蔡益燕

對(duì)住宅鋼結(jié)構(gòu)的幾點(diǎn)建議

蔡益燕

我國(guó)面臨鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅成為行業(yè)關(guān)心的重要話題。協(xié)會(huì)會(huì)刊2015年1期列入了《共話建筑用鋼》專題，姚兵會(huì)長(zhǎng)作了“全力提高建筑用鋼量”的講話，很多專家從不同角度提出的自已的意見(jiàn)和建議。寶冶總工肖瑾說(shuō)，“臺(tái)灣地區(qū)的高層建筑，要求九層以上必須全部采用鋼結(jié)構(gòu)”。臺(tái)灣是強(qiáng)震區(qū)，2002年由北京市建筑設(shè)計(jì)院胡總牽頭，中方多人赴臺(tái)參加了建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)交流會(huì)，本人有幸參加，會(huì)后參觀了南投地區(qū)保留的震害現(xiàn)場(chǎng)，地面出現(xiàn)大幅度的豎向變形，房屋嚴(yán)重破壞。給人印象更深刻的，是附近的日月潭地區(qū)一些低層房屋的住戶，主動(dòng)要求自費(fèi)改建為鋼骨混凝土（SRC）結(jié)構(gòu)，那里的住房普遍是低層房屋（對(duì)SRC結(jié)構(gòu)的性能后面還要提及），不難理解，臺(tái)灣九層以上建筑全部采用鋼結(jié)構(gòu)，也是順應(yīng)了當(dāng)?shù)厝罕娨蟮摹?/p>

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，首先是抗震性能好。我國(guó)抗震規(guī)范（2010）把7度半及以上地區(qū)定為強(qiáng)震區(qū)（美國(guó)7度半僅指抗震防災(zāi)的生命線工程），對(duì)強(qiáng)震區(qū)的劃分。我國(guó)抗震規(guī)范（2001）的附錄A有詳細(xì)刊載，我國(guó)不少地區(qū)為強(qiáng)震區(qū)，為了說(shuō)明情況，現(xiàn)將這些地區(qū)的情況簡(jiǎn)錄于下，限于篇幅，有“等等”字樣的欄內(nèi)因地點(diǎn)較多，僅節(jié)錄了部分。

以上情況表明，針對(duì)抗震需要在多高層住宅中推廣鋼結(jié)構(gòu)，還大有可為，但需要和合理應(yīng)用相結(jié)合，才能順其自然，取得較好結(jié)果，以下是個(gè)人幾點(diǎn)看法和建議：

1.寶冶提到的臺(tái)灣做法有啟發(fā)性，可用于強(qiáng)震區(qū)，但很難普遍推廣，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)造價(jià)高于鋼筋混凝土，業(yè)主選擇結(jié)構(gòu)方案時(shí)造價(jià)是主要考慮因素，絕不愿無(wú)故多花錢(qián)，除非國(guó)家有適當(dāng)補(bǔ)貼。對(duì)于人口較多的大中城市，要求抗8度的新建多高層房屋，臺(tái)灣做法可以參考，可建議主管部門(mén)考慮，適當(dāng)給予補(bǔ)貼。這樣做會(huì)帶一點(diǎn)強(qiáng)制性，但從規(guī)劃角度考慮是合理的。我國(guó)建筑通則將10層以上列為高層，9 層是多層的上限，這樣對(duì)多層照顧少一點(diǎn)，但宜根據(jù)地區(qū)地質(zhì)情況靈活掌握。7度半地區(qū)一般可以彈性一點(diǎn)，但其中的生命線工程必需按抗強(qiáng)震要求執(zhí)行。

