低層鋼結(jié)構(gòu)住宅在延安地區(qū)的應(yīng)用分析

■閆竹玲，孫 冉 ■延安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西 延安 716000

1 低層鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展現(xiàn)狀

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、塑性韌性及抗震性能好等特點(diǎn)，因而在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑面積占到建筑總面積的40%以上，而建筑鋼材用量占到全國(guó)鋼材總量的50%以上;鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式從過(guò)去的其它結(jié)構(gòu)形式已發(fā)展到現(xiàn)在的預(yù)制裝配式低層鋼框架形式，這種結(jié)構(gòu)形式施工的速度很快，可以做到環(huán)保、節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)可以提供結(jié)構(gòu)抗震性能良好的住宅建筑，所以國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家人們?cè)絹?lái)越喜歡用鋼結(jié)構(gòu)作住宅建筑，實(shí)踐表明，鋼框架結(jié)構(gòu)在國(guó)外的應(yīng)用越來(lái)越普及。

到2003年我國(guó)鋼產(chǎn)量已突破兩億噸，而且鋼材的質(zhì)量、品種、規(guī)格也都達(dá)到國(guó)際水平，將為我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著國(guó)內(nèi)住房體制的進(jìn)一步改革，住宅建筑將是我國(guó)未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)需求量較大的建筑產(chǎn)品，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)具有其他建筑不具備的優(yōu)良的特性，被稱為“綠色、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)建筑體系”。近年來(lái)，國(guó)家相關(guān)政策積極倡導(dǎo)在國(guó)內(nèi)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的住宅建筑并將其產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)，在北京、上海、天津、湖北等地建了一些鋼結(jié)構(gòu)多高層住宅小區(qū)，并逐漸向低層鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展。經(jīng)調(diào)研資料顯示，鋼結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)已出臺(tái)，國(guó)內(nèi)鋼材已比較充足，也有一系列的鋼結(jié)構(gòu)試點(diǎn)建筑建成，使得我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入了高度的發(fā)展期。

2 低層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的優(yōu)越特性

因?yàn)殇摬木哂辛己眯阅?，使得低層鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑與其他材質(zhì)的結(jié)構(gòu)相比，有著良好的特性:

(1)由于鋼材強(qiáng)度高，可以將構(gòu)件做得細(xì)而長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)將結(jié)構(gòu)空間設(shè)置成較大開(kāi)間，并在大開(kāi)間結(jié)構(gòu)內(nèi)，根據(jù)住戶的需求進(jìn)行自由分隔開(kāi)，比較方面靈活，同時(shí)鋼構(gòu)件截面小可以減少建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所占的面積，以增大房屋室內(nèi)空間;與其他結(jié)構(gòu)相比鋼結(jié)構(gòu)因強(qiáng)度高桿件細(xì)而使得結(jié)構(gòu)自重輕，這樣可以降低鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)結(jié)構(gòu)自重輕可以降低基礎(chǔ)所承受荷載，因而鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)處理的造價(jià)將會(huì)降低;

(2)鋼材塑性韌性好，使得鋼結(jié)構(gòu)的延性或抗震性能比較好，能很好的消耗地震帶來(lái)的荷載能量，使結(jié)構(gòu)在地震時(shí)不會(huì)輕易被破壞;

(3)鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造一般是工廠成批制作好構(gòu)件，在現(xiàn)場(chǎng)安裝，安裝都屬于干作業(yè)，機(jī)械化程度高，施工速度快、周期短，可以降低施工的間接費(fèi)用成本，同時(shí)干作業(yè)不會(huì)給周圍環(huán)境帶來(lái)污染;

(4)鋼結(jié)構(gòu)的原材料可以循環(huán)使用，現(xiàn)在的鋼結(jié)構(gòu)建筑等用到使用壽命期末時(shí)，再回收鋼材到煉鋼廠，重新冶煉成新構(gòu)件使用，相比較構(gòu)件的原材料成本比直接購(gòu)買材料降低了，也符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展相關(guān)政策;

