關于住宅建筑結構的發(fā)展與分析

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【摘要】目前我國的住宅產業(yè)在推動社會經濟的高速發(fā)展中起著巨大的作用，在傳統(tǒng)的住宅產業(yè)基礎上發(fā)展起來的高新技術支持的住宅建筑結構體系加快了我國建筑行業(yè)的施工技術進步和服務上的優(yōu)化升級，本文從不同的住宅建筑結構的類型上分類討論各種結構的設計優(yōu)點及發(fā)展趨勢，探討我國住宅建筑結構的發(fā)展方向。 

【關鍵詞】住宅建筑  【 abstract 】 the housing industry in china at present plays a huge role in promoting social and economic development, in the traditional housing industry developed on the basis of high and new technology support of the residential building structure system to speed up the construction industry in our country construction technology progress and service optimization, this paper, from the different residential building structure types of classification on the structural design of the discuss various advantages and development trend, discussion of china’s residential building structure development direction.  【 key words 】 residential buildings  自我國建國以來，我國居民住宅的項目開發(fā)始終本著“經濟、實用、美觀”這幾項基本方針開展工作，尤其在城市住宅建筑的開發(fā)中。城市住宅建筑在改革開放以來我國國民經濟的建設中占有著舉足輕重的經濟地位和社會地位，國民的居住生活水平已經成為一個國家體統(tǒng)中評價國民生活水平和國民幸福度的一個主要標準之一。那么，在現(xiàn)今全球土地資源日漸緊缺以及全球能源緊缺的大環(huán)境下，我國住宅建筑結構在設計上運用科學合理的設計方針，節(jié)約土地、 提高空間開發(fā)效率以及建筑節(jié)能等方面則直接影響到國家城市的發(fā)展趨勢，因此，各種高效的住宅建筑結構的研究及實施案例則應運而生。我國住宅建筑的結構一般是磚混、底框和框架，這種結構能在不改變建筑總體結構類型和不增加單位面積造價的情況下，且能夠保證使用者生活環(huán)境質量。  一、住宅建筑結構建筑施工材料與工藝的發(fā)展方向  1.1多孔粘土磚和非粘土磚在住宅建筑結構上的應用及發(fā)展  建筑材料上，以多孔粘土磚或者非粘土磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實心粘土磚的住宅建筑；這種類型的發(fā)展較為緩慢，數(shù)要是因為粘土多孔磚的生產制造上仍需大量的粘土為原料；同時，可能涉及到建筑原材料和投資前景等成本問題， 生產廠家從經營的角度上制約了這種類型住宅建筑結構體系的發(fā)展；最后，灰砂磚的抗剪切和抗壓強度不佳，其與砂漿的粘和性能也沒有粘土的效果好，綜合以上原因，以多孔粘土磚或者非粘土磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實心粘土磚的住宅建筑不能大規(guī)模的適用于建筑施工中。  1.2混凝土空心磚在住宅建筑結構上的應用及發(fā)展  混凝土空心砌塊結構的住宅建筑體系；這種體系已形成相當?shù)囊?guī)?；?，在北京也有成功的實施案例，但是總體來說，這種類型的市場已經是 “供大于求”的市場環(huán)境，其原因主要有：首先，混凝土空心砌塊材料本身的自重大， 給操作工人增大了不少勞動強度，這樣的缺陷不符合現(xiàn)代建筑工業(yè)化的總體方向；其次，混凝土空心砌塊結構的工藝也存在一定的不足之處，即材料間難以粘合密實牢固，建筑物整體抗擊強度受到影響；雨水容易滲入到混凝土空心砌塊結構里面，如果采取雙面抹灰的方法又大大增加了抹灰量進而增加了工程成本；混凝土空心砌塊結構易發(fā)生空鼓和開裂的現(xiàn)象； 在混凝土空心砌塊結構中放置鋼筋等工藝復雜，于施工質量上無法準確詳細得檢驗。  1.3新的應用及發(fā)展  以砌體作為住宅的承重材料有很大的局限性，更多情況下砌體只是作為圍護結構出現(xiàn)。在傳統(tǒng)砌體材料的基礎上，產生了很多新型的砌塊材料，如加氣混凝土砌塊，陶?；炷疗鰤K，夾心墻板材等等。新材料的發(fā)展體現(xiàn)了幾個建筑訴求，一個是輕質，大大減輕了承重結構的負擔，節(jié)省了工程造價；二是節(jié)能保溫，從宏觀層面相應國家節(jié)能號召，節(jié)省社會資源，甚至出現(xiàn)了專用于外墻的砌體材料，結合保溫砂漿的使用，在窗墻比比較大，朝向不利的情況下，仍然能達到國家規(guī)定的節(jié)能要求。  