淺議住宅鋼結構的特點及其設計思路(1).

1、淺議住宅鋼結構的特點及其設計思路(1)鋼結構應用于建筑已有數(shù)十年的歷史。為了凸現(xiàn)鋼結構住宅的優(yōu)點，本文簡單 介紹了鋼結構的優(yōu)點及其在住宅上的設計思路。關鍵詞：鋼結構 住宅 可行性 設計思路1 1 鋼結構的優(yōu)點一般來說，材料的特性是推出新型建筑形式的出發(fā)點。鋼結構 是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和其它材料的結構 相比，鋼結構有如下一些特點。1.11.1 材料的強度高，塑性和韌性好 鋼材和其它建筑材料諸如 混凝土、磚石和木材相比，強度高得多。因此，特別適用于跨度大或荷載很大 的構件和結構。鋼材還具有塑性和韌性好的特點。塑性好，結構在一般條件下 不會因超載而突然斷裂；韌性好，結

2、構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能 力和延性還使鋼結構具有優(yōu)越的抗震性能。另一方面，由于鋼材的強度高，做 成的構件截面小而壁薄，受壓時需滿足穩(wěn)定的求，強度有時不能充分發(fā)揮。1.21.2 材質均勻，與力學計算的假定比較符合 鋼材內部組織比 較接近于勻質和各向同性，而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。因 此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。鋼材在冶煉和軋制 過程中質量可以得到嚴格控制，材質波動的范圍小。1.31.3 鋼結構制造簡便，施工周期短 鋼結構所用的材料單純而 且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作，因此，大量的鋼結構一般在專 業(yè)化的金屬結構廠做成構件，精確度較高。構

3、件在工地拼裝，可以采用安設簡 便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行 吊裝，以縮短施工周期。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加 固，用螺栓連接的結構還可以根據(jù)需進行拆遷。1.41.4 鋼結構的重量輕 鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大， 但鋼結構卻比鋼筋混凝土結構輕，原因是鋼材的強度與密度之比比混凝土大得 多。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的重量最多不超過鋼筋混凝土屋架的 1/31/3 至 1/41/4 ，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近 1/101/10 ，為吊裝提供了方便條件。對于 需遠距離運輸?shù)慕Y構，如建造在交通不便的山區(qū)和邊遠地區(qū)的工程，重量輕也 是一個

4、重的有利條件。當然任何一種材料都不是十全十美的，鋼材的耐腐蝕性和耐火 性就較為欠缺，在對結構進行防護時費用比鋼筋混凝土結構高。不過在沒有侵 蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并涂上合格的油漆，銹蝕問題也并 不嚴重。近年來出現(xiàn)的耐大氣腐蝕的鋼材具有較好的抗銹性能，已經逐步推廣 應用，并取得了良好的效果。鋼材長期經受100100C輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度達 150150C以上時，就須用隔熱層加以保護。 鋼材不耐火，重的結構必須注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石噴涂層或石膏板等加以防護。2 2 鋼結構住宅的特點鋼結構住宅與傳統(tǒng)結構相比，在使用功能、設計、施工以

5、及綜 合經濟方面具有優(yōu)勢，主體現(xiàn)在以下方面。2.12.1 設計制造周期短，設計生產一體化 現(xiàn)代結構設計借助于 計算機和專業(yè)化結構分析軟件，使得設計周期大大縮短，設計中的修改和調整 非常方便。同時，由于鋼結構具有工廠預制、現(xiàn)場安裝的特點，可以將前期設 計和現(xiàn)業(yè)的生產手段相結合，通過網絡計算機和數(shù)控機床結合，使設計人員在 工作室中完成設計后，即由工廠的生產線完成產品制作，具有極高的效率和精 確度，可以大大減少項目建設周期。2.22.2 能夠合理布置功能區(qū)間在居住建筑中，建筑師和居民一 直希望能夠有大跨的無豎向結構的空間，這樣，可以根據(jù)需求進行靈活隔斷， 使室內布置呈多樣化。傳統(tǒng)住宅由于所用材料的性

