天津市丽苑小区中高层钢结构住宅的试验与研究

　　促进住宅建设产业化，迅速提升我国住宅建筑业的技术现代化水平长期以来，住宅建设技术水平较低，秦砖汉瓦，手工操作，生产效率低，劳动强度大，相比其它行业技术的发展，令人不尽满意，因此住宅的建筑方式应有划时代的改变。其中住宅设计的高水平，高起点，精细化，标准系列化是关键。而建筑构件大规模生产工厂化，现场整体装配机械化，配套部品系列化及智能设备系统集成化，质量检测高科技化是提高建筑业生产水平和科技水平，促进住宅产业化的必要手段。从而使我国住宅产品技术、质量水平达到国际先进水平。

　　为适应住宅建筑业的此种重大变革，钢结构体系可视作为*理想的大规模工厂化生产的结构体系。

　　开发钢结构住宅体系将带动钢铁工业及其它相关行业的经济发展我国是世界上钢铁生产大国，目前市场总的经济分析，供大于求，各大钢铁企业都只能限量生产，但按人均钢材拥有量我国还只有发达国家的10%左右，因此对钢材的需求市场必须尽快开发，否则将制约钢铁生产的发展，为此钢结构住宅的开发将会带动钢铁生产，同时，为与之相关的机电产品，化工产品，新型建材产品提供了广泛的市场。

　　提高住宅建筑的抗震安全水平我国是一个多地震国家，绝大部分城市都在地震区，在灾害学中，地震震害是*大的自然灾害，一次较大的地震，就会对生命财产带来极大的损失，在一定程度上对国民经济的持续发展会带来重要影响，因此建造抗震性能良好的住宅是研兄开发新建筑结构体系的关键之一。

　　由于钢材具有高强度，高延性，且钢结构住宅建造技术精密，技术标准高，因此其抗震性能优于其它结构体系。是地震区*理想的建筑结构体系。

　　二、钢结构住宅必须具备的基本特征钢结构住宅区别于高层钢结构办公楼，更区别于钢结构厂房。它层高低，柱网复杂，而且要求较高的私密性及相关的隔声、隔热、保温、防水、防火等物理力学热工指标，因此，我们认为对钢结构住宅，首先要重点考虑下列三个问题：钢结构住宅必须具有较高水平的居住特征，即必须具备结构防震、楼板防裂、防颤、防噪声等。以形成较好的居住舒适度。

　　钢结构住宅必须具备更高的安全性。钢结构如果结构体系选择不当或设计不周密，其抗震性能甚至低于钢筋混凝土结构，这应十分重视的问题。

　　钢结构住宅的建设必须实现产业化，构件工厂生产化，施工装配化；基于钢结构构件的生产和工地组装，其技术标准要求高，因此其生产必须工厂化，从钢材切割、喷砂除锈、焊接、制孔等一系列工艺及施工现场装配必须机械化，才能确保精度和质而产业化本身还将能降低工程造价。

　　其主要取决于以下两个方面：确定钢结构商品住笔品位的基准点。

　　钢结构住宅合理的层数和高度。

　　欧美和日本工业发达国家，钢结构住宅一般是23层别墅为主，采用轻钢结构体系，而高层和超高层建筑虽大量用钢结构体系，但大都是公共建筑，在日本有部分高层钢结构住宅小区，但进入八十年代后，住宅开发己趋于低潮。

　　我国改革开放二十年来，综合国力大增，部分大城市的经济发展水平逐步接近中等发达国家水平，城市建设中的住宅开发、规模大、档次也愈来愈高，因此为钢结构住宅的研究开发提供了基础和较好的机遇。

　　众所周知，钢结构住宅的造价一般较高，一般来讲十层以下，如采用钢结构，其基本造价要高于钢筋混凝土结构2025%左右。因此难以代替诸如钢筋混凝土框架结构，框剪结构或短肢剪力墙结构等。

　　根据造价分析，当住宅在1218层范围，两者基本造价可以接近，达到1500元/时左右，因此在城市市区内，有一定的发展余地。

　　为此，我们认为我国**类钢结构住宅其商品价位应定位于中高档住宅较为合适，在住宅市场能占有一定的比率，其侧重点应为1218层的中高层住宅。

　　第二类钢结构住宅为低层别墅，其侧重点为高级住宅。

　　四、研究开发何种钢结构住宅体系对于低层别墅或别墅式低层住宅。

　　其结构体系，可采用轻钢结构体系，框架可以用定型的矩形、圆形钢管或H型钢等，楼面可采用压型钢板砼组合楼盖，或其它复合材料，墙板采用保温、隔热良好的复合墙体。

　　对于1218层中高层住宅结构，采用何种结构体系，根据我们的实践经验和研究分析，以目前我国普遍应用的钢框架碎核心筒（剪力墙）结构体系为基础，改进成钢管砼（方型及圆型）柱框架一钢骨砼核心筒体系。

　　住宅量大面广，因此住宅采用全钢结构体系成本较高。

　　住宅建筑平面单元布置复杂，支撑布置存在难度。

　　住宅建筑抗噪音要求篼，如在楼电梯间布置砼核心筒，使电梯运行噪声能得到较大限度的隔绝。

　　住宅建筑，防火很关键，而上下垂直通道防火更为至关重要，因此在楼梯间采用砼核心筒能有效地起到防火作用。

　　住宅建筑必须选择抗震性能较好的结构体系。

　　我国大部分城滇属于地震区，住宅建筑聚集大量居民，因此抗惶结构体系的选择是关键，以免在强震作用下，造成大量生命财产的灾害和影响地区的经济发展。

　　钢框架一~验核心筒或剪力墙抗震体系在我国使用广泛，经验成熟，且其协同工作特征也在不断完善，目前日本等多地震国家己开始接受此项技术，并己在高层和超高层钢结构建筑中应用。

