关键词：轻钢结构；轻钢结构住宅；发展前景
一、轻钢结构建筑及轻钢结构住宅发展现状
1.1轻钢结构建筑的发展现状
改革开放以来，中国的钢产量有了很大的提高，特别是从1997年以后，中国的钢产量突破1亿t，但中国的钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为3％左右，而在钢结构用钢量中，建筑钢结构用钢量又仅占10％，(大部分为工业车间、汽车展厅等)这与中国作为产钢大国的地位是很不相称的，为此，国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施，鼓励建筑工程采用钢结构形式，争取在2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6％。
1.2轻钢结构住宅的发展现状
中国轻钢结构住宅起步很晚，只是改革开放后，从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作，介绍了一种低层轻钢结构住宅建筑体系－Bsis，并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层轻钢结构住宅样板房；1988年日本积水株式会社赠送上海同济大学两栋轻钢结构住宅(二层)，建在同济新村中；20世纪90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层轻钢结构办公、住宅楼。
大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。目前，在北京、天津、山东莱芜、安徽马鞍山、上海、广州和深圳等地开展低层、多层和高层钢结构住宅试点工程，目前已经建成几十万平方米，这说明了钢结构住宅的发展势头良好。
近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，中国钢结构发展十分迅速，轻钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。特别是在中国大中城市中，人多、土地资源少，而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下，较大范围应用钢结构住宅，这是中国生产力发展到一定阶段的必然产物，它是符合国家产业政策的推广项目。
二、轻钢结构住宅相比传统结构形式住宅的优势分析
2.1钢结构住宅结构上的优势
2.1.1能合理布置功能区间
利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔、灵活方便，创造开放式住宅。而传统结构(砖混结构、砼结构)由于材料性质限制了空间布置的自由，如果开间过大，就会造成板厚、梁高、柱大，出现“肥梁胖柱”现象，不但影响美观，而且自重增大，增加造价，购房者在二次装饰时，经常由于自行改变墙置，增加隐患。
2.1.2轻钢结构住宅空间利用率高
在空间使用率上。钢结构的断面小，与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8％左右。在建筑风格上，钢结构建筑也更显灵活丰富，户内空间可多方案分割，可以满足不同用户的需求。
2.1.3自重轻、抗震性能好
相同建筑面积的建筑楼层，轻钢结构自重轻，根据比较，6层轻钢结构住宅的重量，仅相当于4层砖混结构住宅的重量。而且钢材具有延性，能比较好地消耗地震带来的能量，所以抗震性能好，结构安全度高。
2.2钢结构住宅经济性占优势
2.2.1施工方便、工期短
钢结构构件，可以实行工广化生产，现场安装。由于现场作业量小，对周围环境污染少，同时，施工机械化程度高，加快了施工速度。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期可缩短1/3，而且可节省支模材料。
2.2.2综合造价低
由于自重轻，基础费用降低，总体用料减少，直接成本降低，建设工期短，间接费又可减少，所以综合造价低。
2.2.3符合住宅产业化和可持续发展的要求
轻钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工—体化，提高住宅产业化的水平。
另外，钢材报废后可实现100％废品再回收利用，所以称“钢结构建筑”为“绿色建筑”毫不为过，它是适应我们人类可持续发展战略的新型建筑形式。
三、轻钢结构住宅发展阻力(颈瓶)分析
3.1社会认可度
轻钢结构住宅的发展面临的首要问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。轻钢结构住宅体系是在国外尤其是北美地区木结构住宅的基础上发展起来的，这两种体系虽然在国外已经十分成熟和完善，但是对于中国来说却完全是新东西。，因而各种困难几乎无处不在。中国的消费者由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅，从慢慢开始接受到逐步喜欢轻钢结构住宅，也需要—个渐进的过程。
3.2发展轻钢结构住宅技术上还不够成熟
钢结构体系住宅成套技术，由于过去缺乏技术引导，市场需求没有达到产业化程度，因此，中国的相关产品功能性单一。工业化程度不高，产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前，该技术零散而不系统，技术水平及标准参差不齐，不配套，需进一步研究创新并进行整合。
此外，在建材和部品方面，目前建造轻钢结构试验工程所需材料许多要从国外运来，甚至有些由外商在中国大陆委托加工的部件，往往也只能到国外去采购，在国内市场上一时还找不到。这也制约了钢结构住宅的发展和推广。
3.3专业技术人才缺乏
在人员方面，由于国内无论中等或是高等专业学校的教学内容中均少涉及轻钢结构住宅体系，因此中国建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之甚少，而更加缺乏的是熟练技术工人，所以虽然这一体系单纯从技术层面上讲并无多少难度，但真正推行起来却往往缺乏得力的骨干。
3.4工程造价问题
目前，轻钢结构住宅在中国大陆的报价大约是同条件传统混凝土结构住宅的1.5倍左右，国内消费者近期还难以接受。然而这种价格在国外比起其他结构形式住宅的造价来说，却具有很强的竞争力，这也就是为什么轻钢结构住宅体系在国外能够蓬勃发展的原因。任何新技术的产生与发展都是与所处社会的技术经济背景相联系、相适应的，目前，美、日、欧等发达国家和地区，人均GDP约为中国的40～50倍，劳动力价格约为中国的20～30倍，因此，符合产业化生产方式的轻钢结构住宅在发达国家远比中国更易被市场接受。而中国由于科技和生产力发展水平较低，劳动力价格便宜，尽管轻钢结构住宅的性能和舒适度较高，但其对下传统建筑形式住宅的竞争优势反倒不够明娃，因而市场接受起来比较缓慢。
3.5缺乏有针对性的钢结构住宅规范及相应标准
中国的标准规范是针对儿十年来大量使用的结构体系编制的，轻钢结构住宅体系此前在中国属于技术空白，所以不能满足中国现行强制性规范的某些条文。例如中国建国以后建造的建筑物，多采用砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料，由此导致中国的《建筑设汁防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻，轻钢结构住宅难以满足其要求。这种与国内规范不衔接的状况，使轻钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段，都会遇到数不尽的障碍与麻烦。
3.6钢结构住宅本身缺陷
钢结构防火能力差。经过防火处理的钢结构的耐火时间也只有2h～3h，远远逊色于砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料。
3.7缺乏相适应的建筑管理模式
在建筑管理方面，中国现行的建筑管理模式与轻钢结构住宅这种工业化生产方式也不适应，中国加入WTO以后，国外许多住宅生产企业希望进入中国大陆市场，但是他们搞不清自己来到中国后应当申领什么资质，属于什么身份——设计单位?施工单位?集成商?还是制造商?