(5)鋼結(jié)構(gòu)一般都是框架結(jié)構(gòu)，維護(hù)構(gòu)件用新型墻體材料，可以做到整體建筑物節(jié)能、節(jié)水、綠色環(huán)保，符合21世紀(jì)生態(tài)新型建筑設(shè)計(jì)理念。

3 低層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的在國(guó)內(nèi)的發(fā)展前景

由前面的內(nèi)容可知，低層鋼結(jié)構(gòu)住宅在國(guó)內(nèi)的發(fā)展前景將會(huì)很好，其原因在于:

(1)低層鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)，具有良好的抗震性能等特點(diǎn);鋼結(jié)構(gòu)住宅比傳統(tǒng)的住宅能更好地滿足建筑上大面積和使用輕質(zhì)墻板來(lái)提高房屋的有效使用面積率的需求，使鋼結(jié)構(gòu)住宅的實(shí)際單位使用面積造價(jià)與磚混結(jié)構(gòu)住宅的造價(jià)接近;而且，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系工業(yè)化程度高，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，符合環(huán)保建筑施工的要求，結(jié)構(gòu)所用材料主要是綠色、可回收或易降解的材料，在建筑拆除時(shí)，不會(huì)造成很多垃圾，迎合我國(guó)建筑綠色、環(huán)保、安全的大致思路要求。

(2)我國(guó)鋼產(chǎn)量能為鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供物質(zhì)基礎(chǔ)，國(guó)家政策、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供技術(shù)條件，國(guó)家住宅產(chǎn)業(yè)化為鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展指明了道路;另外，國(guó)家墻體改革及新型墻材的研制、應(yīng)用、推廣及發(fā)展為鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的維護(hù)結(jié)構(gòu)提供了保證;21世紀(jì)新型生態(tài)建筑設(shè)計(jì)理念為鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展空間打開(kāi)了新的局面和市場(chǎng)，如延安新區(qū)大型項(xiàng)目的建設(shè)，將為新型建筑的建設(shè)和新型墻材的應(yīng)用提供很大的發(fā)展機(jī)遇和發(fā)展空間。

(3)國(guó)內(nèi)一些中小型城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)正在大力搞基本建設(shè)，處于建筑的更新?lián)Q代時(shí)期，正需要一種跨越時(shí)代的具有里程碑的建筑來(lái)代替目前的住宅建筑，而鋼結(jié)構(gòu)又處在國(guó)家產(chǎn)業(yè)化時(shí)期，所以將鋼結(jié)構(gòu)住宅引入這些地區(qū)，并逐漸深入研究和完善降低鋼結(jié)構(gòu)建筑整體工程造價(jià)、提高鋼結(jié)構(gòu)住宅的使用期維護(hù)措施，將使國(guó)內(nèi)居住條件更上一層樓，同時(shí)將國(guó)家住宅產(chǎn)業(yè)化向前推進(jìn)一大步。

(4)低層鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用發(fā)展將能帶動(dòng)各類新型墻材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)住宅綠色環(huán)保、符合可持續(xù)發(fā)展政策，該類結(jié)構(gòu)的發(fā)展將能推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

4 延安地區(qū)引入低層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢(shì)

