多層輕鋼結(jié)構(gòu)樓蓋的設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性比較

1、多層輕鋼結(jié)構(gòu)樓蓋的設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性比較近年來輕鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展很快，曲中包括多層輕鋼結(jié)構(gòu)建筑和含夾層的門式剛架建 筑。在這些結(jié)構(gòu)當(dāng)小樓蓋的合理選擇對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性顯得至關(guān)重要，它不僅起 到將豎向荷載傳給梁柱,保證抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同作用，而且還影響到建筑的使用功能和 造價(jià)以及施工的進(jìn)度，因此在確定多層輕鋼結(jié)構(gòu)樓蓋的方案時(shí)，應(yīng)主要考慮以下幾點(diǎn)要求:(1) 保證樓蓋有足夠的平面整體剛度。在現(xiàn)代多高層建筑屮由于其功能復(fù)雜，體系多樣且高度較人，為有效地抵抗水平地震及 風(fēng)荷載的作用,樓而必須有足夠的剛度，防止結(jié)構(gòu)因較人的變形而發(fā)牛整體失穩(wěn)破壞。(2) 減輕樓蓋結(jié)構(gòu)的白重及減小樓蓋結(jié)構(gòu)層的高度。在

2、傳統(tǒng)的梁板結(jié)構(gòu)形式中，梁高占建筑的層高較多,選擇適宜的組合樓蓋形式，可以有 效地減小構(gòu)件截血尺寸，增大使用空間，減輕結(jié)構(gòu)自重。(3) 有利于現(xiàn)場(chǎng)安裝方便及快速施工。由于鋼結(jié)構(gòu)的制作安裝是工業(yè)化程度很高的一種結(jié)構(gòu)形式，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮施工屮盡 可能不采取傳統(tǒng)竝支模拆模的繁瑣作業(yè)，以免影響鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度。(4) 較好的防火、隔音性能，并便于燉設(shè)動(dòng)力、設(shè)備及通訊等管線設(shè)施。樓蓋的設(shè)計(jì)在考慮結(jié)構(gòu)安全性的同吋，還應(yīng)該充分考慮它的適用性，經(jīng)濟(jì)性；使建筑中管 線的鋪設(shè)同樓蓋的形式緊密的結(jié)合起來，既節(jié)約了造價(jià)，也美化了環(huán)境。從上述的四點(diǎn)耍求可以看出，我們?cè)谶x擇樓蓋時(shí)不能僅僅從結(jié)構(gòu)的安全性出發(fā)，還要從建 筑的

3、整體性出發(fā)，綜合考慮。就冃前工程中常用的輕鋼結(jié)構(gòu)樓蓋，主耍有以下四種形式：(1) 壓型鋼板混凝十樓蓋。(2) 現(xiàn)澆整體混凝土樓蓋。(3) sp預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋。(4) 混凝土疊合板樓蓋。這四種樓蓋冇著各自不同優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)町根據(jù)工程的使川功能，受力 特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性要求進(jìn)行合理的選取，使我們的樓蓋結(jié)構(gòu)方案有著對(duì)靠的安全性，良好的適用 性和合理的耐久性。木文將對(duì)這四種常用樓蓋的性能和特點(diǎn)做了一些對(duì)比和分析，并結(jié)合一 個(gè)實(shí)際工程，對(duì)它們的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了比較。二、輕鋼結(jié)構(gòu)工程屮常用樓蓋的類型和特點(diǎn)（一）壓型鋼板混凝土樓蓋壓型鋼板混凝土組合樓板是將壓型鋼板鋪設(shè)在鋼梁上，在壓型鋼板和鋼梁翼緣板

4、z間川 i員i柱頭焊釘進(jìn)行穿透焊接，壓型鋼板即可作為澆筑混凝土?xí)r的永久性橈極，也可作為混凝土 板下部受拉鋼筋與混凝土一起共同工作。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用壓型鋼板與混凝土組合樓蓋具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：（1）合理的設(shè)計(jì)后，可不設(shè)施工專業(yè)的模板系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多層同時(shí)施工作業(yè)，人大加快施工 進(jìn)度。（2）壓型鋼板的凹杷i內(nèi)可鋪設(shè)通訊、電力、通風(fēng)、采暖等管線，吊頂方便。（3）壓型鋼板便于運(yùn)輸、堆放，安裝方便，不需拆卸，火災(zāi)危險(xiǎn)性小。（4）施匸時(shí)可起增強(qiáng)鋼梁側(cè)向穩(wěn)定性作用，在纟n合樓板屮壓型鋼板可以作受拉鋼筋使用。在實(shí)際應(yīng)用中組合樓蓋乂分為兩種形式，一種為非組合樓板，另一種是組合樓板。在施 工階段兩者的作用是一樣的,壓型

5、鋼板作為澆筑混凝土板的模板，即不拆卸的永久性模板， 合理設(shè)計(jì)后，不需要設(shè)置臨時(shí)支撐，即由壓型鋼板承受濕混凝土板重量和施工活魚載。兩者 區(qū)別主要在于使用階段，非組合樓板中梁上混凝土不參與鋼梁的受力，按普通混凝土樓板計(jì) 算承載力，而紐合樓板屮考慮混凝土樓板與鋼梁共同工作，同時(shí)鋼梁的剛度也有了提高，為 保證壓型鋼板和混凝土疊合而z間的剪力傳遞，須在壓型鋼板上增加縱向波槽、壓痕或橫向 抗剪鋼筋等。在另一方mi,壓型鋼板組合樓蓋對(duì)建筑物也冇一些不利的因素：（1）用壓型鋼板后，增加了材料的費(fèi)用，尤其是鍍鋅壓型鋼板，本身造價(jià)較高，需耍進(jìn)行防火處理。（2）樓板中增加了壓型鋼板，樓層凈高冇少量的降低，按每層75