四、钢结构住宅发展前景展望
按发达国家的最低水平推算，中国钢结构用钢量至少有3600万t的发展空间。在近期内，国家将大力发展钢结构建筑，力争每年建筑钢结构用钢将占全国钢材总产量的3％以上，年均钢材消费量为350万t～400万t；到2015年，将再翻一番，全国建筑钢结构用钢材占钢材总产量的6％以上，由此可见，钢结构住宅市场前景十分广阔。
4.1适合建筑用的特种钢将不断涌现
随着中国钢铁企业冶炼技术的提高，为适应市场的需求，适合建筑用的特种钢必将不断地涌现，例如宝钢、武钢等钢铁企业成功开发的耐火耐候钢，它是通过合适的技术，使钢材含有特定的成分(如加钼等)，使钢材的表观结构及金相组织发生变化，从而使钢材本身生成所需的耐火性和耐候性，多种新型建筑用钢的出现将大力推动钢结构住宅的发展。
4.2国家将重点支持轻钢结构住宅的建设
轻钢结构住宅建设在中国才刚刚涉入，中国现在是一个产钢大国，年产量3亿多t，发展钢结构住宅有很大的潜力。20世纪90年代，国家建设部和国家经贸委一致通过，将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用”作为中国建筑业用钢的突破点，并正式列入国家重点技术创新项目。这一举措为中国的钢结构发展奠定了基础。如今，由于国家的宏观调控作用，房市出现了前所未有的低迷，在这个时机推出钢结构住宅，利用钢结构住宅的优势来吸引市民目光，刺激消费，增加市场的购买力，起着事半功倍的作用。
4.3钢结构住宅建筑技术将不断发展
随着钢结构建筑的发展，钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合轻钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，同时，钢结构行业建筑规范、建筑标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来，轻钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来一场深层次的革命。
4.4发展轻钢结构住宅是中国住宅产业化的必由之路
住宅产业化是中国住宅业发展的必由之路，因为这将成为推动中国经济发展新的增长点。轻钢结构住宅体系易于实现工业化生产，标准化制作，而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此轻钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着中国住宅产业的发展水平和前途。
Abstract:Thesteelhousingissuitableformassproductioninfactories，andthedegreeofindustrializationandcommercializationiscontinuouslyimproving，andcanintegratethedesign，production，constructionandinstallation.Thenthehousingindustrylevelcanbeimproved.Basedontheaboveadvantages，steelstructureisboundtohaveagoodprospectinthehousingmarket.
关键词：钢结构；住宅
Keywords:steelstructure；residential
0引言
钢结构在高层建筑方面的运用已经经历了数十年。美国，战后通过经济恢复第一次使用了钢结构建造高层建筑，随后，高层钢结构工程建设又一次的兴起。由于炼钢技术与成型制造工艺日趋发展，这就给运用钢结构工程带来新的生机，工程建设也不断的增加，因此，也就不断完善了钢结构设计和施工方面的技术，尤其是上世纪六十年代以来，高层钢结构工程飞速的发展，使得钢结构成为人们在高层建筑设计选型上的首选者。软体区1#楼高层住宅钢结构体系的应用研究，更好地提高钢结构体系在住宅产业当中的应用技术，推动国内钢结构在房地产业中的采用，为钢结构体系的发展做出贡献。
1工程概况
软体区1#商住楼的建筑面积为3.3万m2，地下是一层，地上为二十六层。它的位置处在武清开发区武清建总建设的小区内。在此建筑楼内，地下是车库，一到三层是公建部分（其外窗使用无框窗），四层及其以上是居住楼（其外窗使用PVC塑钢窗以及中空玻璃）。承载重量的框架是箱形截面柱和H型梁，这些柱使用的都是马钢生产的Q345B型钢，并且都是在工厂车间加工生产的。楼面是施工现场浇筑混凝土，为保温屋面，我们使用PVC卷材防水聚乙脂发泡。内墙板使用南京产ALC，外墙直接在ALC板（蒸压轻质加气混凝土板）刷涂料。在房屋内，水和电（计量方式为分户）走的都是暗线，在和梁交叉的地方要走梁腹板并事先留好孔。使用美国原装金玛克电暖器。由于屋内的空间很大，可以精装修，这样更能发挥出钢结构的优势作用。
2主要施工方法
