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钢管混泥土住宅结构工程优化研究 　　摘要：钢管混凝土已广泛地应用到各个工程领域，尤其是它在住宅中的应用，使其由高层建筑中的应用过渡到小高层、多层建筑中的应用，为其发展创造了广阔空间。本文就钢结构住宅存在的问题，以及优缺点、主要构件的设计等问题作了深入细致的探讨。 　　关键词：钢管混凝土；住宅；结构；问题；体系；设计；优化研究 　　中图分类号：TU3 U44 文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）04-0140-01 　　 　　我们这里探讨的钢管混凝土住宅结构，实际上是指在该结构体系中承受压力的柱采用钢管混凝土构件。下面就该结构的优缺点等进行阐述： 　　一、钢结构住宅存在的几个问题 　　1.一些钢结构住宅的设计不是以建筑本身为主，因此，开发的住宅不太好用。目前，有些钢结构住宅的开发中，把钢结构的问题视为最重要的，因此，以结构专业为主，这是一种误区。无论是何种结构建筑，买主关心不是用什么结构，而是房子是否好用，布置是否合理，住在里面是否舒适，是否实用，功能是否齐全。住宅关注的是人，设计要以人为本。钢结构住宅是住宅，而不是住宅钢结构。 　　2.钢结构住宅的配套设施和围护结构的材料不完善。钢结构住宅体系是一个综合的、复杂的技术体系，它涉及墙体材料、屋面材料、厨卫系统、管线系统等一系列配套体系。这方面最突出的问题是外墙结构体系。现有墙体材料性能和安装方法很难满足钢结构住宅在防热、保温、通气、防渗以及耐久性等方面的要求。连接的配件及方法，也不很完善，使用不方便。 　　3.钢结构住宅要求应用大量的新技术，我国专门研究钢结构住宅的人员较少，大多数设计和施工单位在传统结构体系方面有专长，而在钢结构住宅方面缺乏相关的人才。由于我国钢结构住宅尚处于开发阶段，施工技术人员更是奇缺。培训技术人员是发展钢结构住宅的重要环节。 　　4.全国没有统一、系统的推广钢结构住宅的方式方法，各单位的研究工作均是从头开始，经验不能很好地借鉴、传承，经验推广工作做得不够理想。对于钢结构住宅的总的发展规范还不够。有关部门，在总结以前的经验，指出未来的发展方向上做得还不够。 　　5.宣传力度不够，与地产商的联系还不够，许多地产商认为钢结构住宅要贵得多，因此不敢做。其实，这是一个误解。钢结构住宅和其他住宅比较起来，一般情况下造价并不高，与混凝土结构基本持平，但是它的使用面积会增加不少，一般达到5%，综合造价还是比较低的。 　　二、钢结构住宅的优点 　　1.钢结构具有许多优点：首先，重量轻、强度高。用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的1/2左右；可满足住宅大开间的需要，使用面积比钢筋混凝土 住宅提高4％左右。 　　2.抗震性能好，其延性比钢筋混凝土好。从国内外震后调查结果看，钢结构住宅建筑倒塌数量最少的。 　　3.钢结构构件在工厂制作，减少现场工作量，缩短施工工期，符合产业化要求。 　　4.钢结构工厂制作质量可靠，尺寸精确，安装方便，易与相关部品配合。 　　5.钢材可以回收，建造和拆除时对环境污染较少。 　　三、钢结构住宅结构设计体系 　　1.结构体系选型 　　对低、多层住宅，目前国内外常用的结构体系主要有： 　　（1）冷弯薄壁型钢体系 　　构件用薄钢板冷弯成C形、Z形构件，可单独使用，也可组合使用，杆件间连接采用自攻螺钉。这种体系节点刚性不易保证，抗侧能力较差，一般只用于1～2层住宅或别墅等改造工程，使用了该体系，效果较好。 　　（2）框架 　　目前，这种体系在多层钢结构住宅中应用最广。纵横向都设成钢框架，门窗设置灵活，可提供较大的开间，便于用户二次设计，满足各种生活需求。钢框架考虑楼盖的组合作用，运用在低多层住宅中，一般都能满足抗侧要求。但是由于目前框架柱以H型钢为主，弱轴方向梁柱连接的刚性难以保证，因此设计 施工时须慎重处理。 　　（3）框架支撑体系 　　在风载或地震作用较大区域，为提高体系的抗侧刚度，增加轴交支撑或偏交支撑效果很好。这种体系为 多重抗侧体系，而且梁柱节点，柱脚节点可设计成铰接、半刚接，施工构造简单，基础主要承受轴力，体形较小，因此成为人们青睐的对象。 　　（4）框架剪力墙体系 　　在低多层住宅中，可以应用传统的剪力墙体系，如钢筋混凝土剪力墙或钢板剪力墙。目前正在研究的空 腔结构板是一种理想的抗侧结构。空腔结构板是一种新型的轻质板材，采用黄纸制成具有众多等边空腔结构的板状基架，然后经浸渍而成。该板材与钢框架可靠连接，便可形成新型剪力墙。 另外美国，澳大利亚等国还开发了交错桁架体系，比较新颖。 　　2. 主要构件设计 　　（1）柱 　　前已述及，钢结构住宅一般为大开间，框架柱在两个方向都承受较大的弯矩，同时应该考虑强柱弱梁要求。而目前广泛使用的焊接H型钢或I字热轧钢截面，强弱轴