6、mm計(jì)，24層大樓合計(jì)為 l.sltlo（3）壓型鋼板目前還沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)生產(chǎn)廠商都有各自的一套技術(shù)資料，給設(shè)計(jì)人員 帶來不便。（二）現(xiàn)澆整體混凝土樓蓋現(xiàn)澆整體混凝十樓蓋是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屮最常用的一種樓板，也是設(shè)計(jì)及施工人員最為熟悉的 一種結(jié)構(gòu)形式。它的一些主要優(yōu)勢(shì)是：（1）施工工藝簡(jiǎn)單，取材方便，造價(jià)低廉，適用范圍廣。（2）平面整體剛度人，抗震性能好。（3）和鋼梁共同工作，形成組合梁，可減小梁截而的高度。（4）不受房i'可形狀的限制，開洞方便，便于設(shè)備和管道的垂直鋪設(shè)。（5）取消了壓型鋼板，減少了用鋼最。盡管它有以上許多優(yōu)點(diǎn)，但在多高層結(jié)構(gòu)的樓板設(shè)計(jì)中并不常用，主要是由于以下兒點(diǎn)不 利

7、因素:（1）自重較人，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)多，現(xiàn)場(chǎng)凌亂。（2）它需要傳統(tǒng)的模板支撐系統(tǒng)，阻礙下部交通，支模拆模比較繁瑣。（3）混凝土澆筑完成后，不能及時(shí)為后續(xù)工作提供條件。（4）樓板混凝土的硬化需要較長(zhǎng)的吋間，對(duì)工期的影響較大。（三）sp預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋sp板是引進(jìn)美國(guó)spancerete公司的牛產(chǎn)設(shè)備和牛產(chǎn)技術(shù)牛產(chǎn)的人跨度預(yù)應(yīng)力混凝土 空心板；典型的sp板此所示。sp板既町用作樓板，又可用作墻板，能很好地滿足房屋的建 筑和結(jié)構(gòu)的要求。以sp空心板做為樓蓋冇以下一些優(yōu)點(diǎn)：（1）跨度大、承載力高。sp板通過板和板z間的共同作用可以承受較大的集屮荷載。另外,sp板采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為受力主筋,英最大跨度可達(dá)

8、18米，可滿足各種結(jié)構(gòu)的需要。（2）任意切割，不受建筑模數(shù)限制。建筑上布局靈活，造型美觀，設(shè)計(jì)多樣化。（3）外觀尺寸準(zhǔn)確，平整度好。由于該板材為機(jī)械成形，表面平整，外形美觀。其表面平 整度誤差能控制在2毫米以內(nèi)，長(zhǎng)寬誤差也都均能控制3毫米以內(nèi)。（4）施工安裝快捷，縮短施工期。（5）抗震性能強(qiáng)；在地面加速度、場(chǎng)地等其他條件相同的情況下，sp板建筑物的延性較好, 抗震性能接近于鋼筋混凝土剪力墻。li木神戶人地震后，曾對(duì)sp板房屋建筑做了調(diào)杳,結(jié) 果表明其抗震性能好，震害較輕。（6）丿ij鋼量低。該板采川預(yù)應(yīng)力鋼絞線,無分布筋和其它構(gòu)造筋,與北京市相同規(guī)格和承 載力的標(biāo)準(zhǔn)圓孔板相比，其用鋼量減少近一

9、半。sp預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋也有一些不足之處：（1）跨度大，運(yùn)輸和吊裝的難度也較普通的預(yù)應(yīng)力圓孔板人，如果不加以注意，容易造成 sp板意外的損壞。（2）現(xiàn)澆混凝土樓板相比，平血內(nèi)的整體剛度較差，sp板之間是用細(xì)石混凝十或砂漿灌板 縫的方式來連為一體的，質(zhì)量不易保證。（3）sp空心板在使用過程屮板與板之間易岀現(xiàn)縱向裂縫，影響美觀。（四）混凝土疊合板樓蓋混凝土疊合板是將預(yù)制鋼筋混凝土板支撐在工廠制作的焊有栓釘剪力連接件的鋼梁上， 在鋪設(shè)完現(xiàn)澆層中的鋼筋z后澆灌混凝土，當(dāng)現(xiàn)澆混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度吋,栓釘連接件使 槽口混凝土、現(xiàn)澆層及預(yù)制板與鋼梁連成整體共同工作，形成鋼一混凝土疊合板組合梁，預(yù) 制板和現(xiàn)澆

10、層相結(jié)合形成疊合板。預(yù)制板按照設(shè)計(jì)荷載配置了承受承受正彎距的受力鋼筋, 并伸出板端,現(xiàn)澆層中在垂直于梁軸線方向配置了負(fù)彎距鋼筋。負(fù)鋼筋和伸出板端的鋼筋（也 稱胡了筋）還同時(shí)兼作纟n合梁的橫向鋼筋抵抗縱向剪力。預(yù)制板既作為底模承受現(xiàn)澆混凝土 自重和施工荷載，乂作為樓ifli板的一部分承受豎向荷載，同時(shí)述作為組合梁翼緣的一部分參 少組合梁的受力。它的主要優(yōu)點(diǎn)是:（1）川預(yù)制板代替了模板，取消了腳手架，使丿施工速度加快。（2）免去了支模的丄序，不中斷下部交通，便于立體交叉丿施工。（3）取消了在預(yù)制板端預(yù)留凹槽，并附設(shè)構(gòu)造鋼筋的傳統(tǒng)復(fù)雜構(gòu)造作法。（4）疊合板組合樓蓋具備一般組合樓蓋（現(xiàn)澆混凝土樓蓋）的