2．1对于钢结构加工制作箱型柱，我们一般使用钢板。对于加工以及钢结构构件的除锈和焊接都在加工车间完成。
2．1．1箱型柱制作工艺①钢板拼接。因为各段柱高均在十二米之下，为了确保在下料后钢板的直线度，我们首要做的是把两块钢板拼接在一起。注意，要在钢板的两端开坡口。②划线下料。要依据排料图划线，在划线时，长度方向留余量五十毫米（并沿着划线每隔5米钻Φ8mm孔），宽度方向三毫米。注意，中间的隔板划线不再留余量。使用2台半自动切割机一同沿着划线中心进行切割。注意，每隔5米要留出100毫米不切割，要等到其冷却之后在进行切割。③组装焊接。我们要采用H型钢作为暂时的组装平台，并组装焊接衬板以及在两个腹板上划上组装线。注意，在组装之前，我们要将平台用水准仪找平，同时稳固并垫实H型钢。定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。将一腹板与隔板组对，定位焊。组对两盖板。定位焊。组装腹板，定位焊。把三根相同长度的箱体并排起来，同时两点焊。在设置自动焊接轨道时，我们可以用两边的箱体。焊接：采用2台埋弧自动焊沿着相同的方向去焊接两条焊缝。注意，在焊缝的两边要加上一百毫米的熄弧焊以及引弧板。继一层焊接完成后，要把箱体翻过来，焊另一面的两条焊缝。其方法与上述的相同。等到焊接完成再把箱体翻身去焊接另一面的两条焊缝去。焊接完成后，我们就要把引熄弧板在离母材五毫米处切断，同时要使用砂轮机将其修磨平整，然后对其切割面做检查。注意，不能使用锤子将其击落。焊缝无损检测，使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的20%，按JB11345的规定不低于Ⅱ级。
2．1．2梁及连接板加工及组焊①下料。我们在下料时，型钢要使用型钢切割机。钢板要使用半自动切割机。②钻孔。在构件上，我们首先要使用划针与钢尺划出孔的中心与直径，在孔的四周，大约九十度的位置，打4个冲孔，然后进行检查。③高强度螺栓摩擦面处理。喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6Kg/cm2，石英砂的粒度1.5~4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色；我们在打磨钢板的表面时应使用电动砂轮机。在这里要注意，打磨的范围要在螺栓直径的四倍以上，打磨的过程当中不要在钢板的表面磨出清晰的凹坑，同时，打磨的方向要垂直于受力的方向。
2．2钢结构安装
2．2．1箱型柱安装在实际的施工过程中，箱型柱的完成要依照五步：①材料采购②加工③运输④吊装⑤连接。所以，在刷防锈油漆前，我们应把钢结构表面的铁锈、油污等清除掉。注意，机械除锈达到Sa2，手工除锈达到St2。在此工程四层以下裙楼立柱是四十八根，主楼立柱是三十七根。截面的形状应该是箱形。剪力墙框架立柱为150*150H型钢。立柱单根（其最大设计重量为三点五吨，最小设计重量为一点八八吨）最长是十二点五米，最短的是四点五米。吊装顺序的基本思路是从中心向四周拓展，进而确保框架在安装时的对称以及牢固。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机，利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接，形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。
2．2．2钢梁安装对于安装钢梁，我们可以将其分为主梁（其材质是Q345B轧制H型钢）安装，次梁安装以及外挑梁安装。同时要注意，在立柱形成单元后，主梁要使用捆绑串吊施工，依据此工程的设计要求吊装的数量应在两到四根。因为空间与接点的现实情况，次梁与剪力墙框架梁通常使用单根吊装。
2．2．3高强螺栓安装在当前的建筑钢结构连接方法中，高强螺栓可以说是最先进的。高强螺栓的特征有以下三点：①可以拆换。②方便施工。③传力平均。在此工程的设计方案中，高强螺栓使用的是摩擦型连接。紧固的方法是我们使用专用的棘轮扳手与扭矩扳手在经过初拧与终拧之后完成。
2．2．4栓钉焊接在高层钢结构施工环节中，栓钉焊接是不可或缺的。我们通常看到两种方式栓钉焊接：①直接的焊接在钢梁上。②在穿过压型钢板后焊接在钢梁上。此工程使用的方式是第一种。
2．3混凝土施工在本工程中，混凝土部分主要有两个部分：①现浇混凝土楼面。②核心筒筒壁。混凝土主要通过砼泵竖向运输。依据工程的结构特点，楼面模板支撑方案使用H型梁下翼缘支撑小规格H型钢，并在其上放置竹胶板和钢筋。箱型柱内浇混凝土所使用的方法是借助泵的压力把混凝土从下往上压入箱型柱，即顶升法。在未混凝土顶升时，对顶升入口处的管壁，要与设计方做出具体的验算，来保证顶升压力保持在规定的强度之内，另外，要在柱下部侧壁安装特种压力表，以便我们不论何时都能监测柱内混凝土的压强变化。同时，为了确保混凝土的坍落度在二百毫米以上，我们要严格要求混凝土的配合比。