　　本试验工程以我国独创的，在高层建筑普通采用的钢框架轮核心筒体系为基础，吸收国外*新钢结构研究资料，以及美国北岭（Northrige）地震、曰本阪神地震和台湾9.21地震经验教训，研究推出钢管砼柱框架一钢骨砼核心筒体系，它*适用于中高层住宅体系。

　　丽苑小区中高层钢结构住宅是我国**幢中高层钢结构住宅。是天津市建委亲自抓的重点工程，在市建委的领导下，经市安居办开发公司、天津市建筑设计院、天津市二建公司、北方监理公司等单位的共同努力，1号楼主体结构己完工，2号楼己完成基础工程，现将工程有关情况介绍如下：工程地点：靠近天津东郊机场，外环线与真理道交接处南侧的丽苑住宅小区，该小区属天津市建委安居办开发经营。

　　7.5m，进深5.1m+5.7m，层高2.8m，总高度：33m.主体均为i一层（原为16层，因规划要求改为11层）。

　　建筑概况：1号楼、2号楼两幢沿街呈“一”字型布置，其中1号楼三个单元，两个单元为十一层，一个端单元九层，2号楼四个单元，其中三个标准单元十一层，一个端单元九层，十一层标准单元一梯两户，由标准两室户和小三室户组成；九层端单元一梯三户，由两个标准两室户和一个一室户组成。每个单元均有一部楼梯和电梯，十一层标准单元在十层和十一层之间楼梯休息平台处通过室外连廊相互联接，满足防火安全疏散要求。一室户建筑面积65 m%二室户建筑面积95nf，小三室户建筑面积105mS每层层高2.设计中采用了能够充分发挥钢结构特点的大开间灵活隔断的平面布局形式。

　　适用、经济、合理的内部空间布局，柱距7.5m，以此为模数，划分使起居室达到3.9m，卧室达到3.6m，在进深方向以5.7m和5.1m为柱距，分隔成南北两个卧室，中间夹一个储藏间。以这种柱网形式构成了每户为一个开间，真正实现了大开间模式。室内无柱，为住户提供了*大限度的改造可能性，形成了钢结构住宅优越的空间灵活的特色。

　　试验工程结构体系为钢管砼柱框架钢骨砼核心筒体系。

　　该体系钢框架主要承受竖向垂直荷载，钢柱采用两种形式，1楼为焊接箱形柱350X350，里面灌入C40砼，以增加结构的强度、刚度和柱的稳定性。2楼采用圆钢管柱，少370，里面。灌入M0砼，钢梁均采用焊接I字钢。

　　砼核心筒主要为抗风、抗地震作用，砼核心筒四角埋入I字钢骨，增加延性，较好地解决了钢轮工作的协调性。同时利用电梯井，作为砼核心筒，可以很好的解决电梯运行噪声干扰居民生活的问题。

　　楼板采用予应力砼叠合板，由于板跨度较大，板长5.1m，予制予应力薄板为8cm，上再作6on，C25砼叠合板，强度高，刚度好，避免普通住宅楼板开裂等使用功能问题，特别是避免了如采用压型钢板组合楼盖所产生的防火、防颤的技术问题。

　　户外阳台由于处于雨水侵蚀环境，采用现浇砼结构。楼梯因为主要的防火通道，所以也设计成现浇砼结构。

　　（3600），厚度150，中间为聚苯乙烯保温层，并嵌入钢丝骨架，两侧浇注细石砼，其保温隔热、防渗、强度和刚度等均符合规范要求。

　　cm厚GRC抽空墙板。

　　上述预制外墙板、室内隔墙板、在主体结构现场按装成整体。

　　主要计算结果（按7度抗震计算）：2.按弹性动力时程分析计算（I类场地土，a=35cra/SeC2）人工波波兰州波3.按平扭藕连计算Tl=1.38附图：1楼结构平面图，1楼建筑效果图。

　　所有管道采用集中管井布置处理，以利维修和室内立面的美观。采暖供热系统采用集中供暖，散热器采用铝合金壁挂式，分室控制温度，分户计量。给排水系统管道用耐腐蚀、无毒、无污染的PVC复合管材，生活水箱设置防止污染的措施，并设置分户计量。

　　住宅小区智能化基本按天津市C级要求设置，包括小区公用设备，设施的远视监控，安全防范自动监控、水、电、热、燃气等自动计量、收费，住宅紧急呼叫系统、电话、电视基本功能及小区信息服务平台网络系统等。

　　钢柱和钢梁的防腐措施，采用与防火涂料配套的防锈底漆，规定两遍底漆，两遍面漆。钢柱和钢梁的防火措施采用防火涂料，由于钢柱内已灌入砼，对钢材的防火起了很大的辅助作用。因此目前正在研究采用有机薄涂型，厚度约在7 mm左右，尚待研究确定。钢梁采用无机厚涂型20mm左右。

　　主体结构经济造价约合每平方米建筑面积：850元/rtf（000以上）其中：⑴钢结构制作及按装费用约：400元/itf.⑵砼核心筒，预应力砼叠合板、楼梯、阳台等约：300元/ma.⑶内外墙板制作及按装：150元/.由于我们的经验不足和水平有限，定有许多不当之处，恳望专家批评指正=钢结构研究开发课题：负责人李之铎付院长主要成员：赵元祥付总建筑师陈敖宜付总工程师设计九所刘军所长周德玲副主任工程师本试验工程顾问：邱国华教授级高工；林桐结构大师；蔡益言教授级高工；凌光容教授级高工；张跃峰高工。