作為維護結構，以現(xiàn)澆代替砌體也是一個新的方向。所有的隔墻，均采用泡沫或者加氣混凝土現(xiàn)場支模澆筑，比砌筑方式速度更快，節(jié)省人工和時間，質量控制簡單。建筑行業(yè)作為勞動密集型產業(yè)，在人工成本快速提高的趨勢下，有效減少人工參與，可以規(guī)模化模板化施工，具有重大意義。  新材料在應用中還存在一些缺陷，比如與外立面涂料、瓷磚結合質量不高，砂漿容易開裂、與承重結構結合處容易開裂等問題。但瑕不掩瑜，這些新型材料的發(fā)展，符合生產節(jié)約的方向，使住宅產品能更好的滿足人們對生活質量的追求，在克服了生產工藝和施工質量的問題后，將大有可為。  二、住宅建筑結構設計的發(fā)展方向  目前，我國的住宅產業(yè)在推動社會經濟的高速發(fā)展中起著巨大的作用。近年來，國內一方面對傳統(tǒng)住宅進行改造和創(chuàng)新，另一方面也致力發(fā)展新型的住宅建筑結構。  2.1混凝土住宅建筑結構體系  混凝土住宅體系是住宅結構中運用較為廣泛的體系，這種結構突出了新的結構形式和相應的建筑材料的最佳優(yōu)化組合，在結構形式上突破了傳統(tǒng)的單一形式，避免了對資源的浪費、工業(yè)化水平無法提高以及受限制的建筑結構布置等一系列的弊病?；炷磷≌w系可以向以下幾個方向發(fā)展：第一，預應力混凝土大板結合大開間的住宅結構模型，該結構主要由抗側力構件以及預應力大跨樓蓋組成，重點在于強調抗側力構件在設計中的合理運用和大跨預應力樓蓋的合理設計；第二，異形柱框輕結構模型，這種結構采用平面抗側力的結構空間協(xié)同工作模型或這三維空間工作模型，目前于理論上已有粗略的算法建立模型，但是這種模型在使用起來的實際操作不是很方便，不能準確地反映出異形柱空間的整體受力等特性；第三，短肢剪力墻結構模型，這種結構模型是根據(jù)中高層住宅的平面特點設計的，在設計中利用豎向的交通中心區(qū)，如樓梯間或者電梯間，的分隔墻來設置相應的鋼筋混凝土剪力墻作為承受住宅建筑結構的豎向荷載以及抗側力，其整體分析適用于采用三維空間的工作模型，其中，桿單元為建筑物的梁和柱子結構，殼單元采用剪力墻，目前，這種結構體系在國內的中小型住宅建筑中占有一定的比例，但是該結構的不足之處在于其抗震性還沒有得到完善的研究；第四，壁板隱框結構，這是是由復合墻板和隱形框架兩種結構協(xié)同工作的一種板柱承重體系，最具有代表性的分別是cl住宅建筑結構體系和密肋壁板住宅建筑結構體系。  2.2砌體住宅建筑結構體系  砌體住宅建筑結構體系是較早運用在住宅建筑施工設計的類型之一，在這個體系中有均勻配筋砌體系以及約束配筋砌體系兩種。前者是配筋混凝土砌塊剪力墻結構，這種住宅建筑結構利用配筋砌塊剪力墻作為結構的承重和抗側力構件，具有強度高、延展性好的優(yōu)點，可用于大開間和高層建筑結構。后者是在砌體結構中加設弱框架（鋼筋混凝土構造柱和圈梁共同組成）對砌體進行約束以形成砌體住宅建筑的約束配筋砌體；在這一體系的基礎上又發(fā)展出了集中配筋砌體，這種體系在原有的約束配筋砌體系的基礎上又增加了墻中柱和配筋帶結構，能夠進一步提高了結構延性和承載能力。  .  2.3輕鋼結構住宅體系  輕鋼結構住宅體系與傳統(tǒng)的混凝土住宅體系相比具有強度高、建筑自重輕、抗震性好、施工快、節(jié)省建筑地基費用、建筑占地面積小、施工過程工業(yè)化程度高、住宅建筑外形美觀等優(yōu)點，同時這種結構還具有環(huán)保的優(yōu)勢，可再次利用，并且易于產業(yè)化生產，在發(fā)達國家的住宅建筑業(yè)中已被廣泛的使用。輕鋼結構體系在我國雖以用于建筑行業(yè)但用于住宅的建造還是空白的市場。  輕鋼結構住宅技術的發(fā)展中要重視此類結構住宅在施工中的要求，必須明確輕鋼結構住宅設計和施工的指導性原則：第一，輕鋼結構住宅體系建筑的關鍵是標準化和多樣化；第二，輕鋼結構住宅中的大空間結構可增強建筑的可變能力的；第三，輕鋼結構住宅中的管道布局和埋設應提高其有序化程度。與傳統(tǒng)的住宅建筑生產模式相比輕鋼結構住宅具備典型的工業(yè)化生產方式，具體體現(xiàn)在：第一，輕鋼結構住宅生產工期明顯縮短；第二，輕鋼結構住宅成品質量有保證；第三，輕鋼結構住宅的性能有一定的法律保證措施。  三、結語  縱上所述我國住宅建筑結構的發(fā)展方向應該把握以下幾點：第一，因地制宜，第二，可靠、經濟且可持續(xù)發(fā)展，第三，工業(yè)化，最后，新型材料及工藝的開發(fā)與科技結合。  【參考文獻】  [1] 劉曉,沈祖炎. 多層鋼結構住宅綜合經濟指標分析[j].progress in steel building structures.2003(5):60-63.  [2] 姚謙峰,黃煒.新型住宅結構體系發(fā)展與應用研究綜述[j].施工技術.2003(32):6-9.  [3] 童悅仲,婁乃琳. 美國的多層輕鋼結構住宅[j].住宅科技.2004(11):32-34.  [4] 楊嗣信,吳璉. 論住宅結構體系問題[j]. 施工技術.2004(33):57-58.  [5] 高光虎. 高層及多層鋼結構住宅設計——介紹陸海城、 中福城、 庫爾勒鋼結構住宅[j].上海寶鋼工程設計.2001(3):1-11.