11、良好受力性能。（5）疊合板和鋼梁組合，可以提高了鋼梁的抗彎剛度，減少截面高度，增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（6）它具有輕型人跨，預(yù)制裝配，快速施工等特點(diǎn)，符合現(xiàn)代結(jié)構(gòu)要求和我國(guó)基木建筑發(fā) 展國(guó)情。根據(jù)以上的分析，我們對(duì)四種不同的樓蓋進(jìn)行歸納、類比，見下表：表1統(tǒng)計(jì)歸納表特點(diǎn)類型平而剛度模板支撐施工進(jìn)度樓板跨度管線布置防火性能壓型鋼板組合樓蓋最好不需要快較小好差現(xiàn)澆混凝土樓蓋好需要慢小一般好sp預(yù)應(yīng)力空心板較差 不需要最快大最好 差混凝土疊合板 較好不需要快 較大不好好三、輕鋼結(jié)構(gòu)屮常用樓蓋的經(jīng)濟(jì)性比較下而結(jié)合某工程的設(shè)計(jì)，對(duì)不同形式樓蓋的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較。（一）設(shè)計(jì)的基本條件四川成都一家貝展銷城，該工程為

12、四層框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為12668.8 m2，橫向柱距 為 4x7200mm+3x9000mm+4x7200mmo 縱向柱距為 6x6000mm。如，一層層高為 4.5m,其 余層高為3.9m0所示結(jié)構(gòu)的樓面恒荷載為4.5kn/m2,活荷載為5.0kn/m2,屋面為屋頂花園 上人屋而，恒荷載為5.0kn/m2,活荷載為3.5 kn/m2,該工程位于7度抗震區(qū)，三類場(chǎng)地， 框架的抗震等級(jí)為三級(jí)。采用普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系，主梁采用焊接工形截而；柱采用焊接箱 型截面。框架的橫向和縱向梁柱按剛性連接設(shè)計(jì)，次梁為工字形截面單跨簡(jiǎn)支梁;基礎(chǔ)采用 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。（-）設(shè)計(jì)結(jié)果（1）四種樓蓋川鋼量的比較（見表

13、2）。在方案設(shè)計(jì)階段,對(duì)四種不同的樓蓋型式進(jìn)行了設(shè)計(jì)比較，以便找出一個(gè)用鋼量最優(yōu)， 綜合性能較好的設(shè)計(jì)方案。為了能定量的比較不同樓蓋的用鋼量，在用鋼量統(tǒng)計(jì)中只考慮鋼 柱、鋼梁的重雖，未考慮壓型鋼板，栓釘，現(xiàn)澆板鋼筋的重屋。鋼梁的應(yīng)力比控制在0.70.9, 撓度按l/400控制，鋼林的應(yīng)力比控制在0.40.8,并滿足穩(wěn)定要求。表2用鋼量統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋壓型鋼板非紐合樓蓋名稱類型規(guī)格重量（t）總計(jì)（t）用鋼量柱 1 焊接箱型鋼截面 350x350x10x10 107.61 518.46 40.9 kg/m2柱1焊接箱型鋼截而350x350x12x12 40.36主梁 1 焊接 h 型鋼

14、h450x200x8x12152.76次梁焊接 h 型鋼 h350x200x6x10131.18主梁 2 焊接 h 型鋼 h550x200x8x 1286.55現(xiàn)澆混凝土組合樓蓋壓型鋼板組合樓蓋柱1炸接箱型鋼截面350x350x10x10 107.61 440.7 5 34.7 kg/m2柱1焊接箱型鋼截而350x350x12x12 40.36主梁 1 焊接 h 型鋼 h450x200x6x10120.87次梁焊接h型鋼h350x200x6x885.36主梁 2 焊接 h 型鋼 h550x200x8x1286.55sp預(yù)應(yīng)力空心板非組合樓蓋柱1悍接箱型鋼截面350x350x10x10 107.

15、61 394.46 31. lkg/m2柱1焊接箱型鋼截而350x350x12x12 40.36主梁 1 焊接 h 型鋼 h350x200x6x10102.75主梁 2 焊接 h 型鋼 h750x200x8x 1247.00主梁 3 焊接 h 型鋼 h550x200x8x 1296.75sp預(yù)應(yīng)力空心板組合樓蓋柱1焊接箱型鋼截面350x350x10x10 107.61 344.28 27.2kg/m2柱1焊接箱型鋼截面350x350x12x1240.36主梁 1 焊接 h 型鋼 h350x200x6x 10102.75主梁 2 焊接 h 型鋼 h650x200x8x 1030.25主梁 3 炸

16、接 h 型鋼 h450x200x8x 1063.31混凝土疊合板樓蓋同現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋（組合）518.46440.75 40.9kg/m2 34.7 kg/m2（2）綜合性能的比較：（見表3）表3綜合指標(biāo)類比樓蓋類型用鋼量kg/m2施工進(jìn)度施工費(fèi)用防火費(fèi)用樓板開洞防水性能樓蓋造價(jià)元/ m2樓蓋造價(jià)比壓型鋼板非組合樓蓋（組合）40.9（34.7）快小小不易好180 1.0現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋（組合）40.9（34.7）慢大小易最好110 0.61sp空心非組合樓蓋（組合）31.1（27.2）最快小小不易不好150 0.83混凝土疊合非組合樓蓋（組合）40.9（34.7）快小小易一般130 0

