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2019年3月29日，住房和城乡建设部印发《住房和城乡建设部建筑市场监管司2019年工作要点》明确提出：要开展钢结构装配式住宅建设试点，积极推动钢结构在住宅市场的重点应用，充分发挥钢结构在住宅上的优点，加快住宅产业技术升级、技术革新、技术迭代；消耗国内钢铁产能，拉动经济增长，促进内循环。

传统的钢筋混凝土结构在高层建筑中已具有成熟且完善的设计施工技术。但混凝土结构通常存在现场湿作业较多、节点连接强度难以保证等问题，并且在施工过程中产生较多建筑垃圾，给环境造成污染，导致施工质量难以得到根本保证。混凝土装配式建筑发展较慢，受客观因素限制过多。为减少混凝土结构的不利影响，发展钢结构在住宅建筑中的应用非常必要。

1）钢结构建筑的优点(1)建筑功能性较好，抗震性能强；(2)自重较轻，可以减少基础的成本；(3)产业化程度较高，施工速度较快，生产周期较短；(4)钢结构绿色环保，污染较少。

2）钢结构的缺点(1)钢结构住宅设计在我国缺乏完善的理论研究以及实际应用的能力，发展较慢；(2)钢结构住宅的套型设计、结构形式、构件选取及配套的围护结构的选择尚未形成完整的共识；(3)关于钢结构高层住宅的结构力学性能认知不够深入，未能形成较为广泛认同且行之有效的设计及施工体系；(4)原材料价格较高，造价明显高于混凝土结构。以上问题限制了钢结构在高层住宅的大范围使用和推广。

传统高层建筑结构中常用的结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构，具有较好的刚度，空间内部梁柱不外露，通常采用砌体进行分割围护，可更好地实现建筑物使用功能。

传统的钢结构建筑构件较细长，一般用于钢框架（支撑或延性板）结构体系，框架柱明显突出，因此对建筑装修工艺要求较高。比较常用的高层住宅钢结构体系有钢板组合剪力墙结构、钢框架结构、模块化、空间网格、交错桁架等。

钢板组合剪力墙是通过将混凝土墙体外部包钢板，并在钢板内部填充混凝土的新型连接构造。该组合剪力墙利用混凝土与外包的钢板，形成与混凝土剪力墙结构比较相似的结构体系。

常用的钢板组合剪力墙体系主要有以下3种。

1）束管钢板组合墙体系钢板剪力墙构件替换混凝土剪力墙作为抗侧构件，钢板墙墙厚一般为130～250mm，板厚大于4mm的钢板采用高频焊接工艺加工成剪力墙，可通过裁剪焊接生产任意尺寸的产品。

2）波形钢板剪力墙结构体系为增加板件的面外刚度，一般将钢板弯折成波形板，板件之间对扣形成组合式剪力墙。该结构的优点是焊接量较少，成本较低。

3)PSC组合剪力墙结构体系把钢板焊接成一定形状，混凝土外包在钢板外侧，形成组合式剪力墙。这种结构的剪力墙防火、防腐、耐久性能优越，但箍筋的用量较大，需同时采用钢结构和混凝土结构的施工工艺，技术要求较高。

为降低钢材用量，钢框架体系中构件设计更加细长，为增强竖向构件的强度和稳定，钢结构柱多为矩形钢管，内填混凝土，钢梁多采用热轧或者焊接的H型钢。

钢框架结构在设计时一般遵循以下4个步骤。

1）确定结构布置方案钢框架结构层数越多、高度越高，承受的竖向荷载越大，抗侧力是钢框架结构重点考虑因素。同时需充分考虑建筑性质、荷载分布等多种因素。结构布置需遵循刚度均匀、受力清晰的原则。

2）对截面进行预估预估的范围主要是梁、柱和支撑的形状及尺寸等。钢梁的选择范围较广，槽钢、H型钢截面等均可。根据荷载以及支座尺寸，截面高度的范围一般是跨度的0.02～0.05倍。而翼缘宽度则依照梁间侧向支撑的间距按1/b限制进行确定。以上数据确定后，板件厚度可依照局部稳定的构造准则进行初步预估。在对柱截面进行预估时，一般按照长细比展开，基本在50<λ<150，通常取约100的数值。