2．4外墙板安装我们使用的外墙板是厚为一百七十五毫米的ALC板。这种板全部是在工厂生产，然后运输到施工现场吊装的，使用的吊装设备是塔吊。TU平板4600多块，TU艺术板5180块。施工过程要依据厂商提供的施工图纸，楼面的通长角钢用墙板内侧膨胀螺栓固定并与ALC板上的专用联结杆连接。采用嵌缝砂浆和密封胶对缝隙进行密封。
2．5内墙板安装在安装内墙板时，我们使用的都是南京产C型厚度是125的ALC板。这种板都是在工厂加工生产，再运输到现场进行安装。由于其操作简单，因此不会受到天气等的约束及影响。卫生间等部位的墙板我们使用的是特别的PVC密封胶。安装内墙大体上和安装外墙是相同的。
3主要的技术成果
3.1箱型砼柱箱型砼柱在箱型柱中间内部加入了隔板起到支撑的作用，在箱型柱内灌注高强度（C50）等级砼，这样就形成了两种材料一同工作互相辅助的机理，从而根除了荷载的作用之下，在其强度还没有达到极限的时候首先产生了相对大的变形这一情况。它的优点有以下三点：①施工操作的简单与便捷。②良好的抗震性能。③较强的承载能力。通常每四层——每节的长度在十二米左右——是一个安装单元，整个钢管柱采用一次性吊装就到位，这就给安装主体结构提供了程序化的条件。箱型柱－砼柱在外包有防火板之后，钢管混凝土柱的最大耐火超过了三小时，也就达到了高层建筑的防火目的。加工H型梁以及焊接，使用合理的工艺，在最大程度上减少残余应力，同时对于误差，要使用有效的手段进行校正。高强螺栓要依据要求进行摩擦面的抗滑移系数试验。注意，抗滑移系数要在0.35以上。
3.2H型梁H型钢梁使用的都是轧制H型钢，它的优点有以下三点：①有良好的抗震性能。②具有很高的承载力。③具有强大的变形能力。由于H型钢梁在外刷有防腐漆（可防止钢结构腐蚀）和包有防火板（防火）。在施工的过程中，因钢梁有相当大的承载力，着在很大程度上减少了模板的工作量。施工中用到的梁都在工厂加工之后，才运输到现场吊装，这样，不仅节省了施工现场的工作量，而且还大大减少了工期。
3.3抗侧力支撑砼筒结构电梯、楼梯位置形成钢筋混凝土核心筒，作为剪力墙抗侧力支撑，提高了结构稳定性，对于优化抗侧刚度，改善抗震性能起到了积极的作用。
3.4现浇钢筋混凝土楼盖利用钢框架梁下翼缘作为支模板材撑，上铺竹胶板，再按设计铺设钢筋，浇筑C30混凝土。节省模板材，缩短施工工期。
3.5节能型复合外墙板从某种角度上来说，墙板特别是外墙板比结构体系更加的重要。因为住宅建筑的主要功能是靠外墙板实现的。墙板工厂化预制生产，现场安装，基本取消了湿作业。加工的尺寸十分准确，而且施工中的速度也十分快，操作简单，这就把施工的周期在很大的程度上给减少了；由于质轻并有相当的强度，可简化工程基础；优良的保温性能可减少墙身厚度，增大建筑的使用面积。同时在地震中大大降低建筑的破坏程度，减少灾害造成的损失。墙板板缝的抗渗、墙板的防火也都满足国家相应标准的要求。ALC板的主要性能：①隔热性（导热系数是0.11W/m·k）。②隔音性（具有隔音与吸音两方面的性能）。③轻质（ALC板的比重是0.5，它是空心砖的三分之一，混凝土的五分之一）。④耐火性（最大的限度可以达到四小时）。⑤没有放射性，环保产品。⑥具有良好的抗震性以及强大的承载能力。在施工时，ALC板安装也非常方便和快捷。板材的生产采用的全部是机械化，有很高的精度，能够切割为不同的形状来满足现场的需要。由于其操作简单，有着很低的劳动强度，因此，在传统的砌块施工中所遇到的问题，它都能很好的解决，同时，也可以使工期减少三分之一，在很大程度上提升了施工效率。
关键词：钢结构住宅；发展；对策
中图分类号：TU37文献标识码：A
1前言
随着我国经济的快速增长，钢产量也随之增长。对用钢政策由限制用钢到合理用钢再到积极用钢，国务院在1999年早已颁发的了72号文件提出要发展钢结构住宅产业。因此开发轻钢结构住宅体系已成为当前住宅结构研究中的热点。但是，轻钢结构住宅的研究还处于起步阶段，研究力度还不够，实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决，以利于轻钢住宅在我国健康快速发展。
2国内外钢结构住宅发展现状
目前,欧美各国采用轻钢结构体系建造的单层和多层建筑物占50%以上；日本新建的1~4层建筑大都采用轻钢结构。我国现在已经将其用于工业厂房、仓库、多层旅馆、大型商场及体育场馆等，每年竣工面积达250~300万m2。目前在北京、上海、天津、新疆、湖南、安徽、山东等地已建成一批轻钢结构住宅示范试点工程。同时，在建设部住宅产业促进中心组织编制行业技术标准《低层轻钢结构住宅技术要求》的指导下，很多科研单位和钢结构公司，包括清华大学、湖南大学、中国建筑科学研究院等，在标准的编制与研究方面进行了有益的探索。这些成为解决钢结构住宅发展方面的一些技术问题的坚强后盾。
3钢结构住宅在我国发展中遇到的问题
一、建筑材料
