改革开放后，钢结构建筑的推广步伐有所加快。在公共建筑领域，其应用发展得很迅速。不仅在厂房、多层房屋领域有应用，还拓展到了超高层建筑、大跨度会展中心、体育场馆、大型交通建筑等领域。目前，在建和已建成的 200m 以上的钢结构超高层已经达到了千余座。钢结构正朝着更高、更广、更轻的方向持续发展。

钢结构住宅的发展较为缓慢。在我国，1994 年建于上海北蔡的 8 层钢结构住宅是最早的钢结构住宅。在其后的 20 多年内，建成的钢结构住宅数量与钢结构公建的数量相比差距很大。目前，钢结构住宅在整体建筑中所占比例不足 5%。

这些试点工程发挥了很好的示范作用。

《钢结构住宅主要构件尺寸指南》在 2020 年 8 月 20 日正式发布。依据《住房和城乡建设部标准定额司关于开展〈钢结构住宅评价标准〉编制工作的函》（建司局函标〔2020〕77 号）的相关要求，《钢结构住宅评价标准》编制组得以成立，并且第一次工作会议于 2020 年 7 月 8 日举行。

2020 年 12 月 21 日召开的全国住房和城乡建设工作会议提出了一些举措。其一，要加快发展“中国建造”，推动建筑产业进行转型升级。其二，要加快推动智能建造与新型建筑工业化协同发展，同时建设建筑产业互联网平台。其三，要完善装配式建筑标准体系，大力推广钢结构建筑。

一、钢结构住宅的技术体系分析

（一）结构系统

1．竖向及抗侧力体系

装配式钢结构住宅需采用大开间的结构布置形式，且户内空间要灵活可变。应根据建筑功能、建筑物高度以及抗震设防烈度等条件，从以下结构体系中进行选择（GB/T 51232）：

（1）钢框架结构（适用于建筑高度30m以下的建筑）

钢框架具有支撑结构，支撑包括中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑

钢框架与剪力墙（或延性墙板）构成的结构，其中剪力墙可以是预制的钢筋混凝土剪力墙，也可以是现浇的钢筋混凝土剪力墙，而延性墙板包括钢板剪力墙、钢板组合剪力墙以及钢框架内填竖缝混凝土剪力墙等。

（4）交错桁架结构

低层冷弯薄壁型钢结构适用于建筑层数不大于 3 层，并且檐口高度不大于 12m 的情况。

2．楼板体系

这些体系包括钢筋桁架楼承板、预制叠合楼板以及预应力叠合楼板（PK 板）等。

预制混凝土叠合楼板具备底面平整以及跨度大等优点。它可根据四周板的支承条件，设计为单向板或者双向板，并且板缝可以进行密缝拼接或者宽缝拼接连接。

（二）外围护系统

外围护系统包含外墙系统与屋面系统。外墙系统适宜使用轻质材料，并且适宜运用干式工法。外墙系统的材料种类较为繁多，其施工工艺以及节点构造也存在差异。

1．外墙板的主要类型

按照外围护系统构造情况，可主要分为以下四种：

（1）预制混凝土外挂墙板（简称大板）

包括预制混凝土外墙板、预制混凝土夹心保温外墙板等。

（2）轻质条板

包含蒸压加气混凝土板（ALC），还有轻集料混凝土板，以及复合夹心条板等。

（3）钢木骨架组合外墙板

包括金属骨架组合外墙板、木骨架组合外墙板等。

（4）建筑幕墙

包括玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙、人造板幕墙等。

2．外墙板的性能要求

外墙板的性能要求主要包括安全性、功能性和耐久性等。

（1）安全性要求（须关注可靠连接和防裂）

安全性能要求指的是与人身安全相关的关键性能指标。对于钢结构住宅外围护体系来说，要符合基本的承载力要求和防火要求。具体而言，可分为抗风压性能、抗震性能、耐撞击性能以及防火性能这四个方面。外墙板需通过弹性方法来确定其承载力与变形，同时要明确荷载及作用效应的组合；在荷载及作用处于标准组合的情况下，外墙板不能因为主体结构的弹性层间位移而出现塑性变形、开裂以及脱落的情况；当主体结构的层间位移角达到大震的程度时，外墙板不应该发生掉落的现象。

耐撞击性能需依据外围护系统的构成来确定。对于幕墙体系而言装配式钢结构建筑优点，能够参照现行的国家标准《建筑幕墙》GB/T 21086里的相关规定。其中，撞击能量最高为 900J，降落高度最高为 2m，并且试验次数不得小于 10 次。与此同时装配式钢结构建筑优点，试件的跨度以及边界条件一定要与实际工程相符合。

外围护系统除幕墙体系外，应提升耐撞击的性能要求。外围护系统的室内侧装饰面以及室外侧装饰面，特别是类似薄抹灰做法的外墙保温饰面层，也应明确抗冲击性能要求。

（2）功能性要求（须关注防水和节能）

功能性要求指的是外围护体系需满足居住使用功能的基本需求。具体而言，包含水密性能、气密性能、隔声性能以及热工性能这四个方面。

水密性能包含基层板的不透水性以及接缝处的止水和排水性能。具体的措施是通过构造防水加上材料防水（如企口、高低缝、排水孔、专用胶等）来实现。气密性能要求装饰板的接缝要少，并且在接缝处使用气密材料进行封堵。隔声性能应当符合现行的国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB 50118的相关规定，要求基层板的密度要大，孔隙要少。热工性能需符合国家现行标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189 以及《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26 的相关规定。轻质混凝土条板都具备良好的保温性能，其具体措施为采用条板与保温层（如岩棉、EPS、石墨 EPS 等）相结合的方式。

