浅论高层住宅钢结构设计与应用

　摘要：高层建筑钢结构设计在工程中有着至关重要的作用，钢结构在工程中尽管还存在
着很多问题，但它的优点是不能忽略的，钢结构已经在我国的高层建筑领域中得到了广泛
的应用。本文根据笔者多年工作实践，对高层建筑结构设计材料选用、设计及施工要点进行
了探讨。

 

　　关键词：高层

 建筑 钢结构 设计 

　　

 中图分类号：TU97 文献标识码：A 

　　一、高层建筑钢结构设计材料的选用

 

　　高层及超高层建筑结构设计材料多选用钢结构，因为钢结构有空间大、自重轻、施工周
期短等很多优势，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究
成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。一般的，钢结构的钢材主要采用的是

 

Q235 和 Q345，不建议使用等级为 A 的钢材，因为这类钢材的冲击韧性强度和延展性达不
到标准。焊接材料的质量直接影响整个钢结构的安全，所以应该要根据钢结构的受力性能和
焊缝的受力情况，确定焊接材料的等级。通常来说，板材的对接焊缝，承受动力荷载构件的
焊接，需作疲劳验算的焊接，以及须与钢材等强的受拉、受弯对接焊缝，其焊缝应采用坡口
全熔对接焊缝，期焊缝等级不得低于二级。

 

　　二、高层钢结构设计

 

　　

1.钢结构建筑的抗震设计 

　　我国是一个多地震国家，在我国的地震地区常常采用的是钢筋混凝土结构，而在国外
钢筋混凝土结构很少在地震应用。钢材是一种很适合监护抗震结构的材料，所以，国外大力
发展建筑高层的钢结构。但是钢结构建筑如果设计与制造不相适应，可能会发生归纳钢结构
的失稳和破坏，造成灾难性的后果。所以，高层建筑的钢结构抗震设计就显得非常重要了。
钢结构建筑的抗震设计中，应该要根据设防强度、结构类型和房屋高度，采用不同的抗震结
构。首先，钢结构的刚柔度的选择应该结合跟那个结构的具体高度、体系和场地条件惊醒综
合性判断，使钢结构同时满足变形和强度的要求。受弯钢构件的板件局部稳定要通过限制构
件的宽厚比较，达到受弯的极限能力，然后利用其受弯的极限能力达到构件的承载能力。其
次，高层钢结构因该采用全钢框架，当结构的刚度不足时，可采用中心支撑框架、钢框筒等
结构形式。最后，设计人员要加强各构件之间的连接，保证结构的整体性，抗震支承系统应
保证地震时钢结构的稳定。

 

　　

2. 钢结构建筑的抗火设计 

　　钢结构的钢材虽然属于非燃烧材料，但是因为钢材料在高温下的膨胀系数很高，会造
成钢材的变形，而且钢材具有良好的导热性，会导致火势的蔓延。部分钢材在

 600 度高温的

时候，钢材的全部强度基本丧失，在火灾中变得很脆弱。而高层建筑的火源比较多，很容易
造成火灾，一般来说，高层建筑的火灾比较难控制。所以，高层建筑钢结构的抗火设计也显
得非常重要。目前我国的高层建筑钢结构的抗火能力设计比较低，不能考虑到高温下，钢材
的变形以及应力影响，也没有考虑各种构件间相互作用的影响。总的来说抗火设计还是基于
构件层次的，构件的耐火极限要求也是基于建筑防火设计规范的要求确定的。因此有必要基
于建筑物的整体安全目标确定钢结构的抗火设计要求，对钢结构进行基于性能目标要求的
抗火设计。

 

　　

3.钢结构设计要重视技术标准和规范 

　　在钢结构的设计中，要注意做到的是技术要先进、经济要合理、质量要保证，所以技术
人员要重视对技术标准和规范的学习，并且要深刻的理解和贯彻，形成一种严格遵循标准
和规范的严谨工作习惯。现在的钢结构设计的计算和构造绘图过分依赖电脑，缺乏动手能力