關(guān)于住宅建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展與分析

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【摘要】目前我國(guó)的住宅產(chǎn)業(yè)在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展中起著巨大的作用，在傳統(tǒng)的住宅產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)支持的住宅建筑結(jié)構(gòu)體系加快了我國(guó)建筑行業(yè)的施工技術(shù)進(jìn)步和服務(wù)上的優(yōu)化升級(jí)，本文從不同的住宅建筑結(jié)構(gòu)的類(lèi)型上分類(lèi)討論各種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，探討我國(guó)住宅建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。 

【關(guān)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(guó)建國(guó)以來(lái)，我國(guó)居民住宅的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)始終本著“經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀(guān)”這幾項(xiàng)基本方針開(kāi)展工作，尤其在城市住宅建筑的開(kāi)發(fā)中。城市住宅建筑在改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)中占有著舉足輕重的經(jīng)濟(jì)地位和社會(huì)地位，國(guó)民的居住生活水平已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家體統(tǒng)中評(píng)價(jià)國(guó)民生活水平和國(guó)民幸福度的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)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(guó)住宅建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上運(yùn)用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方針，節(jié)約土地、 提高空間開(kāi)發(fā)效率以及建筑節(jié)能等方面則直接影響到國(guó)家城市的發(fā)展趨勢(shì)，因此，各種高效的住宅建筑結(jié)構(gòu)的研究及實(shí)施案例則應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)住宅建筑的結(jié)構(gòu)一般是磚混、底框和框架，這種結(jié)構(gòu)能在不改變建筑總體結(jié)構(gòu)類(lèi)型和不增加單位面積造價(jià)的情況下，且能夠保證使用者生活環(huán)境質(zhì)量。  一、住宅建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上的應(yīng)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(shí)心粘土磚的住宅建筑；這種類(lèi)型的發(fā)展較為緩慢，數(shù)要是因?yàn)檎惩炼嗫状u的生產(chǎn)制造上仍需大量的粘土為原料；同時(shí)，可能涉及到建筑原材料和投資前景等成本問(wèn)題， 生產(chǎn)廠(chǎng)家從經(jīng)營(yíng)的角度上制約了這種類(lèi)型住宅建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展；最后，灰砂磚的抗剪切和抗壓強(qiáng)度不佳，其與砂漿的粘和性能也沒(méi)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(shí)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(jié)構(gòu)上的應(yīng)用及發(fā)展  混凝土空心砌塊結(jié)構(gòu)的住宅建筑體系；這種體系已形成相當(dāng)?shù)囊?guī)模化，在北京也有成功的實(shí)施案例，但是總體來(lái)說(shuō)，這種類(lèi)型的市場(chǎng)已經(jīng)是 “供大于求”的市場(chǎng)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(dòng)強(qiáng)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(jié)構(gòu)的工藝也存在一定的不足之處，即材料間難以粘合密實(shí)牢固，建筑物整體抗擊強(qiáng)度受到影響；雨水容易滲入到混凝土空心砌塊結(jié)構(gòu)里面，如果采取雙面抹灰的方法又大大增加了抹灰量進(jìn)而增加了工程成本；混凝土空心砌塊結(jié)構(gòu)易發(fā)生空鼓和開(kāi)裂的現(xiàn)象； 在混凝土空心砌塊結(jié)構(gòu)中放置鋼筋等工藝復(fù)雜，于施工質(zhì)量上無(wú)法準(zhǔn)確詳細(xì)得檢驗(yàn)。  1.3新的應(yīng)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(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。在傳統(tǒng)砌體材料的基礎(chǔ)上，產(chǎn)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(gè)建筑訴求，一個(gè)是輕質(zhì)，大大減輕了承重結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，節(jié)省了工程造價(jià)；二是節(jié)能保溫，從宏觀(guān)層面相應(yīng)國(guó)家節(jié)能號(hào)召，節(jié)省社會(huì)資源，甚至出現(xiàn)了專(zhuān)用于外墻的砌體材料，結(jié)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(dá)到國(guó)家規(guī)定的節(jié)能要求。  作為維護(hù)結(jié)構(gòu)，以現(xiàn)澆代替砌體也是一個(gè)新的方向。所有的隔墻，均采用泡沫或者加氣混凝土現(xiàn)場(chǎng)支模澆筑，比砌筑方式速度更快，節(jié)省人工和時(shí)間，質(zhì)量控制簡(jiǎn)單。建筑行業(yè)作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，在人工成本快速提高的趨勢(shì)下，有效減少人工參與，可以規(guī)?；０寤┕?，具有重大意義。  新材料在應(yīng)用中還存在一些缺陷，比如與外立面涂料、瓷磚結(jié)合質(zhì)量不高，砂漿容易開(kāi)裂、與承重結(jié)構(gòu)結(jié)合處容易開(kāi)裂等問(wèn)題。但瑕不掩瑜，這些新型材料的發(fā)展，符合生產(chǎn)節(jié)約的方向，使住宅產(chǎn)品能更好的滿(mǎn)足人們對(duì)生活質(zhì)量的追求，在克服了生產(chǎn)工藝和施工質(zhì)量的問(wèn)題后，將大有可為。  二、住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向  目前，我國(guó)的住宅產(chǎn)業(yè)在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展中起著巨大的作用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一方面對(duì)傳統(tǒng)住宅進(jìn)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(jié)構(gòu)。  