在陜北延安地區(qū)，發(fā)展低層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系與東南沿海地區(qū)相比，更能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì):因?yàn)殛儽蹦酥裂影驳貐^(qū)冬季時(shí)間較長(zhǎng)，年降水量較少，氣候干燥，不利于混凝土施工，而鋼結(jié)構(gòu)又適合在干燥地區(qū)使用，再者延安地區(qū)建筑大都為濕陷性黃土地基，如采用鋼結(jié)構(gòu)將使上部結(jié)構(gòu)自重輕，地基相對(duì)容易處理，這樣就突出低層鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)之處;同時(shí)，低層鋼結(jié)構(gòu)相比其他結(jié)構(gòu)施工速度快、工期短，能減少因冬季施工所引起的溫度問(wèn)題;低層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的墻材一般選擇與其相配套的新型墻體板材，有比較好的保溫、隔熱性能，在建筑節(jié)能方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。所以，在延安發(fā)展低層鋼結(jié)構(gòu)住宅不僅可以利用低層鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、自然、經(jīng)濟(jì)、材料、技術(shù)條件和資源等具體情況，選擇適合當(dāng)?shù)氐摹⒔?jīng)濟(jì)效益好的住宅建筑結(jié)構(gòu)體系。

資料表明，我國(guó)每年新建的各種建筑，不僅需要占用大量農(nóng)田，而且在使用過(guò)程中對(duì)各種資源的消耗更多，這也是國(guó)家大力提倡節(jié)能的主要原因所在。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑為室內(nèi)提供的使用面積較大，結(jié)構(gòu)自重輕使基礎(chǔ)處理投資降低，結(jié)構(gòu)構(gòu)件細(xì)，墻材所占的比例更大，更何況鋼框架結(jié)構(gòu)中采用節(jié)能板材多，這些節(jié)能板材往往是當(dāng)?shù)氐囊恍┕I(yè)廢料制成，其造價(jià)成本低;同時(shí)，這些墻材的使用將使粘土磚使用量降低，節(jié)省了大量的粘土。陜北延安這一帶是黃土流失比較嚴(yán)重的地帶，保護(hù)水土流失是這里的自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的一項(xiàng)主要工作，所以在陜北延安引入鋼結(jié)構(gòu)住宅具有長(zhǎng)置久安的治理山河的重大意義，引入的過(guò)程中同時(shí)可以帶動(dòng)陜北延安墻材的發(fā)展。延安是我國(guó)西北地區(qū)重要的能源聚集地之一，近幾年來(lái)對(duì)當(dāng)?shù)刭Y源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的工業(yè)垃圾及礦物廢料，如果這些工業(yè)廢料處理不當(dāng)將使當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染嚴(yán)重。經(jīng)研究，這些工業(yè)垃圾及廢料可以作為建筑圍護(hù)墻體、板材的原材料，例如砌塊，板材等，而鋼結(jié)構(gòu)住宅空間布置靈活，需要各類這樣的板材和砌塊。這樣，既可解決工業(yè)垃圾及礦物廢料對(duì)環(huán)境的污染，也可以大大減少黏土磚的使用，保護(hù)土地資源不被破壞。

5 結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅符合國(guó)家住宅產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)，符合可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略，并對(duì)保護(hù)耕地、提高城市建設(shè)有較大作用;在具備了國(guó)內(nèi)鋼材產(chǎn)量、國(guó)家相應(yīng)政策的支持和技術(shù)的保證后，鋼結(jié)構(gòu)住宅將會(huì)具有光明的前景;同時(shí)，低層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的應(yīng)用將會(huì)促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，它在建筑材料的環(huán)保性方面和給社會(huì)帶來(lái)的綜合效益方面都有重要意義;低層鋼結(jié)構(gòu)住宅和傳統(tǒng)住宅相比，有傳統(tǒng)住宅無(wú)法比擬的特點(diǎn)，陜北延安也具有發(fā)展低層鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)，低層鋼結(jié)構(gòu)住宅在延安的應(yīng)用將是可行的。因此，我們應(yīng)該順應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史，把低層鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)入延安地區(qū)，以促進(jìn)當(dāng)?shù)刈≌ㄖ臍v史大革新。

［1］王兆譽(yù).鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展建議［J］.黑龍江科技信息，2007(6).

［2］吳明良.鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)用技術(shù)探討［J］.中國(guó)科技博覽，2010(19).

［3］杜國(guó)恩，DU Guo-en.多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)的發(fā)展研究［J］.山西建筑，2008(32).