2、抗震性能好，其延性比鋼筋混凝土好。從國內(nèi)外震后調(diào)查結(jié)果看，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑倒塌數(shù)量最少的。

3、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠制作，減少現(xiàn)場工作量，縮短施工工期，符合產(chǎn)業(yè)化要求。

4、鋼結(jié)構(gòu)工廠制作質(zhì)量可靠，尺寸精確，安裝方便，易與相關(guān)部品配合。

5、鋼材可以回收，建造和拆除時(shí)對環(huán)境污染較少。

對低、多層住宅，目前國內(nèi)外常用的結(jié)構(gòu)體系主要有：

（1）冷彎薄壁型鋼體系

構(gòu)件用薄鋼板冷彎成C形、Z形構(gòu)件，可單獨(dú)使用，也可組合使用，桿件間連接采用自攻螺釘。這種體系節(jié)點(diǎn)剛性不易保證，抗側(cè)能力較差，一般只用于1～2層住宅或別墅。筆者處理的幾個(gè)舊房加層，如薊縣 國稅局、天津港派出所等改造工程，使用了該體系，效果較好。

（2）框架

目前，這種體系在多層鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用最廣。縱橫向都設(shè)成鋼框架，門窗設(shè)置靈活，可提供較大的開間，便于用戶二次設(shè)計(jì)，滿足各種生活需求。鋼框架考慮樓蓋的組合作用，運(yùn)用在低多層住宅中，一般都能滿足抗側(cè)要求。但是由于目前框架柱以H型鋼為主，弱軸方向梁柱連接的剛性難以保證，因此設(shè)計(jì) 施工時(shí)須慎重處理。

（3）框架支撐體系

在風(fēng)載或地震作用較大區(qū)域，為提高體系的抗側(cè)剛度，增加軸交支撐或偏交支撐效果很好。這種體系為 多重抗側(cè)體系，而且梁柱節(jié)點(diǎn)，柱腳節(jié)點(diǎn)可設(shè)計(jì)成鉸接、半剛接，施工構(gòu)造簡單，基礎(chǔ)主要承受軸力，體形較小，因此成為人們青睞的對象。

（4）框架剪力墻體系

在低多層住宅中，可以應(yīng)用傳統(tǒng)的剪力墻體系，如鋼筋混凝土剪力墻或鋼板剪力墻。目前正在研究的空 腔結(jié)構(gòu)板是一種理想的抗側(cè)結(jié)構(gòu)?？涨唤Y(jié)構(gòu)板是一種新型的輕質(zhì)板材，采用黃紙制成具有眾多等邊空腔結(jié)構(gòu)的板狀基架，然后經(jīng)浸漬而成。該板材與鋼框架可靠連接，便可形成新型剪力墻。 另外美國，澳大利亞等國還開發(fā)了交錯(cuò)桁架體系，比較新穎。

2、 主要構(gòu)件設(shè)計(jì)

（1）柱

前已述及，鋼結(jié)構(gòu)住宅一般為大開間，框架柱在兩個(gè)方向都承受較大的彎矩，同時(shí)應(yīng)該考慮強(qiáng)柱弱梁的 要求。而目前廣泛使用的焊接H型鋼或I字熱軋鋼截面，強(qiáng)弱軸慣性矩之比3～10，勢必造成材料浪費(fèi)。因 此對于軸壓比較大，雙向彎矩接近，梁截面較高的框架柱采用雙軸等強(qiáng)的鋼管柱或方鋼管混凝土柱是適宜的。對于方鋼管混凝土柱，不僅截面受力合理，同時(shí)可以提高框架的側(cè)向剛度，防火性能好，而且結(jié) 構(gòu)破壞時(shí)柱體不會(huì)迅速屈曲破壞。因此，盡管平面受力結(jié)構(gòu)中，選用H型鋼或I字鋼在受力上還是合理的但總體上，箱形鋼管柱尤其是方鋼管混凝土柱應(yīng)得到廣泛應(yīng)用。方鋼管混凝土柱將是鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的 主要方向，但由于缺乏相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程，目前在住宅中應(yīng)用還很少。尤其鋼管砼梁、柱的連接較為復(fù)雜，不利于工廠制作和現(xiàn)場施工，應(yīng)加大力度開發(fā)研究。