17、.72注：1、樓而造價(jià)比以壓型鋼板組合樓板的樓而造價(jià)為參考基價(jià)。2、現(xiàn)澆混凝土組合樓板厚按120mm計(jì)，考慮支模費(fèi)用。3、sp空心板和混凝土疊合板考慮了運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用；sp空心板跨度按9m以內(nèi)考慮。四、結(jié)束語通過木工程實(shí)例対多層輕鋼體系中采川的組合樓蓋的對(duì)比和分析,我們可以得出以下一些結(jié)論：（1）壓型鋼板非組介樓蓋與組介樓蓋雖然在平米造價(jià)上相同，但它沒冇考慮和鋼梁的組介效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)中梁的用鋼雖較大，增加了造價(jià)，在工程應(yīng)用中并不多見。壓型鋼板組合樓蓋它考慮混凝土和鋼梁的組合效應(yīng)，町顯著提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度, 使梁的撓度減少了 1/3,用鋼量減少了 15%,綜合效益好，在工程應(yīng)用中較為廣泛。(3)

18、現(xiàn)澆混凝土樓蓋用鋼量與壓型鋼板樓蓋相當(dāng)，但它的造價(jià)卻只有壓型鋼板樓蓋造價(jià)的 61%,而且施工工藝簡(jiǎn)單，樓蓋開洞方便，適用于樓蓋開洞較多，施工工期較長(zhǎng)的工程。(4)sp空心板樓蓋它的跨度較大，nj以省去次梁，是授省鋼的；和壓型鋼板樓蓋相比， 用鋼量減少22%,造價(jià)節(jié)約17%,不需支模，施工速度快，在多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)(包括輕 鋼住宅)中將有廣闊的應(yīng)用前景。(5)混凝土疊合板樓蓋既有現(xiàn)澆混凝土的優(yōu)勢(shì)，乂有預(yù)制板快速裝配的特點(diǎn)，用鋼量與現(xiàn) 澆板相同，造價(jià)是壓型鋼板樓蓋的72%,是多高層樓蓋的發(fā)展趨勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題1 .鋼結(jié)構(gòu)，冇低層和多層z分。低層一般不超過3層，用于別墅；多層用于公

19、寓。 本文介紹多層公寓住宅鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些問題。2 .超過9層為高層。1 01 2層乂稱小高層?？拐鹨?guī)范g b 5 0 0 1 1對(duì)1 2層以下和12層以上的房屋提出不同要求。住宅鋼結(jié)構(gòu)一般不宜超過12層。3. 結(jié)構(gòu)抗震性能與結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性冇很大關(guān)系。結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則，地震時(shí)易損 壞，而且除彈性設(shè)計(jì)外還要作彈塑性層間位移驗(yàn)算。因此應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)布置符合規(guī)則性耍 求。4. 住宅鋼結(jié)構(gòu)的平而布置應(yīng)力求規(guī)則、對(duì)稱。住宅鋼結(jié)構(gòu)常見的布置不規(guī)則, 主要是平而不規(guī)則。如平面形狀不規(guī)則，l形等，特別是支撐剪力墻偏置，明顯不對(duì)稱等。 若樓層的最大彈性水平位移超過質(zhì)心水平位移的1 . 2倍就丿直丁平面不規(guī)則此時(shí)需對(duì)

20、支 撐剪力墻的配置進(jìn)行調(diào)幣。結(jié)構(gòu)休系選擇1. 5-6層以下的，可采用框架體系或框架一支撐體系，6層以上的可采用框 架支撐體系或框架一混凝土敢力墻（核心筒）體系。多層房屋大多采用雙重體系。2. 框架柱有h型鋼柱,鋼管檢柱和鋼骨確柱，后兩種為組合柱。在小高層中, 組合柱比h型鋼柱省鋼。3 .剪力墻比鋼支撐的延性低，在大震時(shí)延性低的地震力大，延性好的地農(nóng)力小, 從抗大震的性能來說，鋼支撐比栓剪力墻好。4 鋼框架一碗剪力墻體系屬混介結(jié)構(gòu)，對(duì)它的抗震性能目前研究還不夠，未列 入抗震規(guī)范，雖然現(xiàn)在應(yīng)用較多，選用吋應(yīng)慎重。核心筒宜用小鋼柱加強(qiáng)，也有利于安裝。樓板耍求1. 樓板除了承受豎向荷載并將它傳給框架外

21、，還將水平力傳到各個(gè)柱上，因此 樓板平面內(nèi)的剛度、整體性和承載力也很重要。作為建筑要求，住宅樓板還應(yīng)能隔音。2. 現(xiàn)在用得較多的是壓型鋼板組合樓板，疊合板加現(xiàn)澆層，現(xiàn)澆樓板等。這幾 種樓板的整體性都很好。鋼梁立形成組合梁，梁上要設(shè)置栓釘。3. 預(yù)制板中應(yīng)設(shè)預(yù)埋件，與鋼梁焊接。4在強(qiáng)震區(qū)或重要建筑，柱周邊宜設(shè)置鋼筋和箍筋，以免樓板在水平力下被柱 子壓壞?？姑加?jì)算的基木要求1 .對(duì)雙重體系，框架部分獨(dú)立承擔(dān)的水平力不應(yīng)少于結(jié)構(gòu)底部剪力的2 5%。 其h的是檢驗(yàn)框架作為抗震二道防線是否滿足要求。檢驗(yàn)方法是忽略支撐或剪力墻進(jìn)行，僅 對(duì)框架部分進(jìn)行驗(yàn)算。有的單元式住宅柱子很少，用隔墻支撐鋼梁，往往不滿足

