防水性能较好等特点。造价介于钢结构和钢筋混凝土结构之间，比钢框架结构侧向金刚度要大，比钢筋混凝土的施工速度要快，钢筋混凝土结构的结构面积要小。
五、结束语
钢结构具有抗震性能好、施工工期短、易于工业化、绿色环保符合可持续发展理念等优良的特性，国家政策正在引导推动钢结构住宅的应用并将其产业，但要让底层钢结构住宅在国内推广应用，首先要解决目前面临的问题，要采取措施降低工程造价、解决钢材的防腐防火问题、进一步加强低层钢结构住宅的科研项目的研究、加强设计施工技术、完善相关设计建造规范、标准等。
参考文献：
[1]宋俊瑞.高层钢结构住宅结构体系及抗震性能研究[D].合肥工业大学，2012.
[2]文俊巍.多高层钢结构住宅结构体系分析研究[D].昆明理工大学，2008.
[3]戴志中.多层、小高层钢结构住宅技术体系及经济性简析[D].浙江工业大学，2007.
【关键词】 高层；钢结构；住宅结构；优缺点；分析
引言：
钢结构具有强度高、抗震性好、便于工业化、回收率高、绿色环保，符合可持续发展等优点，近年来在国内各个领域发展应用较快。建设部于2001年发布了我国钢结构住宅发展的指导性文件《钢结构住宅产业化技术导则》，其目的在于通过国家政策引导钢结构住宅的发展；《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》中明确规定“十五”期间计划每年建筑用钢量将占全国钢材总产量的3%，到2015年将达到6%，主要是通过政策促进我国钢结构住宅产业的发展。
一、钢结构住宅优势
从住宅建筑的发展来看，钢结构住宅具有以下优势：
（一）比起传统的结构，钢结构不要求内墙为承重墙，内墙配置可以随心所欲，甚至建成后也可以调整位置，重新分隔空间，能够更好的满足建筑上大开间、灵活分隔的要求，并且可提高使用面积率5%一8%。
（二）与钢结构配套的轻质墙板、复合楼板等采用新型建筑材料，符合建筑节能及建筑产业化的要求。
（三）钢结构体系自重轻，可大大减少基础的造价，并且其施工周期短，可大大缩短投资资金的占用周期，从而提高资金的投资效益，从综合效益来看，更是明显高于传统的住宅体系。
（四）钢结构构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制做形成产品化，另外，钢结构建筑的构件及施工精度高，可以实现住宅建筑部品技术集成化、产业化新思路。
（五）钢结构住宅体系工业化生产程度高，现场湿作业少，其材料本身可再生利用，符合环保建筑的要求。
二、高层钢结构住宅在国内应用中存在的问题
（一）区域问题
高层钢结构住宅在我国应用较少的原因，主要在于目前钢结构在我国还处于起步阶段，主要在北京、上海等一些比较先进大城市内应用较多，由于这些地区土地价格高，土地利用强度大，对建筑的建设周期同样要求较高，另外一个较为重要的原因是这些地区更容易接受到外来的先进技术和信息，同时对钢结构建筑的设计有较强的把控能力。因此钢结构的优点在这些地区更能够体现并进行应用，而其他地区应用相对较少。
（二）造价问题
就目前的钢材市场价、常用的墙材、建造技术、建造方法及建造观念来看，建造高层钢结构住宅价格比相应的砌体结构及钢筋混凝土结构价格稍高，也正是出于造价偏高的原因，具有优良性能的钢结构住宅不太被人们所接受。
（三）防火防腐及其他技术问题
钢结构因其耐热不耐火、容易锈蚀，给钢结构的后期使用维护造成了麻烦，相比钢筋混凝土结构、砖混结构，人们对钢结构防火防腐比较警觉，这也是钢结构不被推广的原因之一；另外，高层钢结构住宅在国外比较成熟，但在我国还处于应用的起步阶段，从高校人才的培养、相关的科研项目、设计院设计技术再到施工单位的施工技术及国家的各项标准还不是很成熟，这些都影响高层钢结构住宅的发展。
（四）观念问题