（2）樓蓋

在多層輕鋼房屋中，樓蓋結(jié)構(gòu)的選擇至關(guān)重要，它除了將豎向荷載直接分配給墻柱外，更主要的作用是 保證與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)調(diào)作用；另外從抗震角度來看，還應(yīng)采用相應(yīng)的技術(shù)和構(gòu)造措施減輕樓板自重。常用的樓蓋結(jié)構(gòu)有：壓型鋼板－現(xiàn)澆混凝土組合樓板，現(xiàn)澆鋼筋混凝土板以及鋼－混凝土疊合板， 而以第一種最為常用。目前，在多層輕鋼房屋整體分析時(shí)，還普遍不考慮樓蓋與鋼梁的組合作用，即使設(shè)置抗剪鍵，也偏保守地假設(shè)鋼結(jié)構(gòu)承受全部荷載，這樣不僅增加材料用量和結(jié)構(gòu)自重，反而會(huì)造成強(qiáng) 梁弱柱的不利情況。有一6層算例，考慮樓蓋組合作用對梁剛度以及結(jié)構(gòu)整體剛度的影響。 算例表明，考慮組合作用后主梁的剛度大大增加，使得梁的撓度和地震作用下柱頂?shù)膫?cè)移大為減少，此 考慮組合作用應(yīng)予關(guān)注。為使樓層高度減到最小，提供更大的空間，組合扁梁樓蓋也成為一種趨勢。

（3）支撐體系

支撐分軸交支撐和近年發(fā)展起來的偏交支撐兩種，前者耐震能力較差，后者在強(qiáng)震作用下具有良好的吸能 耗能性能，而且為門窗洞的布置提供了有利條件，目前國內(nèi)用的還很少，建議在高烈度區(qū)首選偏交支撐。常用的EBF偏交支撐形式此所示。剪切型耗能梁段，加勁肋按以下公式設(shè)計(jì)： a＝29tw－d / 5,（γp＝±0.09rad）（1） a＝38tw－d / 5,（γp＝±0.06rad） （2） a＝56tw－d / 5,（γp＝±0.03rad） （3）式中，a―――加勁肋間距，d―――梁高， ―――腹板厚度，γp―――塑性轉(zhuǎn)角；彎曲型耗能梁段還需在 梁段端點(diǎn)外1.5bf處加設(shè)加勁肋。

（4）節(jié)點(diǎn)抗震計(jì)

框架梁柱節(jié)點(diǎn)一般采用兩種連接方法，根據(jù)"常用設(shè)計(jì)法"，即翼緣連接承受全部彎矩，梁腹板只承受全部剪力的假定進(jìn)行設(shè)計(jì)。震害表明，這種設(shè)計(jì)不能有效滿足"強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件"的抗震要求，在高烈度區(qū)隱患 很大。改進(jìn)框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，在梁端上下翼緣加焊楔形蓋板或者將梁端上下翼緣局部加寬蓋板面積或加大的翼緣截面面積主要由大震下的驗(yàn)算公式確定：式中：為基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受彎承載力，全部由局部加大后的翼緣連接承擔(dān)； 為梁件的 全塑性受彎承載力； 為基于極限強(qiáng)度最小值的節(jié)點(diǎn)連接最大受剪承載力，僅由腹板的連接承擔(dān)；為梁的凈跨；為梁在重力荷載代表值作用下按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值。

3，鋼結(jié)構(gòu)住宅要求應(yīng)用大量的新技術(shù)，我國現(xiàn)在還缺乏這方面的人才。我國專門研究鋼結(jié)構(gòu)住宅的人員較少，大多數(shù)設(shè)計(jì)和施工單位在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系方面有專長，而在鋼結(jié)構(gòu)住宅方面缺乏相關(guān)的人才。由于我國鋼結(jié)構(gòu)住宅尚處于開發(fā)階段，施工技術(shù)工人更是奇缺。培訓(xùn)技術(shù)人員是發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的重要環(huán)節(jié)。

4，全國沒有統(tǒng)一、系統(tǒng)的推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅的方式方法，各單位的研究工作均是從頭開始，經(jīng)驗(yàn)不能很好地借鑒、傳承，經(jīng)驗(yàn)推廣工作做得不夠理想。對于鋼結(jié)構(gòu)住宅的總的發(fā)展規(guī)范還不夠，因此，發(fā)展比較亂。有關(guān)部門，在總結(jié)以前的經(jīng)驗(yàn)，指出未來的發(fā)展方向上做得還不夠。