22、此項(xiàng)要求。2. 驗(yàn)算是否符合強(qiáng)柱弱梁，這關(guān)系到結(jié)構(gòu)倒塌機(jī)制，很重要。3 .框架柱長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)符合規(guī)定。4 .驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)域的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和屈服條件。節(jié)點(diǎn)和支掠構(gòu)造要求1 .節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震規(guī)范和高鋼規(guī)程的要求。2 .林通過小懸臂與梁拼接，可以繞過梁柱直接連接的構(gòu)造困難，這是一個(gè)好辦 法。此時(shí)梁拼接人多采用翼緣焊接腹板拼接，也可采用全截面螺栓連接。在以上拼接屮，腹 板拼接要考慮彎矩。3. 翼緣的坡口全熔透焊縫，耍求用一級(jí)焊縫以確保焊接質(zhì)量。有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓 力容器才用一級(jí)焊縫。這是一種誤解。壓力容器很重要,梁翼緣與柱連接同樣很重要，不能用二級(jí)。4. 梁與鋼管輪柱的剛性連接，現(xiàn)在用外加勁肋和內(nèi)隔板的都有，

23、都是對(duì)以的。 但要注意鋼管壁板與隔板或環(huán)板的厚度匹配。5. 7層以上時(shí)，框架一支撐體系中的框架梁柱應(yīng)剛性連接。6. 支撐與鋼管栓連接吋，不應(yīng)將節(jié)點(diǎn)板焊在鋼管管壁上，以防管壁拉開。7. 不應(yīng)在鋼管支撐內(nèi)灌磴，對(duì)抗震不利。8. 1 2層以下町以不設(shè)地下室，但此時(shí)柱腳的計(jì)算反力要加大，嚴(yán)格說來要做 到承受大震時(shí)的反力而不破壞。6、7度區(qū)允許采用外包式柱腳，但8度及以上時(shí)應(yīng)采用埋 入式柱腳。不允許用較接柱腳。附：對(duì)框架結(jié)構(gòu)的一般說明1 .房屋既要承受豎向荷載，又要承受水平力。承受豎向荷載靠梁、柱，承受水 平靠抗側(cè)力構(gòu)件。2 .高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)受水平位移控制，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要使水平位移不 超過控制

24、值。3. 在住宅鋼結(jié)構(gòu)屮，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主耍有三種：鋼架、支撐椎架、剪力墻。4住宅鋼結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)體系是：鋼架（純框架）、框架一支撐，框架一剪力 bk 丄回o5 .這里的框架都是指節(jié)點(diǎn)鋼接的框架。嚴(yán)格說來，框架包含鋼接和餃接框架, 習(xí)慣叫法框架是指鋼接的，較接時(shí)則稱為較接框架。6. 純框架體系最簡(jiǎn)單，它的延性好，抗震性能也是最好的（2 6層的北京長(zhǎng)富 宮飯店就采用純框架）。它的缺點(diǎn)是用鋼較多。但對(duì)多層建筑特別是兩個(gè)方向開間較多的， 純框架用鋼并不多。在i木6 0米以下的鋼結(jié)構(gòu)人部分采用這種體系。7. 框架一支撐和框架一剪力墻是最常用的。它們都是雙重抗側(cè)力體系。在地震區(qū)，要求用雙重抗側(cè)力體系。不宜采

25、用較接松架加支撐（或剪力墻）。在 非抗震區(qū)，可以用錢接框架加支撐或剪力墻。在強(qiáng)震區(qū)結(jié)延性很重要?；炷良袅Φ男阅?不如支撐框架。鋼結(jié)構(gòu)住宅可行性分析1前言鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是住宅建筑的一個(gè)分支，與磚石結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)一樣 是住宅建筑的重要組成部分，它以工廠化生產(chǎn)的鋼梁、鋼柱為骨架，同時(shí)配以新型輕質(zhì)、保 溫、隔熱、高強(qiáng)的墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造而成，其主要承重骨架是市鋼構(gòu)件或鋼管（園 管或矩形管）混凝土構(gòu)件所組成。它在美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家的發(fā)展應(yīng)用己有上百年歷史，由于 具備其他結(jié)構(gòu)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅已經(jīng)給住宅產(chǎn)業(yè)和建筑行業(yè)帶來了一場(chǎng)深層次的 革命，從設(shè)計(jì)、施工、到一系列新材料的使用

26、都岀現(xiàn)了革命性的變化，因而在國(guó)際范圍內(nèi)代 表了未來的住宅發(fā)展新模式。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅起步很晩，大規(guī)模研究開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、施工安裝鋼結(jié)構(gòu)住宅還是近 二三年才發(fā)展起來。目前在北京、犬津、山東萊蕪、安徽馬鞍山、上海、廣卅和深圳等地開 展低層、多層和高層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)工程，已經(jīng)建成30多萬平方米，最近北京賽膊思金屬 結(jié)構(gòu)有限公司將建造12萬平米外企職工公寓，天津市建筑設(shè)計(jì)院為唐山設(shè)計(jì)了 10萬平米的 鋼結(jié)構(gòu)住宅，這些都說明了鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展勢(shì)頭良好。2鋼結(jié)構(gòu)住宅體系鋼結(jié)構(gòu)住宅體系區(qū)別于傳統(tǒng)體系住宅的內(nèi)容主要是指主體鋼結(jié)構(gòu)體系、外圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻體體系以及樓板體系。2鋼結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)體系的型式有多種，但應(yīng)用于