我国钢产量不断提高，建筑钢材在数量、品种上都有了较大的发展。另一方面,从现有钢结用钢特点及选用标准来看，目前我国钢材材质、材性及相关选用标准比较齐全，而且逐渐与构住宅国际标准一致化；但某些应用标准相对缺项、滞后。譬如，与发达国家相比，国内冷弯型钢结构在板材厚度范围和强度范围方面,其发展已经受到基础理论及技术方面的瓶颈制约。此外造价过高仍是阻碍钢结构住宅发展的关键因素。特别是与传统的结构形式相比,钢结构价位明显较高。住宅钢结构体系造价要比砖混和钢筋混凝土结构造价高5%～10%。
二、结构体系
对于各种钢结构住宅结构体系，到目前为止还没有明确规定其适用范围，因此在住宅结构选型时应从结构的受力性能出发，以降低用钢量为目标，从而得到定性的结论。从结构设计到经济效益方面来讲，一个经过优化设计的钢结构能够使其结构体系最大限度地发挥优势，也能节约很多的钢材，从而使工程造价降低。多高层钢结构住宅的优化设计是十分复杂多变的，但也是十分必要的。虽然在这方面研究工作已经做了不少，但是在实际的工程中广泛推广应用还为知尚早。钢结构住宅体系的选型和结构优化还有待提高。
三、标准和规范
目前总的来说，我国在钢结构住宅的施工和设计方面工业化水平方面等基本都能满足，但还有许多的不足。发达国家都有专门的钢结构住宅设计标准和设计规范，相对来说，我国虽然建筑钢结构单一的技术规程规范比较齐全，但是没有成套的钢结构住宅技术规范和施工规程；同时还缺乏成套的钢结构住宅施工、安装技术系统及统一的钢结构住宅质量管理标准，而且许多标准之间没有统一协调；其次缺乏钢结构住宅的设计人员和专用软件，尤其是缺乏施工技术人员。
其它方面存在的问题主要表现在：1、由于我国轻钢结构住宅发展起步较晚,工程应用较少，因此，缺乏有针对性的轻钢结构住宅的规范和标准；2、缺乏一批优秀的钢结构涉业人员。由于历史的影响，钢结构的发展在我国停滞了一段时期，从而造成从事钢结构理论研究和工程应用人才的断层。3、管理模式不适应。在建筑管理方面，我国现行的模式与轻钢结构住宅工业化的生产方式不适应，阻碍了国外生产企业在国内的工程推广建设。应该正视钢结构发展中面临的问题和不足，如思想不够统一、技术层面不够成熟、相关标准规范的全面建立和熟练掌握，还有一段路要走,此外,推广钢结构不单是技术体系问题，还有综合配套等问题。对此既要看到优势，又要看到不足。大力发展钢结构需要各方不同层面的共同努力。采用一系列措施，鼓励设计人员、企业为发展钢结构作贡献。相关企业要瞄准政府的政策导向,找准自身定位，积极参与钢结构设计，大力开展新材料、新技术、新体系的研发。
4、钢结构住宅在我国发展
建筑钢结构的发展突破口在于钢结构住宅的发展，提高建筑钢结构的用钢的关键在于钢结构住宅的推广应用，所以说解决了钢结构住宅发展中存在的问题也就解决了钢结构住宅发展、企业发展的关键问题，某种程度而言，钢结构住宅发展中存在和出现的问题就是钢结构住宅发展的问题。
发展对策：
一、建立推广新型轻钢结构房屋体系的机制，有组织地开展引进、消化、吸收和改造的工作，发展符合我国国情的新型轻钢结构房屋体系，在消化吸收的基础上，大力开展相关研究项目，制定指导性、前导性、应用性具佳的轻钢结构设计、施工规范和规程，完善学科体系。
二、在造价方面，要因地制宜发挥地方优势，尽可能利用工业废料作为墙体原材料，并争取政府在各项税收及费用方面的优惠政策，使钢结构住宅的造价达到用户可接受程度。积极研制开发新一代的高效冷弯型钢产品，采用高品质钢材(如高强、防腐钢材等)。积极研制开发与新型轻钢结构配套使用的高效功能材料，包括吸声隔声、保温隔热、防火以及连接材料等。
三、发展钢结构住宅，首先必须建立起统一的标准，使建筑结构设计一体化，从而指导钢结构住宅的设计与施工。传统的设计都是按着先建筑后结构设计的理念进行设计，而钢结构建筑由于其特殊的材料和先进的设计软件，得以实现建筑结构的一体化设计。这就必须推广及研发各种先进的钢结构设计软件，而且这些软件必须采用中国统一的标准化构件和配件。目前国内各个版本的设计专用软件都只有主体结构的分析和设计，并还没有围护系统的分析与设计，因此，还必须在建筑结构设计一体化的基础上，开发同时做到围护结构与主体结构一体化和配件系统与整体建筑系。
我国建筑从砖木结构、钢筋混凝土结构到钢结构的发展历程，行业发展的历史表明，创新是行业发展的灵魂和基础，离开了技术创新，行业的发展便缺少活力和动力，只有不断创新，行业才会有更大发展。钢结构如何更好地与节能、节地、节材、资源综合利用、环境保护等结合起来，研发更先进、节能、高效的围护材料和钢结构体系。我国的森林资源有限，大量引进木结构建筑不符合国情，混凝土建筑的广泛采用对环境和生态的影响也不可低估。相比较而言，钢结构建筑具有资源可循环利用、环境污染少等综合优势，凸显出绿色环保的特点,符合“十一五”规划提出的减少资源消耗、保护生态环境的基本思路。
目前中国钢结构的发展面临良好的机遇，钢结构是绿色建材，建设部对构建节能环保型的产业结构给予了前所未有的关注。钢结构具有绿色生态建筑的特点，它的发展必然会引起政府和社会各方的重视和支持。钢结构作为符合产业发展方向的绿色环保建筑体系，将越来越展现出其发展的良好前景。
5、对我国发展轻钢结构住宅的几点建议