5，宣傳力度還不夠，與地產(chǎn)商的聯(lián)系還不夠，許多地產(chǎn)商認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)住宅要貴得多，因此不敢做。其實(shí)，這是一個(gè)誤解。鋼結(jié)構(gòu)住宅和其他住宅比較起來，一般情況下造價(jià)并不高，與混凝土結(jié)構(gòu)基本持平，但是它的使用面積會(huì)增加不少，一般達(dá)到5%，綜合造價(jià)還是比較低的。

（1）如何發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢？梁跨度可增大、開間更靈活、為住戶創(chuàng)造更大的空間。但又如何避免鋼結(jié)構(gòu)帶來的建筑平、立面單調(diào)呆板。

（2）要解決鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑防火、防腐蝕問題。做到成本增加不多而效果較好，足使建筑師、結(jié)構(gòu)工程師大動(dòng)一番腦筋。

2、選擇和開發(fā)外墻板，是鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑推廣中的關(guān)鍵問題之一。除滿足外墻板的各項(xiàng)技術(shù)要求外，還要做到墻板原材料應(yīng)地之宜、工廠化生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝連接方便。

3、鋼結(jié)構(gòu)要做到安全合理、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方便可靠、并為構(gòu)件制作、運(yùn)輸、吊裝創(chuàng)造條件。

4、建筑設(shè)備與鋼結(jié)構(gòu)住宅配合，是住戶首先遇到的問題。要選用和開發(fā)適合鋼結(jié)構(gòu)住宅的各項(xiàng)設(shè)備，采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備用于鋼結(jié)構(gòu)住宅。

5、鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價(jià)是房地產(chǎn)開發(fā)商最關(guān)心的問題。鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)定位于中、高擋住宅，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝、維修和管理等環(huán)節(jié)著手加強(qiáng)管理和協(xié)調(diào)，以降低成本，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益而不僅僅著眼于多用或少用幾公斤鋼材。

（1）外墻：

方案一：采用輕質(zhì)復(fù)合墻板，可為蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板、鋼絲網(wǎng)水泥夾心板，GRC夾心復(fù)合板、鋼筋混凝土夾心復(fù)合板等。

方案二：砌塊填充，采用加氣混凝土砌塊，輕骨料混凝土小型空心砌 塊，或混凝土小型空心砌塊等。

（2）內(nèi)墻：

方案一：采用輕質(zhì)板材，如紙面石膏板，纖維石膏板，加氣混凝土板，玻璃纖維增強(qiáng)水泥板等。

方案二：復(fù)合板材，如鋼絲網(wǎng)架水泥夾心板，發(fā)泡夾心聚苯乙烯復(fù)合墻板。

方案三：砌塊填充。

（3）防火處理：

鋼柱：采用防火板包裹，或厚涂型防火涂料，可以根據(jù)實(shí)際情況及價(jià)格比較進(jìn)行選擇，以達(dá)到不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限的要求。

鋼梁：H型鋼梁翼緣內(nèi)填充加氣混凝土砌塊，再用金屬網(wǎng)抹25厚蛭石砼包覆，或防火涂料或防火板。

（4）結(jié)構(gòu)形式：可比較采用H型鋼框架結(jié)構(gòu)、H型鋼框架支撐結(jié)構(gòu)，鋼框架砼剪力墻結(jié)構(gòu)等多種形式。

梁采用H型鋼，柱可采用H型鋼、鋼管砼，方管及鋼骨砼柱等。

鋼材可采用Q235、Q345材質(zhì)。

（5）構(gòu)件連接可采用高強(qiáng)螺栓連接、焊接連接或栓焊混合的連接形式。

（6）樓板?？刹捎闷胀ìF(xiàn)澆砼樓板，預(yù)制鋼筋砼迭合樓板，壓型鋼板現(xiàn)澆砼組合樓板。

（7）采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的分戶計(jì)量方式，可比常規(guī)供暖方式節(jié)能10%，結(jié)合H型鋼構(gòu)件的截面特點(diǎn)進(jìn)行管線的隱蔽設(shè)計(jì)，將管線設(shè)計(jì)在H型鋼的凹面內(nèi)，避免由于采用分量計(jì)量帶來的戶內(nèi)管線多，既不美觀又占用正常使用空間的矛盾。

（8）給排水設(shè)計(jì)考慮，生活污水的無公害凈化處理，減少對環(huán)境的污染，設(shè)計(jì)采用節(jié)水設(shè)備，可考慮中水的處理利用，節(jié)省使用水資源。

（9）采用智能化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)考慮綜合布線系統(tǒng)。樓宇智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電話、傳真、有線電視和微機(jī)上網(wǎng)等家庭辦公的自動(dòng)化。