27、住宅的主要可分為鋼松架體系、鋼支撐框架體系、 鋼框架混凝土叨力墻體系、錯(cuò)層桁架體系、巨型結(jié)構(gòu)加了結(jié)構(gòu)體系等。從構(gòu)件的截面形式 上可分為：熱軋h型截面、焊接h型截面、焊接箱形截面、冷彎薄壁方鋼管內(nèi)灌混凝土、 冷彎c型截面、圓鋼管內(nèi)灌混凝十等。鋼結(jié)構(gòu)的防火措施可采用防火噴漆、防火板外包、 耐火鋼等。2.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用墻板的型式，如輕混凝土板、a空板、水泥刨花板、夾心板等。 內(nèi)墻采用輕混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。2.3樓板結(jié)構(gòu)體系樓板的主要型式有：壓型鋼板與現(xiàn)澆混凝土組合樓板、預(yù)制輕混凝土板等。鋼結(jié)構(gòu)選 材上，宜采用q235或q345強(qiáng)度級(jí)別鋼，并應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境和加工條

28、件選擇不同質(zhì)最等級(jí) 的鋼。3鋼結(jié)構(gòu)在住宅中應(yīng)川的優(yōu)勢(shì)鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，在使用功能、設(shè)計(jì)、就丄以及綜合經(jīng)濟(jì)方面具有優(yōu)勢(shì), 主要體現(xiàn)在以下方而。3設(shè)計(jì)制造周期短，設(shè)計(jì)牛產(chǎn)一體化現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)借助于計(jì)算機(jī)和專業(yè)化結(jié)構(gòu)分析軟件，使得設(shè)計(jì)周期大人縮短，設(shè)計(jì)屮 的修改和調(diào)整非常方便。同時(shí)，由于鋼結(jié)構(gòu)貝有工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)安裝的特點(diǎn)，可以將而期設(shè) 計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)手段相結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床結(jié)合，使設(shè)計(jì)人員在工作室中完成 設(shè)計(jì)后，即由丄廠的生產(chǎn)線完成產(chǎn)品制作，具有極高的效率和精確度，可以大大減少項(xiàng)冃建 設(shè)周期。3.2能夠合理布宜功能區(qū)間在居住建筑中，建筑師和居民直希望能夠有大跨的無豎向結(jié)構(gòu)的空間，這

29、樣，可以根據(jù)需求進(jìn)行靈活隔斷，使室內(nèi)布置呈多樣化。傳統(tǒng)住宅由于所用材料的性質(zhì)，限制了空間 布置的口由。如果開間過大，就會(huì)造成樓板厚度大，梁柱截面過大，不但影響室內(nèi)美觀，而 且加人結(jié)構(gòu)重量，增加土建投資。居民在二次裝修吋經(jīng)?？谛懈淖儔w布置，既增加了經(jīng)濟(jì) 負(fù)擔(dān)，乂因破壞承重墻而增加了危險(xiǎn)隱患。鋼結(jié)構(gòu)住宅可以利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，采用人 開間柱網(wǎng)布置，使建筑平面分隔靈活，既為建筑師提供了設(shè)計(jì)的冋旋余地，又給用戶提供了 根據(jù)不同用途改變結(jié)構(gòu)的可能，可以利用非承重墻體靈活分隔室內(nèi)空間，形成開放式住宅。 同時(shí)，利川鋼結(jié)構(gòu)連接簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，在垂直平面內(nèi)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)能更好地應(yīng)川錯(cuò)層、躍層結(jié)構(gòu)。 由于鋼結(jié)構(gòu)住宅的

30、構(gòu)件截而尺寸小，對(duì)以增加使用而積，提高得房率。3.3承載強(qiáng)度簡(jiǎn)，抗震性能優(yōu)越相同的荷載，鋼結(jié)構(gòu)截面最小，相同的截面，鋼結(jié)構(gòu)承載力最大。在抗展設(shè)防區(qū)，鋼 筋檢結(jié)構(gòu)有許多不足z處，而鋼結(jié)構(gòu)重最輕，六層輕鋼住宅的重量?jī)H相當(dāng)于四層磚混結(jié)構(gòu)的 重量，因此，本身所受的地震作用小;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(jié)構(gòu)安全度高。3.4丿施工方面優(yōu)勢(shì)突出現(xiàn)澆妊需要連續(xù)施工，在我國(guó)北方地區(qū)受到施工季節(jié)的影響。鋼結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)件在 工廠生產(chǎn)，運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)通過焊接或螺栓進(jìn)行整體組裝，可全天候作業(yè)。丿施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小，減 少了施工臨吋用地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對(duì)周圍環(huán)境污染小，提高了施工的機(jī)械化