一、培养轻钢结构等先进体系的研发队伍和相关设计配套力量，加强人员培训。高校应增加有关轻钢结构的专业教学选修课，培养更多钢结构专业毕业生；作为社会应该普及轻钢结构的基本知识，通过培训，考试上岗，提高在职专业人员的技术水平。
二、建立推广新型轻钢结构房屋体系的机制，有组织地开展引进、消化、吸收和改造的工作，发展符合我国国情的新型轻钢结构房屋体系，在消化吸收的基础上，大力开展相关研究项目，制定前导性、指导性、应用性具佳的轻钢结构设计、施工规程和规范，完善学科体系。
三、探索轻钢结构住宅的国产化工作。在已有的试验工程的基础上向规模化发展，降低成本，扩大市场，促进轻钢结构住宅产业化加工、商品化生产在深化工业建筑领域的同时开发民用建的市场。
四、采用高品质钢材(如高强、防腐钢材等)，积极研制开发新一代的高效冷弯型钢产品。积极研制开发与新型轻钢结构配套使用的高效功能材料，包括保温隔热、吸声隔声、防火以及连接材料等。
随着当今世界科技的快速发展和信息时代的到来，住宅产业化生产已不再是遥远的梦想，而钢结构体系住宅正适合于产业化生产。钢结构住宅建筑技术的不断提升和创新，为住宅的标准化、多样化、个性化、生态节能化，特别是产业化奠定了坚实的基础。
参考文献：
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［3］张亦静,发展轻钢结构存在的问题与对策,株洲工学院学报,2001(5)
目前，我国在北京、上海、武汉等地建设了一批钢结构住宅，但总体上看，各试点之间还缺乏协调，这也和我国住宅工业化发展水平有关，但这些试点成果中许多细节已具备向通用体系发展的能力，不少成果已包含了通用体系的概念，可以认为，建立钢结构住宅通用体系的时机基本成熟。建立钢结构住宅通用体系首先要构建该标准体系的结构模型，标准体系可以按照不同范围划分为国家、行业、专业、门类、企业等不同层次的标准体系，也可以按照不同具体对象划分为不同产品的标准体系，还可以按功能层次建立标准体系。钢结构住宅通用体系结构模型大体构想如下：
1.1钢结构住宅标准体系结构模型标准体系结构模型的最高层次是建立通用化、标准化的钢结构住宅体系，这是整个标准体系的核心层次（见表2）。钢结构住宅建筑体系的标准化、通用化主要体现在主体结构体系的标准化、定型化，完整的住宅建筑体系是一批先进的适用成套技术的应用，钢结构住宅建筑主体结构标准化需要通过住宅设计的标准化来实现。该标准体系结构模型的第二层次是建筑部品标准化，建筑部品体系标准化的目的是要建立标准化的工业化生产体系。该标准体系结构模型的最低层次是施工技术标准化，目的是实现施工技术工业化，这是目前我国大多数钢结构住宅所处的阶段。通常，工业化施工通过二个方面实现，一方面是在工厂预制组装整幢房屋的各种构件，运到施工现场进行安装，装配工序按标准化程序进行，另一方面对试点常采用的钢结构组合体系，如钢框架混凝土体系采用标准化的工具或模板现场施工。
1.2按体制分类的工业化住宅标准体系结构模型我国南北跨度很大，经济发展不平衡，物质资源不尽相同，因而钢结构住宅部品标准体系也可划分不同级别（见表3）。最高层是部级钢结构住宅标准体系，内容包括国家部委颁布的工业化部品标准名称、编号、级别、采用国际国内标准的程度以及其编号等，同时附有必要的国家部委颁布的工业化住宅标准体系的编制说明，以便于应用；中间层是建筑、建材等行业的工业化部品标准体系，包括行业通用标准和工业化住宅部品、产品、过程、服务、管理标准，同样需要附标准明细表和编制说明。最底层是各企业根据自己产品制定的企业标准。
1.3按产品分类的工业化住宅标准体系结构模型该结构模型用于建立工业化住宅终端产品的标准化体系（见表4）。由于形成丰富的产品系列，设计者可以在目录中挑选，实现从土建到装修工程在内的全过程的工业化[2]。目前，钢结构住宅成套技术和材料部品仍缺乏“整合”，钢结构住宅通用体系发展的主要问题是如何解决成套技术之间和材料部品之间的配合协调矛盾。住宅体系只有通过完善准确的设计、各类部品的配套、规范标准的工厂生产和组织有序的现场施工，经过协调使之有地组成一体，才能真正发挥它的优越性，具有生命力。
2、钢结构住宅通用体系与专用体系协调发展
关键词：高层；钢结构；住宅；经济效益
钢结构建筑被誉为21世纪的“绿色建筑”，其具有工业化程度高、建设周期短、增加有效使用面积、基础费用省、易于保证工程质量、绿色环保、抗震性能强等综合优势[1-3]。本文通过对高层钢结构住宅和钢筋混凝土结构住宅的对比，从经济效益和综合效益的角度分析和研究了钢结构住宅的特点。
一工程概况
（一）沈阳某小区高层钢结构住宅
本工程为沈阳市铁西区高层住宅楼，建筑面积为6795.12m2，层数18层，采用钢管混凝土框架+混凝土剪力墙的混合结构形式，楼板为压型钢板组合板，基础为人工挖孔桩。外墙采用200厚粉煤灰空心砌块外贴100厚阻燃型聚苯乙烯板。住宅平米造价（不含水、电及配套）1236元/m2，工期约256天。
（二）沈阳某小区钢筋混凝土结构住宅