（3）耐久性要求

耐久性要求会对外围护系统的使用寿命以及维护保养时限产生直接影响。不同的材料在耐久性方面的性能指标要求存在差异。经过耐久性试验之后，还需要再次对相关的力学性能进行测量，以此来确保其使用的稳定性。外墙板若以水泥基类板材作为基层板，需符合现行行业标准《外墙用非承重纤维增强水泥板》JG/T 396的相关规定，要满足抗冻性的要求，要满足耐热雨性能的要求，要满足耐热水性能的要求，还要满足耐干湿性能的要求。

3．外墙板与主体结构的连接

外墙板与主体结构的连接形式不同，可分为外挂式安装、内嵌式安装以及嵌挂结合式安装。

（1）外挂式安装

外挂式安装的施工速度较快，能够很好地克服钢结构构件挠度变形对墙体造成破坏这一缺陷。同时，墙板能够包裹钢结构构件，既易于装饰，又不易形成冷桥。然而，外挂式墙体安装存在一些缺点：其一，对墙板的构造材料要求较高，使得墙体造价相对较高；其二，墙体的厚度及自重较大，专用金属连接件的造价也会比较高；其三，由于墙板位于结构构件的外侧，会导致室内露梁露柱。

（2）内嵌式安装

内嵌式安装现场施工量比较大，不能完全将钢结构梁柱系统包裹住，这样容易形成冷热桥，所以需要进行二次包裹。然而，钢结构构件在承受荷载时挠度变形较大，会对内嵌式墙体造成破坏，容易导致楼板与墙板的接缝处出现漏雨和渗水的情况，从而影响居民的使用。

1．合肥下塘松林苑三期效果图

2．长春润德双丰装配式钢结构住宅项目效果图

（三）内装系统

装配式钢结构建筑的内装系统需采用轻质材料，并且宜运用装配式装修。厨房宜采用集成式部品，卫生间也宜采用集成式部品。内装部品主要包含以下三个方面：其一，隔墙需采用装配式轻质隔墙，像龙骨类隔墙、轻质水泥基板类隔墙以及轻质复合板类隔墙等；其二，吊顶应使用装配式部品，厨房和卫生间的吊顶在管线集中的部位要设置检修口；其三，地面宜采用装配式部品，最好采用可敷设管线的架空地板系统等集成化部品，这样便于进行管线的检查和维修。

内隔墙

钢结构住宅的内墙板属于非承重构件。这种内墙板应使用轻质高强的材料。宜选用免抹灰的隔墙板。其主要包含分户隔墙和户内隔墙。

（1）内隔墙的主要类型

包括龙骨类隔墙、轻质水泥基隔墙、轻质复合隔墙等。

（2）内墙板的性能要求（须关注隔音和防裂）

分户隔墙的性能要求主要包含安全性、功能性和耐久性等方面。安全性能包含抗震性能、抗冲击性能以及防火性能这三个方面；功能性能包含隔声性能等，且隔声性能要大于 35dB；耐久性要求指的是内隔墙的使用寿命以及维护保养的时限。

内隔墙会依据具体的位置以及性能方面的要求，选用不一样的墙体类型。通常来讲，分户隔墙的厚度是 200mm，而户内隔墙的厚度则为 90mm 或者 100mm。

面层板使用防水涂装板，以此来保证空间的防水要求。

（3）内墙板与主体结构的连接

内墙板需与主体结构进行可靠连接。在吊挂荷载（＞100kg）能满足且抗冲击性能达标的前提下，要避免在地震作用下出现倒塌情况，以防造成生命和财产的损失。为降低内墙板的种类数量，钢梁高度最好保持统一。内墙板应能适应钢结构的变形，板长应预留 5mm 至 10mm 的安装缝隙。安装完毕后，要用柔性材料将缝隙填实，以避免对隔声性能产生影响。

（四）设备与管线系统

装配式钢结构建筑的设备与管线系统需遵循易检修、可更换的原则；管线要与结构系统相分离，在维修更换管线时不能对主体结构造成影响；各类设备与管线应当进行综合设计，减少平面交叉情况的出现，并且合理利用空间。

1．给水排水系统

给水分水器的管道要与用水器具一对一连接，并且管道中间不能有连接配件；排水管道最好采用同层排水技术。

2．暖通空调与燃气系统

室内供暖系统采用低温地板辐射供暖时，宜采用干法施工。

3．电气与智能化系统

电气和智能化的设备与管线宜采用管线分离的方式。

二、钢结构住宅的发展趋势

（一）钢结构住宅应向大开间大进深、空间灵活可变方向发展

目前，许多钢结构住宅的平面和户型依旧采用剪力墙结构小开间的布置方式。这种布置方式不仅导致结构设置不合理，还对房间的使用功能产生了严重影响。为了达成户内空间灵活可变的目标，并且充分发挥钢结构大跨度的优势，钢结构住宅应该朝着大开间大进深的方向发展，同时将钢框架优先布置在外墙和分户墙处。

钢结构住宅要实现健康发展，就需要钢结构、外围护系统以及内装系统共同发力。

随着全装修和装配化装修的不断推进，钢结构住宅的外围护和内装系统的研发与应用将会取得重大的进展。

（三）钢结构住宅应充分发挥其抗震性能佳和施工工期短的优势

钢结构构件制作较为简便，加工精度也较高。现场施工的精度同样很高，这为外围护墙和内隔墙的安装以及装饰装修提供了便利。同时，它还能有效地提升住宅的品质。钢结构住宅重量较轻，抗震性能良好，施工速度较快，在现场施工时 2 至 3 天就能建设一层。结合装配化装修的穿插施工，能够极大地缩短施工工期。