钢结构有很多优点，自从上海举办世博会后，人们看到了各类钢结构建筑的好处，知道钢结构绿色环保、符合可持续发展理念、符合生态居住理念。由前面的分析可知，我国高层钢结构住宅主要将在大城市应用较多，而中、小城市周边及乡镇农村使用较少，人们的思想意识还未达到去接受钢结构住宅，这阻碍高层钢结构住宅的发展。
三、高层住宅钢结构体系的特点
钢框架结构体系是由钢梁和钢柱连接组成的一种结构体系，这种结构体系延性比较好，由于柱子间无支撑，可以提供比较大的建筑空间，建筑布局灵活多变，空间利用率高，能充分发挥钢结构材料自重轻强度高的优点；但它的不足之处也很突出，就是体系太过简单，导致结构的侧移较大，当建筑达到一定高度时，侧移很可能超过了限值，为了使其位移能够满足规范的要求，必须增大梁和柱的截面积，从而增加了工程造价。钢框架———中心支撑结构体系是指斜向支撑构件的端部均位于梁、柱相交处。由于增加了支撑，该体系在弹性阶段可以抵抗较大的抗侧力，从而提高整体结构的抗侧刚度，提高材料的利用率，减小了结构的最大位移和层间位移，使结构的层间位移变得更加均匀，能够满足规范对结构变形的要求；但是，在强震作用下，支撑杆件受压后易发生屈曲，造成刚度及耗能能力急剧下降，如果不使其屈服，就必须增加结构主体的用钢量，从而失去了经济合理性。
四、钢框架结构体系的分析
（一）钢框架—支撑结构体系分析
这种结构是建立在钢框架结构体系的基础之上，向房屋的横向或者纵向布置一定数量的竖向支撑保证建筑的受力结构，在力学结构上形成新的建筑结构体系，它他们区别在于柱汇交于一点时有没有出现偏心现象。中心支撑结构具有侧向刚度大、结构简单、水平侧移小、内力分布科学的特点，偏心支撑体系利用支撑中心线偏离梁柱交点，可以在中等以下的地震中保持结构处于弹性，刚度大，耗能梁段可以吸收大部分地震发出的能量，这对于保障在地震发生后受力构件不失效具有十分重要的意义，进一步说明该结构很具有延性。
（二）钢结构框架——混凝土剪力墙结构体系分析
通过设置部分剪力墙而将框架与混凝土全二为一，相互补充，互相促进，达到防止侧向位移过大，增加结构侧向刚度的目的。这种结构体系的优点在于核心筒布置成卫生间、电梯间，非常适合管道布置、防潮、隔声；侧向刚度大，可以有效保护稳定性与整体刚度。
（三）交错桁架结构体系分析
交错桁架结构体系优点在于：1.桁架隔层的布置，使得桁架弦杆引起的弯矩得以有效的减小，柱在框架平面内的弯矩也不大，轴力是主授力，框架柱断面可以缩小。2.交错桁架结构体系能满足建筑上大开间的要求，使得建筑平面自由布置更加便捷。采用短跨楼板和小柱距，可以达到减少楼板厚度，减轻结构自重的目标。3.交错桁架结构体系的构件都是以承受轴向力为主，充分利用结构材料强度，节约钢村的使用，具有良好的经济性。其缺点在于：它和中心支撑的钢框架在地震力的作用下都难以支撑，腹杆构件容易出现非弹性变形，刚度和承载力都会突然减少。
（四）钢框架—核心筒体系分析
钢框架—核心筒体系是以热扎H型钢框架与楼梯间、电梯间、卫生间等组成四周全封闭的现浇钢筋混凝土核心筒结合组合结构，具有核心筒抗侧移刚度极强、结构受力分工明确、防水性能较好等特点。造价介于钢结构和钢筋混凝土结构之间，比钢框架结构侧向金刚度要大，比钢筋混凝土的施工速度要快，钢筋混凝土结构的结构面积要小。
五、结束语
钢结构具有抗震性能好、施工工期短、易于工业化、绿色环保符合可持续发展理念等优良的特性，国家政策正在引导推动钢结构住宅的应用并将其产业，但要让底层钢结构住宅在国内推广应用，首先要解决目前面临的问题，要采取措施降低工程造价、解决钢材的防腐防火问题、进一步加强低层钢结构住宅的科研项目的研究、加强设计施工技术、完善相关设计建造规范、标准等。
参考文献：
[1]宋俊瑞.高层钢结构住宅结构体系及抗震性能研究[D].合肥工业大学，2012.
[2]文俊巍.多高层钢结构住宅结构体系分析研究[D].昆明理工大学，2008.
[3]戴志中.多层、小高层钢结构住宅技术体系及经济性简析[D].浙江工业大学，2007.