本工程为沈阳市大东区高层住宅楼，建筑面积7128平方米，层数18层，采用现浇混凝土剪力墙结构，楼板为现浇钢筋混凝土板，基础为人工挖孔桩。外墙为240厚现浇混凝土墙外贴80厚挤塑保温板。住宅平米造价（不含水、电及配套）1189元/m2，工期约338天。
二经济效益分析
钢结构与钢筋混凝土结构高层住宅的经济效益对比分析如表1所示。
由表1可看出，由于钢材的轻质高强，以及钢结构住宅所采用的钢管混凝土结构形式，钢结构的自重比混凝土结构自重可减轻30%-50%左右，使得钢结构的基础费用明显下降，钢结构的基础费用在总造价中所占比例由混凝土结构的9.7%下降到6.3%，下降了3.4%。钢结构的平米造价高于钢筋混凝土结构平米造价约4%，主要是外维护结构和主体结构费用增加所致。
三综合效益分析
（一）住宅面积利用率提高带来的效益
钢结构与钢筋混凝土结构高层住宅相比可以增加使用面积，本文中两个工程对比钢结构住宅可增加使用面积6%左右。若按钢结构比混凝土结构住宅使用率提高6%计算，假设购买一套100m的住宅，用户将获得的潜在资金为100m×6%×8000元/m=48000元（按沈阳地区平均房价8000元/m计算）。
（二）施工工期短带来的效益
钢结构构件工厂制造，工地拼装，施工便捷，而且不受天气及季节的影响，由此极大地提高了劳动生产率，缩短施工工期以加快资金流动。假设贷款2500万元，按照年利息率8%计算，则可节省利息44.93万元。
（三）其它效益
除以上效益之外，钢结构环保节能方面也较钢筋混凝土结构有明显优势。钢结构建筑环保理念贯穿全周期，现阶段能达到65%的节能要求，建造过程中的二氧化碳排放量较钢筋混凝土住宅降低30%左右，主体结构可100%循环利用且施工现场湿作业少，减少粉尘、噪声污染，节约水资源。
四结束语
综上所述，钢结构具有增加有效使用面积、施工速度快、基础费用低、布置灵活、环保等优势综合经济效益优于传统的建筑模式。
参考文献
[1]陈绍蕃.房屋建筑钢结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.
关健词：钢结构住宅抗震性能集成化钢-混凝土组合结构可持续发展
Abstract:thearticlediscussesthelatestdevelopmentofthesteelstructurehousing,andcombinedwithactualsituationinChina,learnfromforeignadvancedtechnologyandputsforwardthesteelstructurehousingisthefuturedirectionandpromotethedevelopmentoftheresidenceofthesteelstructurehousinginourcountrywideapplicationofthemeasuresandSuggestions.
Keywords:thesteelstructurehousing,theseismicperformanceintegratedsteelandconcretecompositestructuresustainabledevelopment
中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：
随着城市进程，我国住宅建设仍将有几十年的发展时期，住宅建设资源的合理开发与可持续发展问题决定着未来住宅的发展方向。
近年来，全国大中城市已陆续禁止用实心粘土砖，砂石场也受到限制或部分关闭。另一方面我国是产钢大国，每年的钢产量超过亿吨。且钢结构建筑抗震性好，施工周期短，可回收再利用。能够标准化设计、工厂化生产、现场化装配，有利于实施建筑产业化和控制建筑质量。但应用到住宅建筑中与钢结构配套的其他部品目前尚不成熟，表现在品种少，质量差，科技含量低。主要原因还是受造价的限制。配套设施还有待于开发。
钢结构住宅在欧美已经有几十年历史了，在日本它凭着具有良好的抗震性能也得到了非常广范的应用，日本百分之七十的建筑是钢结构的。国外钢结构的住宅一般为1~2层的别墅建筑，我国人口众多，土地资源少，宜开发多层和小高层住宅。经济分析表明高度在6~12层为宜，一般不超过18层。因为超过18层的建筑防火等级更高，会提高造价，另一方面，钢结构较柔，建造更高的住宅建筑要控制结构变形不宜过大会增加用钢量。
1、钢结构住宅的优势：
1.1、节约、环保。少用沙土，水泥、水。钢结构具有可拆、可改、可循环、可再生的特点。
1.2、空间划分灵活可变。
1.3、抗震能好。
1.4、可集成化、施工快。
钢结构住宅的抗震性能分析
针对钢结构和混凝土抗震性能课题，采用中国建筑科学院PKPM系列软件TAT和SATWE计算分析。
2.1设计模型
本文采用的设计模型为一幢六层民用住宅，其建筑平面见图1。建筑总长度26.4m。总宽度12.3m,总高度18.0m，每层建面积313.75m2,总建筑面积为1882.5m2，每户建筑面积78.438m2，属于中档住宅，适用于普通工薪阶层。
