钢结构建筑中的环保节能设计探讨

    摘要：钢结构住宅被公认为绿色环保、适应住宅产业发展的结构体系.但是由于钢材本身
热导率高于混凝土三十倍以上，钢结构住宅面临的保温节能问题更加严峻

.本文主要针对夏

热冬冷地区钢结构住宅梁柱热桥节能问题和钢框架一轻质砌体温度应力问题进行了分析，
为设计提供参考。

 

　　关键词：钢结构住宅，节能，设计思路

 

　　引言

 

　　我国传统建筑形式以土木构造为主，近代建筑则是以钢筋混凝土、砖混结构等为主

.在

20 世纪 50-70 年代，钢结构建筑开始出现在大跨度公共建筑、工业厂房、桥梁、高耸建筑当中，
而钢结构住宅的应用较少

.近些年来，中国钢材产量大幅提高，已经连续几年粗钢产量居世

界第一钢结构以其优良的性能，使得国家和建筑开发商也开始更多的把目光投在对钢结构
住宅的开发上来

.国家开始更加关注钢结构建筑，由山东莱钢、杭萧钢构等企业实验性建成

一批钢结构节能住宅，反响良好。本文就钢结构建筑中环保节能设计今天探讨

 

　　一、常见的钢结构住宅体系

 

　　目前已经得到应用的钢结构住宅的结构体系有以下几大类：

 

　　纯框架体系

.特点是钢结构强度高、刚度大，因此相对混凝土建筑更容易实现大开间、大

进深设计

.但是由于缺乏支撑，抗水平力性能较差，在高层或者水平风荷载较大的地区，该

体系常常不能满足相关规范的水平位移要求

.如果以增大梁柱截面的形式来满足抗侧要求，

往往又不是很经济

.因此纯框架体系一般应用于低层或多层别墅型住宅（一般不超过 6 层）。

 
　　框架

-核心筒体系.以卫生间或楼梯间、电梯间组成四周相对封闭的现浇钢筋混凝土核心 

　　筒结构，核心简结构具有强大的抗侧移刚度，主要承担水平荷载

.在核心筒四周连接钢

框架结构，利用钢框架的高抗压强度承担竖向荷载

.最大特点是结构受力分工明确，综合力

学性能好

.该体系可以用于高层住宅设计建筑施工速度和工程造价均介于纯钢结构和混凝土

建筑之问

.这种体系的设计目前块乏专门规范做参考，设计时常分别参考混凝土规范和钢结

构规范。

 

　　钢框架一钢支撑体系

.由于框架结构抗水平力性能差，因此在框架内增设钢文撑，以增

大其水平刚度

.一般要求纵向横向均设登支撑，可是工程实际中，由于纵向支持常常会阻碍

楼层的布里，这种情况下支撑可只设在横向框架上。

 

　　轻钢龙骨体系

.目前各国轻钢龙骨体系住宅的技术主要来自于美国、加拿大，因为该体

系起源于传统木结构住宅

.轻钢龙骨体系住宅也是北美诸国放弃木结构建筑之后的首选钢结

构住宅形式，技术水平已经十分成熟。

 

　　以上四种结构是目前钢结构住宅使用最多的几种形式，除此之外还有一些结构形式在
国内也有所应用：交错析架体系，适宜于写字楼、学校、图书馆等大开间公共建筑，而民用
住宅一般要求造型灵活、平面易布置，因此不太适合使用；钢管混凝土柱框架体系，钢管混
凝土柱利用了钢管的握箍作用，增加了混凝土的杭压能力，同时钢管作为混凝土的浇注模
具，减少支模工序

.该体系适合做高层住宅，而且为弥补其抗侧力能力不足的缺点，一般也

配合使用核心筒体系，缺点是节点不容易处理，施工相对复杂；型钢混凝土组合柱框架体
系，常见的有

H 型钢外包混凝土柱.利用混凝土作为钢柱的外包层，提高了整体防火性能，

同时利用混凝土和钢柱共同受力，抗压能力提升显著

.缺点是施工复杂，而且需要大量现场

湿作业。

 

　　二、钢结构住宅面临的问题