6、質，限制了空間布置的自 由。2.32.3 承載強度高，抗震性能優(yōu)越 相同的荷載，鋼結構截面最 小，相同的截面，鋼結構承載力最大。在抗震設防區(qū)，鋼筋砼結構有許多不足 之處，而鋼結構重量輕，六層輕鋼住宅的重量僅相當于四層磚混結構的重量， 因此，本身所受的地震作用??；而且，鋼材具有高延性，有較好的耗能能力， 因此，抗震性能好，結構安全度高。2.42.4 施工方面優(yōu)勢突出 現(xiàn)澆砼需連續(xù)施工，在我國北方地區(qū) 受到施工季節(jié)的影響。鋼結構的大部分構件在工廠生產，運往現(xiàn)場通過焊接或 螺栓進行整體組裝，可全天候作業(yè)。施工現(xiàn)場作業(yè)量小，減少了施工臨時用 地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對周圍環(huán)境污染小，提高了施工的機械化

7、水平。2.52.5 綜合造價低鋼結構承載力高，可以實現(xiàn)結構的大開間布 置，構件截面小，與砼結構和磚混結構相比，自重比較輕，地基的處理比較容 易，可以采用天然基礎型式。由于基礎在工程造價中占有比重比較大，上部結 構重量輕可以降低基礎的造價，從而減少整個項目的投資。鋼結構施工機械化 高的特點，從另一方面減少了人工費用和模板等其它輔助材料費用。營生網-關注您的營生摘鋼結構應用于建筑已有數(shù)十年的歷史。為了凸現(xiàn)鋼結構住宅的優(yōu)點，本文簡 單介紹了鋼結構的優(yōu)點及其在住宅上的設計思路。關鍵詞：鋼結構 住宅 可行 性設計思路1 1 鋼結構的優(yōu)點一般來說，本篇論文由網友投稿，3C0M3C0M 文檔只給大家提供一個

8、交流平臺，請大 家參考，如有版權問題請聯(lián)系我們盡快處理。3 3 鋼結構住宅的設計思路3.13.1 判斷結構是否適合用鋼結構鋼結構通常用于高層、大跨 度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性求高、 求能活動或經常裝拆的結構。3.23.2 結構選型與結構布置在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是“概念設計”，它在結構選型與布置階段尤其重. .對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結構體系與分體系之間的力 學關系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經驗所獲得的設計思想，從全局的 角度來確定控制結構的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比

9、較與選擇。所得結構方案往往易于手算、概念清晰、定性正 確，并可避免結構分析階段不必的繁瑣運算。3.33.3 預估截面結構布置結束后，需對構件截面作初步估算。主是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接 H H 型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座 情況，其截面高度通常在跨度的 1/201/501/201/50 之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側向 支撐的間距按 l/bl/b 限值確定時，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復雜計算，這種方法 很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的 構造規(guī)定預估。柱截面按長細比預估，通常 5050入150,150,簡單選擇值在 100100

10、 附 近。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同，可選擇鋼管或H H 型鋼截面等。3.3.4 4結構分析目前鋼結構實際設計中， 結構分析通常為線彈 性分析，條件允許時考慮 P-P- ，p-p-3。新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能，這為更精 確的分析結構提供了條件。3.53.5 構件設計構件的設計首先是材料的選擇。通常主結構使 用單一鋼種以便于工程管理。經濟考慮，也可以選擇不同強度鋼材的組合截 面。構件設計中，現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截面，這和結構內力 計算的彈性方法并不匹配，當前的結構軟件，都提供截面驗算的后處理功能。 由于程序技術的進步，一些軟件可以將驗算時不通過的構件，從給定的截面庫 里選擇加大一級，并自動重新分析驗算，直至通過，如sap2000sap2000 等。這是常說的截面優(yōu)化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量。3.63.6 節(jié)點設計 連接節(jié)點的設計是鋼結構設計中重的內容之 一。在結構分析前，就應該對節(jié)點的形式有充分思考與確定，常常出現(xiàn)的一種 情況是，最終設計的節(jié)點與結構分析模型中使用的形式不完全一致，這必須避 免. .按傳力特性不同，節(jié)點分剛接，鉸接和半剛接。3.73.7 圖紙編制 鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段， 設計圖為設計單位提供，施工詳圖通常由鋼結構制造公司根據(jù)設計