31、水平。 由于鋼結(jié)構(gòu)本身可作為勁性結(jié)構(gòu)承擔(dān)結(jié)構(gòu)荷載和施工荷載，施工時(shí)可以節(jié)省支模、拆模的材 料，由此降低成札 人大加快施工速度。資金價(jià)值在施t沖充分體現(xiàn)，減少資金成本，對(duì)開 發(fā)商的銷售和資金回籠極為有利。3.5綜合造價(jià)低鋼結(jié)構(gòu)承載力鬲，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的大開間布置，構(gòu)件截而小，與妊結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)相 比，自重比較輕，地基的處理比較容易，可以采用天然基礎(chǔ)型式。由于基礎(chǔ)在工程造價(jià)中占 有比重比較人，上部結(jié)構(gòu)重量輕可以降低基礎(chǔ)的造價(jià)，從而減少整個(gè)項(xiàng)目的投資。鋼結(jié)構(gòu)施 工機(jī)械化高的特點(diǎn)，從另一方面減少了人工費(fèi)用和模板等其它輔助材料費(fèi)用。鋼結(jié)構(gòu)住宅的工程造價(jià)是個(gè)很敏銳的問題，從id前的情況看，鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價(jià)要

32、略 高于鋼筋栓剪力墻住宅。有專家測(cè)算，小高層住宅鋼結(jié)構(gòu)用鋼量對(duì)控制在每平方米50公斤 以下，工程造價(jià)增幅即可控制在10%左右，但綜合效益十分可觀，并將推進(jìn)住宅牛產(chǎn)經(jīng)營(yíng) 方式的變革，拉動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而隨著體系化、產(chǎn)業(yè)化水平的提高，性能價(jià)格比也會(huì)提 高，成本將會(huì)有所降低。3.6符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化、商品化程度高。它能將節(jié)能、防水、隔熱、門 窗等先進(jìn)的成品集合在一起，實(shí)現(xiàn)綜合成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、丿施工安裝一體化，提高住 宅的產(chǎn)業(yè)化水平。今后隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市改造需要拆除大量的舊建筑，鋼結(jié)構(gòu)比傳 統(tǒng)結(jié)構(gòu)的拆除更容易實(shí)施，鋼材回收利用率高、拆除成

33、本低、污染較小，符合可持續(xù)發(fā)展的 要求。4我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑基本情況近年來，隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，鋼結(jié)構(gòu) 住宅作為一種綠色環(huán)保建筑，已被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)冃。特別是在我國(guó)大中城市中，人 多、土地資源少，而人們對(duì)住宅密度、環(huán)境綠地等要求越來越高的悄況下，較大范圍應(yīng)用鋼 結(jié)構(gòu)住宅，是我國(guó)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。1985年在上海建造的金沙江大酒店，是第一幢自己設(shè)計(jì)并使用國(guó)產(chǎn)h型鋼材料制造 和安裝的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。1996年，深圳建成了高度325米的帝王大廈，是國(guó)內(nèi)第幢超 高層鋼結(jié)構(gòu)大廈。2002年3月，一座高達(dá)18層、采用h型鋼建造的鋼結(jié)構(gòu)住宅樓在安徽省

34、馬鞍山市動(dòng)工建設(shè)。它是我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)從鋼筋混凝土跨進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)模式的重要標(biāo)志。上海同時(shí) 有6幢鋼結(jié)構(gòu)高層住宅在建設(shè)，最終他們將建到100米、34層，這在國(guó)內(nèi)還是首次。北京 住宅也啟用了鋼結(jié)構(gòu)，位于朝陽區(qū)十里堡的晨光家園b區(qū)，全部采用h型鋼鋼梁、鋼柱。2 002年9刀開盤的北京金浪公寓，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的空白。同時(shí)，也標(biāo)志著我國(guó)住宅的開發(fā)和建設(shè)己步入了全新的住宅鋼結(jié)構(gòu)體系時(shí)代。5鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展前景住宅產(chǎn)業(yè)化是我國(guó)住宅業(yè)發(fā)展的必由z路，因?yàn)檫@將成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng) 點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化牛產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化制作，而與之相配套的墻體材料可以采用 節(jié)能、環(huán)保的新型材料，它屬綠色環(huán)保

35、性建筑，可再生重復(fù)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略, 因此鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)的研究成果必將大大促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，直接影響著 我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和前途。目前，國(guó)內(nèi)的建筑業(yè)住產(chǎn)效率較低，尚屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，而鋼結(jié)構(gòu)住宅屈于高技術(shù) 高效率的產(chǎn)業(yè)，加快對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究，將促進(jìn)建筑業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，并將帶動(dòng) 建材、冶金、倍息機(jī)械尤其是鋼鐵企業(yè)的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展將帶動(dòng)住宅施工行業(yè)的革 新。如果說鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展使施工從手工業(yè)進(jìn)入了機(jī)械化，那么鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就將使 住宅施工實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化?！颁摻Y(jié)構(gòu)是環(huán)保住宅，鋼結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展概念"。有專家預(yù)言：3 年內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅將成為建筑

36、現(xiàn)代化發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)點(diǎn)。21世紀(jì)鋼結(jié)構(gòu)將占領(lǐng)廣闊的建筑 市場(chǎng)。鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小若干值得注意的問題探討發(fā)布時(shí)間:2006-4-26點(diǎn)擊次數(shù):796次0、鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的前景長(zhǎng)期以來，我國(guó)因缺少鋼材而對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用加以限制，使建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用限 制在很小的范圍內(nèi)，建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占全國(guó)鋼材總產(chǎn)量的比重極低。1996年，我國(guó)鋼產(chǎn) 最首次突破億噸，1998年我國(guó)鋼產(chǎn)最己達(dá)到11434萬噸，而且每年增產(chǎn)300萬噸，形成了 鋼材供過于求的新形勢(shì)，為發(fā)展我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)事業(yè)創(chuàng)造了極好的時(shí)機(jī)。隨著鋼產(chǎn)量的不斷提肓，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)綠色環(huán)保型建筑的不斷耍求，鋼材應(yīng)用 于住宅建筑主體結(jié)構(gòu)是歷史所趨