3）对结构进行分析关键在于确定计算模型，计算要考虑手算与电算的有机融合。目前，在设计分析钢结构时，一般通过线弹性分析的方式。但对于部分有限元软件，可以考虑其弹塑功效，这为更精准地分析打下了良好的基础。需要注意的是，并非任何结构都能利用软件进行设计分析。如典型结构需利用查阅相关工具书获取内力与变形；对于复杂结构则需通过建模进行设计。

4）对节点进行设计节点设计需考虑两方面内容：焊接和栓接。焊接时要严格按照规范要求进行施工。在选择焊条时，要注意与被连接的金属材质彼此对应。E43与Q235彼此对应，E50与Q345彼此对应。Q235与Q345连接时，应使用强度较低的E43，在焊接设计时，焊缝不能随意更改，应保证焊缝的重心与被连接构件的重心无限接近。栓接是建筑工程中应用最广泛的连接形式。但普通螺栓在抗剪性方面并不强，可应用在次要部位。高强度螺栓最常利用的强度等级是8.8S与10.9S。

1）盒子结构体系依据功能需求将建筑切分成若干简单的模块，通过单元分块制作后进行现场组装，其施工速度较快、工业化程度较高。

2）装配式斜支撑框架结构体系梁与柱的节点采用螺栓连接并通过增加隅撑加强连接的强度，管线设备一体化可实现现场的全装配化。

楼层板结构调整整层楼的抗侧力构件，与框架梁均是重要的水平受力构件。在钢结构住宅计算的模型中一般假定楼板为刚性板，故楼板应具有一定的面外刚度。

钢结构住宅常用的楼板结构为叠合板和PK叠合板。叠合板总厚度大于140mm，底面板厚为60mm。PK叠合板厚度一般小于120mm，明显小于混凝土叠合板，对建筑净空要求有着较明显的优势。

混凝土叠合板中常用的还有SP叠合板，可实现较大跨度的应用，但缺点是板较厚。

普通的桁架类的混凝土叠合板是最常用的板，因采用钢筋制作的桁架可以有效地固定受力筋，使前后浇筑的混凝土能够更好地协调工作。缺点在于施工后的脱模较困难，造价较高。

楼承板在钢结构建筑中使用较早，因其质量轻、连接简单，广泛用于钢结构的板及围护结构中，但由于板局部稳定的问题，板件经常需要弯折，因此建筑的观感较差，需要后期装修吊顶。

围护墙主要的维护结构种类有幕墙、板材、整体式墙板及轻钢龙骨、PC类等多种形式。随着技术进步，维护结构在性能、生产速度及工艺、耐久性等方面具有很大进步。

1）幕墙类幕墙是传统的围护结构，常用于装配式建筑，适应性较好，易于加工生产，保温、采光性能优越，应用广泛。

2）板材类蒸压加气混凝土墙板（AAC板）是目前钢结构建筑中常用的条板类幕墙板材。

3）轻钢龙骨类轻钢龙骨是将保温与建筑装饰统一的承重体系，自重较轻，利于抗震。

在建筑设计方面，高层钢结构住宅主要有以下问题。

1）钢材强度较高，建筑套型设计无法体现钢结构的优势；户型尺寸设计不符合装配式生产的模数；套型设计未考虑未来房地产市场的实际需求。

2）建筑外立面复杂，不利于模数化设计制作和安装。

3）与装配式建筑相配套的专业设备发展滞后。

在结构方面，高层钢结构住宅应注意以下4个问题。

1）结构体系的选择应当选择与建筑相匹配的主体结构方案，并对结构方案进行优化。

2）围护结构的选择应当选择与主体结构及建筑相匹配的围护结构。满足建筑和结构的相关需求，力求安全、简单、便宜。

3）节点设计结构中节点的强度设计具有举足轻重的地位，应当加强节点设计，确保节点拥有足够的强度。

4）防腐防火设计钢结构具有易腐蚀及对温度较敏感的特点，因此防腐防火设计是钢结构设计中应重点关注内容。

钢结构由于自身的优点，已在国外的高层住宅中广泛应用，我国相关部门也在大力推广应用。因此，在未来的结构设计中，高层钢结构住宅的应用会越来越广泛。对设计与施工人员均提出更高的要求。对此，相关单位必须提高技术水平和现场管理能力，积极推动钢结构设计产业化、绿色化、信息化发展。发挥群聚效应，从而形成规模平摊成本、降低造价。