钢结构住宅应用技术

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钢结构住宅应用技术

5.10.1 技术内容
钢结构住宅建筑设计应以集成化住宅建筑为目标，应按模数协调的原则实现构配件标准化、设备产品定型化。采用钢结构作为住宅的主要承重结构体系，对于低密度住宅宜采用冷弯薄壁型钢结构体系为主，墙体为墙柱加石膏板，楼盖为C型格栅加轻板；对于多、高层住宅结构体系可选用钢框架、框架支撑（墙板）、筒体结构、钢框架—钢混组合等体系，楼盖结构宜采用钢筋桁架楼承楼板、现浇钢筋混凝土结构以及装配整体式楼板，墙体为预制轻质板或轻质砌块。目前钢结构住宅的主要发展方向有可适用于多层的采用带钢板剪力墙或与普钢混合的轻钢结构；可适用于低、多层的基于方钢管混凝土组合异形柱和外肋环板节点为主的钢框架体系；可适用于高层以钢框架与混凝土筒体组合构成的混合结构或以带钢支撑的框架结构；以及适用于高层的基于方钢管混凝土组合异形柱和外肋环板节点为主的框架-支撑和框架-核心筒体系以及钢管束组合剪力墙结构体系。
轻型钢结构住宅的钢构件宜选用热轧H 型钢、高频焊接或普通焊接的H 型钢、冷轧或热轧成型的钢管、钢异形柱等；多高层钢结构住宅结构柱材料可采用纯钢柱或钢管混凝土柱等，柱截面形状可采用矩形、圆形、L形等；外墙体可为砂加气板、灌浆料墙板或蒸压加气混凝土砌块，内墙体可选用轻钢龙骨石膏板等板材，楼板可为钢筋桁架楼承板、叠合板或现浇板。
除常见的装配化钢结构住宅结构体系之外，模块钢结构建筑开始发展。模块建筑是将传统房屋以单个房间或一定的三维建筑空间进行模块单元划分，每个单元都在工厂预制且精装修，单元运输到工地整体连接而成的一种新型建筑形式。根据结构形式的不同可分为：全模块建筑结构体系以及复合模块建筑结构体系，复合模块建筑结构体系又可分为：模块单元与传统框架结构复合体系、模块单元与板体结构复合体系、外骨架（巨型框架）模块建筑结构体系、模块单元与剪力墙或核心筒复合结构体系；模块外围护墙板可选用加气混凝土板、薄板钢骨复合轻质外墙、轻集料混凝土与岩棉板复合墙板；模块底板可采用钢筋混凝土结构底板、轻型结构底板；顶板可为双面钢板夹芯板。
钢结构住宅建设要以产业化为目标做好墙板的配套工作，以试点工程为基础做好钢结构住宅的推广工作。
5.10.2 技术指标
钢结构住宅结构设计应符合工厂生产、现场装配的工业化生产要求，构件及节点设计宜标准化、通用化、系列化，在结构设计中应合理确定建筑结构体的装配率。
钢材性能应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017和《建筑抗震设计规范》GB50009的规定，可优先选用高性能钢材。
钢结构住宅应遵循现行国家标准《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T 51232进行设计，按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223的规定确定其抗震设防类别，并应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011进行抗震设计。结构高度大于80m的建筑宜验算风荷载的舒适性。
钢结构住宅的防火等级应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016确定，防火材料宜优先选用防火板，板厚应根据耐火时限和防火板产品标准确定，承重的钢构件耐火时限应满足相关要求。
5.10.3 适用范围
冷弯薄壁型钢以及轻型钢框架为结构的轻型钢结构可适用于低、多层（6层，24m以下）住宅的建设。多高层装配式钢结构住宅体系最大适用高度应符合《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T 51232的规定，主要参照值如下：
表5.1 多高层装配式钢结构适用的最大高度（m）
结构体系 6度 7度 8度 9度
 (0.05g) (0.10g) (0.15g) (0.20g) (0.30g) (0.40g)
钢框架结构 110 110 90 90 70 50
钢框架-偏心支撑结构 220 220 200 180 150 120
钢框架-偏心支撑结构
钢框架-屈曲约束支撑结构
钢框架-延性墙板结构 240 240 220 200 180 160
筒体（框筒、筒中筒、桁架筒、束筒）结构
巨型结构 300 300 280 260 240 180
交错桁架结构 90 60 60 40 40 -
对于钢结构模块建筑，1～3层模块建筑宜采用全模块结构体系，模块单元可采用集装箱模块，连接节点可选用集装箱角件连接；3～6层可采用全模块结构体系，单元连接可采用梁梁连接技术；6～9层的模块建筑单元间可采用预应力模块连接技术，9层以上需要采用模块单元与剪力墙或核心筒相结合的结构体系。
钢结构住宅建设要以产业化为目标做好墙板的配套工作，以试点工程为基础做好钢结构住宅的推广工作。
5.10.4 工程案例
包头万郡-大都城住宅小区、汶川县映秀镇渔子溪村重建工程、沧州福康家园公共租赁住房住宅项目、镇江港南路公租房项目、天津静海子牙白领公寓项目等。

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