图1建筑平面
1.2结构设计
1.2.1结构形式
钢框架
1.2.2荷载计算
楼面荷载活荷载为2.0KN/m2;风荷载沈阳市取w0=0.55KN/m2地面粗糙度类别C类；抗震烈度7度,设计基本地震加速度值为0.10g。
2.2.3计算结果
结构自振周期如表1所示
表1结构自振周期
框架类型横方向纵方向
T1T2T3T1T2T3
钢框架1.49520.50690.31971.69820.58820.3515
混凝土框架1.15150.38520.24931.35850.46460.2817
2.3分析结果
由表1可看出钢结构的住宅自振周期长，相应地震作用较小，有利于建筑抗震。
大震作用时，填充墙开裂，刚度很快减小，周期变长，地震反应变小更有利于钢
结构主体的抗震。因此钢结构的住宅抗震性能更好。对于钢框架、钢框架-支撑、
钢管混凝土框架钢管混凝土框架-支撑4种结构形式的研究表明（见钢结构住宅的
技术经济分析），其中最经济的结构形式为钢管混凝土框架-支撑结构，它能够承担
较大的地震力，结构的抗震性能最好，比钢筋混凝土框架结构的造价还要低。
3.钢结构住宅设计过程中应注意的问题
3.1钢材选材中应注意的问题
在钢材的选用上应满足强度、塑性、韧性及可焊性的要求；钢材强度指的是抗拉强度和屈服强度，钢材应具有较高的屈强比，其屈服强度的上限值和下限值应适当。钢材的塑性表现在伸长率和冷弯性能两项指标上，反映钢材承受残余变形量的程度及塑性变形能力。对抗震结构还必须满足冲击韧性的要求。钢材另一重要的其本要求是对化学成份含量限制，它将直接影响结构的可焊性，应控制钢材的碳当量。在高层钢结构中，厚钢板的应用较为广泛，在梁-柱节点范围，当节点约束较强，板厚等于或在于50mm时，应附加要求板厚方向的端面收缩率，以防发生平行于钢材表面的层状撕裂。
3.2对梁计算的进一步考虑
一般对梁的计算中，不考虑楼盖作为梁的受压翼缘的有利作用，若考虑该作用，则形成钢混凝土组合T型梁。最近的研究表明，只要采取合理的构造措施，钢混凝土组合T型梁具有良好的整体工作性能、整体和局部稳定性。因此，在相同的荷载作用条件下，考虑楼盖的作用，将减小梁截面，节约材料用量。
3.3节点设计细节
节点是钢结构抗震的薄弱部位，在设计中应该足够重视，保证节点具有足够的强度和延性，同时，节点构造要简洁，便于施工。
目前梁-柱节点有两种常用形式，一种是内隔板节点，另一种是外肋板节点。因为内隔板节点比外肋节点省空间，在住宅结构中较多采用，但国内外的工程实践和震害调查均发现此种节点构造存在一些问题。在设计中，需采用“强柱弱梁”，“强节点弱杆件”的原则，在强震下允许梁发生局部塑性变形，形成“塑性铰”。可利用转动来消耗地震能量，避免节点发生脆性破坏。为达到这一目的，在避免增加结构的刚度和接头部位的应力集中情况下，根据上面的“强节点弱杆件”的原则适当削弱梁，使在梁上出现“塑性铰”。这种做法在美国等地已有应用，但造价较高。新型节点亟待研究开发。
钢结构柱脚有外露板式（铰接或刚接）、埋入式和外包混凝土式。埋入式和外包混凝土式柱脚具有较好的抗震能力，地震区应优先采用。外露板式柱脚的震害说明锚栓是抗震薄弱部件，在抗震设计中应充分考虑地震剪力，增强锚栓的抗震强度。
钢结构连接的破坏许多是由于焊接质量不良引起的，因此，保证施工质量，严格管理，加强对各个环节的监督极为重要。
4、钢结构住宅将向可持续建筑方向发展。
可持续建军筑是对可持续发展有积极贡献的建筑，是既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的构成危害的建筑。
3.1节约化措施。改进建筑的热工性能，利用自然通风与采光，利用各种清
洁能源和再生能源，采用高效照明，减少采用机械设备改进建筑热工性能的手段，选择低蕴能建材（如尽量少用粘土砖），利用旧建材与地方材料。选择制造时耗水少的建材,选择耐久性强的建材，以利于循环利用。
3.2生态化措施。从土壤成份、结构分析入手，以适当的建筑形式和设备措施达到顺应小气候、改进微环境。
3.3人性化措施。提供更高质量的声、光、热、湿度环境和景观环境。加强自然通风。控制楼板刚度，减小楼板颤动，避免住户产生不舒适的感觉。
3.4无害化措施。使用清洁能源。精心处理设计中、施工时对场地的影响。
3.5集约化措施。实现生命周期成本预算。标准化，工厂化，可降低造价。钢结构住宅更多的重复利用，更少的废物。
5．结论
由于国家政策、钢材生产、钢结构体系具有混凝土结构所无法比拟的抗震性能好、施工快捷、造价合理的优点。并且空间布置灵活、开间大，具有更强的商业竞争能力,钢结构住宅的设计研发等诸多方面的有利因素，近几年我国的钢结构住宅处于建国以来最好的发展时期，而且还会在相当长时期内得到长足的发展。钢结构住宅是未来我国住宅的发展方向。
参考文献
1聂建国，赵楠，等，“钢管混凝土与钢梁斜交节点的试验研究”，工业建筑，2004年第12期。
2黄真，李木谦，“钢结构住宅的技术经济分析”工业建筑，2002年增刊