2、試點(diǎn)工程：

試點(diǎn)工程包括一座小高層住宅，兩座多層住宅。

（1）、高層住宅（1#樓）建筑面積平方米，共12層，地下一層，層高3.9米，地上12層住宅，層高均為2.9米。建筑總高度34.8米，采用鋼框架——現(xiàn)澆砼剪力墻結(jié)構(gòu)。柱采用直徑300鋼管內(nèi)灌C50砼，梁采用H型鋼，鋼材全部采用Q345。

一幢多層住宅（4#樓）六層，一層商店，層高3.9米.二至六層為住宅，層高2.8米，建筑面積1200平方米，采用鋼框架支撐結(jié)構(gòu)。梁柱均采用和H型鋼，鋼材全部采用Q345。

另一幢多層住宅（南區(qū)4#樓）為七層住宅，一層為藏間，層高2.2米，二至七層為住宅，層高均為2.8米，總建筑面積約4720平方米，采用鋼框架--預(yù)制砼剪力墻結(jié)構(gòu)。梁柱均采用H型鋼，鋼材全部采用Q345。

（2）1#樓外墻采用鋼絲網(wǎng)水泥夾芯板，板芯為EPS苯乙烯發(fā)泡板，外面抹35厚1：3水泥砂漿，具有結(jié)構(gòu)性能好、質(zhì)輕、保溫、隔熱、防火性能好、施工簡便等優(yōu)點(diǎn)。分戶墻、廚房、衛(wèi)生間采用玻璃纖維增強(qiáng)水泥板、內(nèi)隔墻采用改性石膏砌塊，隔音效果好。

4#樓外墻采用200厚蒸壓輕質(zhì)加氣砼板，這種板材容量小、導(dǎo)熱系數(shù)低，耐火性好，施工簡便易于操作。內(nèi)墻采用蒸壓加氣輕質(zhì)制砼內(nèi)墻板。

南區(qū)4#樓采用蒸壓加氣砼砌塊為外墻，內(nèi)分戶墻體材料，戶內(nèi)分隔墻體采用厚度75MM的輕砼墻板。

（3）1#樓采用普通現(xiàn)澆砼樓板；4#樓采用預(yù)制鋼筋砼迭合樓板；南區(qū)4#樓采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼空心板加砼現(xiàn)澆層。

（4）保溫：為達(dá)到建筑物節(jié)能50%的標(biāo)準(zhǔn)，采用了如下措施：

屋面:屋面保溫采用現(xiàn)噴硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡保溫技術(shù)

周邊地面：采用聚苯保溫。

外墻： 采用保溫復(fù)合外墻板或?qū)嵯禂?shù)低的外墻材料。

外墻：采用單框雙玻窗保溫窗。

（5）防火：

鋼柱：采用防火板包覆，已達(dá)到耐火極限2.5小時(shí)；鋼梁：H型鋼鋼梁翼緣內(nèi)填充加氣混凝土砌塊，再用金屬網(wǎng)抹25厚蛭石包覆，達(dá)到耐火極限1.5小時(shí)。

（6）試點(diǎn)工程在采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)采用了分戶計(jì)量方式。

（7）經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

H型鋼住宅建筑試點(diǎn)工程主體鋼結(jié)構(gòu)小高層約為33.2Kg/m2：多層約為35KG/m2。

按河南省定額計(jì)算，工程預(yù)算造價(jià)多層760元/m2，鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)多層住宅約為650元/m2,節(jié)能建筑造價(jià)增加8%,約為52元/m2,扣除節(jié)能建筑增加的部分,鋼結(jié)構(gòu)多層住宅造價(jià)為708元/M2,比鋼筋混凝土多層住宅增加約為9%;小高層為1100元/M2,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)小高層住宅,約為1000元/M2,節(jié)能建筑造價(jià)增加8%,約為80元/M2,扣除節(jié)能建筑增加部分,鋼結(jié)構(gòu)小高層住宅招架為1020元/M2,與鋼筋混凝土小高層住宅基本持平。

3.正在研究的相關(guān)技術(shù):

在試點(diǎn)工程的基礎(chǔ)上,我們繼續(xù)開展了幾個(gè)方面的研究,并有2項(xiàng)技術(shù)已申報(bào)專利.

