钢结构体系建筑的空白,标志着我国住宅的开发和建设已步人了住宅钢结构体系时代。钢结构住宅代表了未来的住宅发展新模式,它与传统的砖混结构和钢筋混凝土框架结构相比,在使用功能、设计、施工、综合经济效益等方面具有明显的优势。
A、钢结构重量轻、抗震性能好钢结构住宅是以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架,同时配以轻质墙板等新型材料作为围护结构和内隔墙建造而成。它与同面积的建筑楼层相比,钢结构住宅楼的重量可减轻近30%.同时,由于钢材具有较强的延展性,能较好地消除地震波力,防震性能好,尤其适用于高层建筑。
B、钢结构住宅的综合效益高于传统的住宅体系无论是混凝土还是钢材,结构材料成本在总成本中所占的比例还不到10%,也就是说,用钢材还是用混凝土对整个建筑造价的影响并不大。然而从投资回报以及节约空间、增加空间利用灵活性的角度来看,可以大大地降低其综合造价。首先,投资者都希望尽可能长久地产生利润,尽可能快地收回投资成本,尤其在一些大城市的中心地带,单位面积的租金持续不断地上升,每平方厘米的空地都是黄金,可以说是寸土寸金!尽可能增加可利用面积,甚至不惜掏取被结构柱子所占据的空间,这是设计师们必须考虑的问题。其次,钢结构住宅工期短,可以加快资金周转;自重轻,可以减少基础部分的投资;建筑地基费用少,施工机械化程度高等因素,都使钢结构住宅的发展具有极强的竞争力和良好的市场前景。
C、钢结构建筑占地面积小,具有良好的空间感越来越多的投资者开始意识到开放的空间比有承重墙占据的空间更有价值,没有人可以预测未来10年里住户的需要。但是投资者为了确保投资住宅楼的100%人住率,就必须考虑到住宅楼空间利用的灵活性,因此,除尽最大可能减少占地面积以外,楼内空间的灵活性以及自由发挥度也是今天和未来理性投资者必须考虑的问题。
D、钢结构建筑以其特有的环保优势而备受青睐钢结构建筑现场作业量小、无噪声、不污染周围环境。传统建筑用的实心粘土砖,因大量浪费土地资源、污染环境已被限时禁止使用。相反,由于钢结构住宅易于实现工业化生产、标准化制作,可以采用节能、环保的新型墙体材料与之配套,因而健康、环保、抗震的钢结构住宅,符合我国住宅产业化和可持续发展的要求,是我国现代化住宅建筑发展的必然趋势。
钢结构建筑在世界上已得到普遍应用,全世界的超高层建筑中,纯钢结构的约占50%,而且国外60%以上的高档住宅都采用了钢结构。由于我国钢结构住宅目前处于发展的启动阶段,还没有完全成熟的成套技术及产品,从钢结构住宅所走过的路和经历的事来说,应注意以下问题。
第一,我国目前还没有钢结构体系住宅专门的技术规范,使用时仅能参考已有的钢结构设计规程、高层民用建筑钢结构设计规程、建筑防火设计规程、住宅建筑设计规范等。技术水平及标准参差不齐,需进一步研究开发并设计出经济合理的具有广泛推广价值的钢结构体系。
第二,市场需求没有达到产业化程度,相关产品功能性单一,工业化程度还不够高,产品质量还不能满足住宅产业化的标准要求。
第三,建筑用钢的耐腐蚀性和耐火性要求较高,有资料显示,无任何防护的普通钢材一旦遭遇腐蚀和火烧,15~20rain内便会软化。美国的9.11事件,让人们越发关注钢结构建筑的防火性能。
钢结构住宅的特点和综合效益
(1)结构轻质高强,抗震性好,工程造价低。钢材的抗拉、抗剪强度相对较高。钢结构住宅可以充分发挥钢材自重轻、强度高、延性好、塑性变形能力强、抗震性能好的特点,不仅所受的重力和地震作用小,从而减小梁、柱截面尺寸,节约钢材,而且还可以降低造价和运输安装费用。
(2)外部造型美观,空间布局灵活,建筑功能增强。由于钢材轻质高强的特点,便于形成大柱距、大开间的建筑空间,灵活地分隔和布置室内的分区,更好地满足现代住宅建筑的使用功能要求,与砖混结构或混凝土结构相比,其有效使用面积可提高 10~15%。建筑造型可丰富多彩,也可简洁明快。
(3)易于改造,管线布置方便。钢结构的内部分割、接高、加固等较为灵活。钢梁的腹板允许穿越小于一定直径的管线,加之结构空间的孔洞与空腔,使管线布置、更换、修理方便。
(4)符合节能环保要求。钢结构住宅建筑所用材料主要是环保型绿色可回收或易降解的材料,在建筑物需拆除时,钢材可全部回收利用,大大减少了建筑垃圾。
综上所述,住宅建筑的钢结构体系不仅具有轻质高强、抗震性好而降低基础造价、抗震费用和运输安装费用的优点,而且还具有构件安装便捷、施工周期缩短、加快资金周转、提高投资效益,建筑布局灵活合理,增加有效使用面积,提高建筑使用功能,质量易保证、商品化程度高等技术和经济综合优势。
钢结构住宅是一种环保型绿色住宅建筑体系,它在国内外的快速发展符合住宅产业化的发展趋势。钢结构体系具有轻质高强、抗震性好、基础造价低、施工周期短、质量易保证、商品化程度高、外形美观、适用性广、建筑布局灵活合理、增加有效使用面积、提高建筑使用功能、节约能源、符合环保等明显的技术、经济和社会综合效益。它有利于促进节能环保型建材的开发和拉动冶金行业内需。所以钢结构住宅建筑必将具有更广阔的发展前景。