2.我國(guó)7度及以下地區(qū)，高層建筑普遍采用鋼框架混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)，王仕統(tǒng)教授作過(guò)介紹。這種體系剛度大，核心筒可用滑模施工，框架用鋼量可相對(duì)減少，造價(jià)低于純鋼框架，受到用戶青睞，成為我國(guó)目前高層建筑的主要形式。但用于強(qiáng)震區(qū)應(yīng)滿足雙重體系二道防線需要，主要是考慮混凝土墻有開(kāi)裂傾向，設(shè)計(jì)要滿足特定要求。日本全國(guó)處于強(qiáng)震區(qū)，1923年關(guān)東大地震后，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能得到確認(rèn)，受到普遍推廣。這種體系用鋼骨砼柱或鋼管砼柱代替鋼柱，可節(jié)約不少鋼材，且防火性能較好，SRC柱也是很好的柱形式。

3.日本住宅一般采用3-4層的獨(dú)幢鋼結(jié)構(gòu)房屋，位于大阪的大和住宅公司就是這種房屋的量產(chǎn)企業(yè)。1987年建設(shè)部鋼結(jié)構(gòu)考察團(tuán)由林太珍同志率領(lǐng)，曾去該公司進(jìn)行過(guò)考察。日本多層住宅也采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，他們認(rèn)為在大風(fēng)或地震下擺動(dòng)較小，舒適度高，醫(yī)院等使用要求較高的房屋采用。日本的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)置交叉配筋，與鋼結(jié)構(gòu)相比構(gòu)造雖較復(fù)雜，但構(gòu)件在地震下可不出現(xiàn)斜交裂縫，抗震性能較高。

4.我國(guó)四川、云南等省地震多發(fā)地帶，采用低層房屋居多。其新建房屋宜采用鋼或SRC結(jié)構(gòu)，學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑，更應(yīng)推薦采用。雖然一次投資較大，但可長(zhǎng)期使用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮還是合算的。汶川地震，有些房屋建后在鄰近地區(qū)地震來(lái)臨時(shí)又壞了，就是證明，倒不如一勞永逸用鋼結(jié)構(gòu)?？山ㄗh由政府適當(dāng)補(bǔ)貼，每次震后建一些，逐步將房屋用更安全的結(jié)構(gòu)置換。公共建筑也可適當(dāng)采用輕鋼房屋，這種體系用鋼省，造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便，可經(jīng)受大變形，抗震性能很好。汶川地震調(diào)查表明，這種房屋沒(méi)有倒塌的，而且都成為震后救災(zāi)避難所。

5.我國(guó)人多地少，大中城市普遍建造高層住宅，一般為10-25 層或更高，因?yàn)橐秒娞?，太高?huì)帶來(lái)不便。這種房屋目前普遍采用RC，這是主流，因?yàn)榻ㄔ炝繕O大，很難完全用鋼結(jié)構(gòu)取代。為了發(fā)展低碳建筑，大中城市有條件時(shí)可逐步建造高層鋼結(jié)構(gòu)住宅。“杭蕭模式”采用的冷成形箱型柱，降低了鋼材用量；墻體采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，起到了剪力墻的作用，可以作高層，用于地震區(qū)，很有遠(yuǎn)見(jiàn)，一般企業(yè)難以做到。我國(guó)箱型柱只能用電渣焊，新規(guī)程草案規(guī)定板厚至少要16mm，這種柱更多用于重鋼結(jié)構(gòu)。日本早就大量采用冷成形柱，用于板厚較小的柱，需求量很大，但設(shè)備投資較高。我國(guó)行業(yè)缺少規(guī)劃，目前能生產(chǎn)這種柱的單位不多，成為鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的瓶頸。推動(dòng)住宅鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，為了大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅，有必要建一些冷成形柱的專業(yè)生產(chǎn)廠，彌補(bǔ)不足。建議引導(dǎo)設(shè)備生產(chǎn)廠發(fā)展這種產(chǎn)品，解決目前行業(yè)的不足。

（作者為中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院鋼結(jié)構(gòu)所原顧問(wèn)總工，曾主編國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98），現(xiàn)為該院退休職工，中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)建筑鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)退休會(huì)員）

（上表信息以抗震規(guī)范GB 50011-2001為準(zhǔn)）

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1671-3362(2015)04-0042-02