(1) 整體外墻板

研究開發(fā)輕質(zhì)保溫整體外墻板,可采用一個(gè)房間的外墻作為一塊墻板,這樣可以減少小塊墻板拼裝產(chǎn)生的接縫所帶來的裂縫、滲漏等問題。

（2）小波紋壓型鋼板組合樓板

我們研究開發(fā)了一種新型的、與鋼結(jié)構(gòu)建筑相適應(yīng)、能夠采用工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)又能適應(yīng)住宅建筑使用要求的組合樓板形式——小波紋壓型鋼板組合樓板。具體采用0.4－0.6mm厚的鍍鋅鋼板壓成型，波紋肋高一般在10－15mm之間，這種壓型鋼板造價(jià)低，可作為施工模板使用，不考慮結(jié)構(gòu)受力，但與主體鋼結(jié)構(gòu)連接的整體性好。現(xiàn)澆板鋼筋，根據(jù)使用階段的強(qiáng)度要求，計(jì)算出配筋量，采用工廠化生產(chǎn)方式，將鋼筋與壓型鋼板焊接成型，工地安裝后，連續(xù)板支座處現(xiàn)場綁扎支座負(fù)筋，這樣一是減少了現(xiàn)場綁扎鋼筋的工作量，提高了工廠化制作程度，滿足了鋼結(jié)構(gòu)建筑施工速度快，樓板多層同時(shí)澆注的要求，同時(shí)又降低結(jié)構(gòu)高度，增加建筑的可利用空間，鋼筋與壓型鋼板的工廠化成型又能滿足了小波紋壓型鋼板在施工階段的強(qiáng)度要求。

（3）萬能托架

普通現(xiàn)澆砼樓板常規(guī)施工方法與鋼結(jié)構(gòu)建筑的快速施工，多層同時(shí)澆注不相適應(yīng)，為解決這一矛盾，我們實(shí)驗(yàn)開發(fā)了一種支撐模板采用的萬能托架。這種托架長度可調(diào)整，兩端與H型鋼梁緊固連接，拆裝方便。（此項(xiàng)技術(shù)已申請專利）

（4）模塊化的設(shè)計(jì)、施工

鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的最大優(yōu)勢在于可以工廠化生產(chǎn)，形成產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展模式,因此設(shè)計(jì)上的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化更能促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的產(chǎn)業(yè)化。結(jié)構(gòu)構(gòu)件，連接節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)有利于工廠化和機(jī)械化生產(chǎn)，模塊化的設(shè)計(jì)又能加快安裝速度的提高。構(gòu)件不再是單柱單梁工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場拼裝，而是按模塊化的設(shè)計(jì)形式，把住宅中一戶或一個(gè)單元作為一個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，部件可以采用工廠化生產(chǎn)，（也可以采用零件工廠化生產(chǎn)、部件現(xiàn)場拼裝，再進(jìn)行吊裝）這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于提高了工廠化生產(chǎn)的程度，減少人工操作，尤其降低高空作業(yè)量，模塊化設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮整體空間剛度，合理選擇吊點(diǎn)，并驗(yàn)算模塊強(qiáng)度避免吊裝過程中產(chǎn)生變形。

部件的構(gòu)件連接可全部采用焊接，由于全是工廠化操作，焊接質(zhì)量容易保證，現(xiàn)場拼裝全部采用高強(qiáng)螺栓連接，避免高空焊接造成的質(zhì)量隱患。

(5)繼續(xù)研究開發(fā)高強(qiáng)度、焊接性能好的H型鋼及輕型H型鋼、并研究開發(fā)耐火鋼和耐候鋼。

上面說的是針對目前中國農(nóng)村現(xiàn)有住宅的極大漏洞，而鋼結(jié)構(gòu)住宅正好可以很好的彌補(bǔ)的方面。其實(shí)在環(huán)保方面鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢就更突出了。自重輕、抗震性、有隔溫、防水、隔熱、隔音、綜合造價(jià)低（因?yàn)槠渥灾剌p，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）這些周所周知的條目自不必細(xì)說，鋼材報(bào)廢后可實(shí)現(xiàn)100％廢品再回收利用這點(diǎn)也是常識(shí)。但是如何把這些方面真正的實(shí)現(xiàn)：通過政策、技術(shù)、優(yōu)秀節(jié)能器具等方面使這些優(yōu)勢一一實(shí)現(xiàn)，而不是紙上談兵？

        總之，只要把以上諸多因素很好地結(jié)合在一起：鋼結(jié)構(gòu)居住建筑+節(jié)能設(shè)備，我國農(nóng)村建筑的市場前景會(huì)非常豐富！