2.1混凝土住宅建筑結(jié)構(gòu)體系  混凝土住宅體系是住宅結(jié)構(gòu)中運(yùn)用較為廣泛的體系，這種結(jié)構(gòu)突出了新的結(jié)構(gòu)形式和相應(yīng)的建筑材料的最佳優(yōu)化組合，在結(jié)構(gòu)形式上突破了傳統(tǒng)的單一形式，避免了對(duì)資源的浪費(fèi)、工業(yè)化水平無(wú)法提高以及受限制的建筑結(jié)構(gòu)布置等一系列的弊病?；炷磷≌w系可以向以下幾個(gè)方向發(fā)展：第一，預(yù)應(yīng)力混凝土大板結(jié)合大開(kāi)間的住宅結(jié)構(gòu)模型，該結(jié)構(gòu)主要由抗側(cè)力構(gòu)件以及預(yù)應(yīng)力大跨樓蓋組成，重點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)抗側(cè)力構(gòu)件在設(shè)計(jì)中的合理運(yùn)用和大跨預(yù)應(yīng)力樓蓋的合理設(shè)計(jì)；第二，異形柱框輕結(jié)構(gòu)模型，這種結(jié)構(gòu)采用平面抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)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(lái)的實(shí)際操作不是很方便，不能準(zhǔn)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(jié)構(gòu)模型，這種結(jié)構(gòu)模型是根據(jù)中高層住宅的平面特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)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(lái)設(shè)置相應(yīng)的鋼筋混凝土剪力墻作為承受住宅建筑結(jié)構(gòu)的豎向荷載以及抗側(cè)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(jié)構(gòu)，殼單元采用剪力墻，目前，這種結(jié)構(gòu)體系在國(guó)內(nèi)的中小型住宅建筑中占有一定的比例，但是該結(jié)構(gòu)的不足之處在于其抗震性還沒(méi)有得到完善的研究；第四，壁板隱框結(jié)構(gòu)，這是是由復(fù)合墻板和隱形框架兩種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系和密肋壁板住宅建筑結(jié)構(gòu)體系。  2.2砌體住宅建筑結(jié)構(gòu)體系  砌體住宅建筑結(jié)構(gòu)體系是較早運(yùn)用在住宅建筑施工設(shè)計(jì)的類(lèi)型之一，在這個(gè)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(jié)構(gòu)，這種住宅建筑結(jié)構(gòu)利用配筋砌塊剪力墻作為結(jié)構(gòu)的承重和抗側(cè)力構(gòu)件，具有強(qiáng)度高、延展性好的優(yōu)點(diǎn)，可用于大開(kāi)間和高層建筑結(jié)構(gòu)。后者是在砌體結(jié)構(gòu)中加設(shè)弱框架（鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁共同組成）對(duì)砌體進(jìn)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(chǔ)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(chǔ)上又增加了墻中柱和配筋帶結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)延性和承載能力。  .  2.3輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系  輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系與傳統(tǒng)的混凝土住宅體系相比具有強(qiáng)度高、建筑自重輕、抗震性好、施工快、節(jié)省建筑地基費(fèi)用、建筑占地面積小、施工過(guò)程工業(yè)化程度高、住宅建筑外形美觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)還具有環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，可再次利用，并且易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，在發(fā)達(dá)國(guó)家的住宅建筑業(yè)中已被廣泛的使用。輕鋼結(jié)構(gòu)體系在我國(guó)雖以用于建筑行業(yè)但用于住宅的建造還是空白的市場(chǎng)。  輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)的發(fā)展中要重視此類(lèi)結(jié)構(gòu)住宅在施工中的要求，必須明確輕鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)和施工的指導(dǎo)性原則：第一，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系建筑的關(guān)鍵是標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化；第二，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅中的大空間結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)建筑的可變能力的；第三，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅中的管道布局和埋設(shè)應(yīng)提高其有序化程度。與傳統(tǒng)的住宅建筑生產(chǎn)模式相比輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具備典型的工業(yè)化生產(chǎn)方式，具體體現(xiàn)在：第一，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅生產(chǎn)工期明顯縮短；第二，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅成品質(zhì)量有保證；第三，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的性能有一定的法律保證措施。  三、結(jié)語(yǔ)  縱上所述我國(guó)住宅建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向應(yīng)該把握以下幾點(diǎn)：第一，因地制宜，第二，可靠、經(jīng)濟(jì)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(kāi)發(fā)與科技結(jié)合。  【參考文獻(xiàn)】  [1] 劉曉,沈祖炎. 多層鋼結(jié)構(gòu)住宅綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析[j].progress in steel building structures.2003(5):60-63.  [2] 姚謙峰,黃煒.新型住宅結(jié)構(gòu)體系發(fā)展與應(yīng)用研究綜述[j].施工技術(shù).2003(32):6-9.  [3] 童悅仲,婁乃琳. 美國(guó)的多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅[j].住宅科技.2004(11):32-34.  [4] 楊嗣信,吳璉. 論住宅結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題[j]. 施工技術(shù).2004(33):57-58.  [5] 高光虎. 高層及多層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)——介紹陸海城、 中福城、 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