37、。我國(guó)正在加速發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，發(fā)展以標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化、通用化，以專業(yè)化、社會(huì)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)為基本方向的住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化體制。 國(guó)家建設(shè)部和中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)正在組織研制和開發(fā)多層輕鋼結(jié)構(gòu)的住宅建筑體系 的結(jié)構(gòu)選型，新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)與隔斷體系以及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及配件，結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)與施工技術(shù), 編制相應(yīng)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范和規(guī)程。町以預(yù)見，不遠(yuǎn)的將來鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和應(yīng)丿ij會(huì) 有新的飛躍。目詢經(jīng)國(guó)內(nèi)廣泛研究、實(shí)驗(yàn)分析，鋼結(jié)構(gòu)住宅通用體系用于民用住宅，具有獨(dú)特的優(yōu) 勢(shì)，與其它住宅通用體系相比，其主要特點(diǎn)是：1、自重輕，可減輕建筑物的重雖約30%,冇利于建設(shè)高層，特別是在地質(zhì)承載力低 的地方

38、和地震烈度較髙的地方，其綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于般住宅建筑體系。2、布置靈活，開間大，使房型豐富，約町提高建筑面積3%5%。具冇充分的靈活性、 可改性和安全性，有利于滿足現(xiàn)代人的居住需要，適應(yīng)現(xiàn)代住宅的市場(chǎng)需求。3、可以工廠化生產(chǎn)，更易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、定型化、批量化生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。4、施工周期人人縮短。據(jù)研究，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可縮短 一半，減少濕作業(yè)量，且其節(jié)能指標(biāo)可達(dá)50%,屬環(huán)保型綠色建筑體系。本文以筆者設(shè)計(jì)的鎮(zhèn)江市某多層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)工程為例，介紹了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中值得 注意的兒個(gè)問題及其相應(yīng)對(duì)策。1、鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系布登冃前國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑體系主耍有純框架體系、框架支撐體系

39、、框架核心筒體系等結(jié) 構(gòu)形式1,各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)分析參見文獻(xiàn)1。鋼結(jié)構(gòu)住宅構(gòu)件的截而形式分為：熱軋h型鋼截面，焊接h型鋼截面、鋼骨混凝土 截面、焊接箱形截面、冷彎焊接方管或圓管截面等，各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)見表1。表1 ；不同柱截面形式的性能比較tab ;1 ;difference ;pole ;section's capability ;compared項(xiàng)目；h型鋼;鋼骨混凝土；鋼管；鋼管混凝土承載性能;較好;好;一般;好用鋼量;較多;省;較多 ;省 施工速度2；最快；較慢；快；較快防火處理濡處理;不用處理 灘度大;一般造價(jià)2；較高；較??；較高；較省在設(shè)計(jì)過程屮選用何種體系，應(yīng)該綜合考慮多

40、方而的因素，例如突出鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的人 柱網(wǎng)因索和適應(yīng)現(xiàn)代人生活需要的大開間、易改變的布置因索。為了使結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)介理，多層 鋼結(jié)構(gòu)住宅對(duì)結(jié)構(gòu)布置冇些要求。當(dāng)然，這些要求不是絕對(duì)的，而是在可能條件下這樣做會(huì)更經(jīng)濟(jì)，更合理，主要是:;(1)深用矩形平而或由矩形平而單元組成的建筑平面。；(2)；框架柱在房屋橫向宜成列布置。；(3);將支撐或桁架腹桿設(shè)在無孔口的分戶墻中。；(4);釆用間隔桁架體系吋，房屋縱向走廊宜在橫向桁架的中部。我們?cè)O(shè)計(jì)的某輕鋼住宅的平血結(jié)構(gòu)布置圖，從圖上可以看出結(jié)構(gòu)布置采用了大柱網(wǎng)、 大開間的結(jié)構(gòu)布置形式，采用高頻焊接h型鋼體系。2、鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)屮若干值得注意的問題討論在選擇了合適的

41、結(jié)構(gòu)體系、林網(wǎng)布置以后，在設(shè)計(jì)過程小還要有以下兒個(gè)值得注意的 問題。2；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和構(gòu)件的設(shè)計(jì)具冇同等的重要性，因此必須給予充分的 重視。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括梁一柱節(jié)點(diǎn)、梁一梁節(jié)點(diǎn)、柱一柱節(jié)點(diǎn)、柱腳節(jié)點(diǎn)、柱帽節(jié)點(diǎn) 等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保節(jié)點(diǎn)的安全町靠，并盡量采用簡(jiǎn)捷、穩(wěn)定、町靠的丿施丄工藝，減少或避免 現(xiàn)場(chǎng)的焊縫連接。鋼節(jié)點(diǎn)的形式按傳力特性大體可以分為三類：較節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)點(diǎn)、剛性 節(jié)點(diǎn)。剛性、餃接節(jié)點(diǎn)的受力性能、施工工藝研究得比較成熟，因此在工程小取得了廣泛的 應(yīng)用。采用的幾種梁一柱節(jié)點(diǎn)連接形式。由結(jié)構(gòu)布置分析，考慮工程實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)時(shí), 多層房屋鋼結(jié)構(gòu)柱多采用焊接工字形

42、或箱形截血，山于焊接工字形截血腹板乞媳。試連巳躥岱較報(bào)肓壞牧傭嗖捎媒陸櫻恐岱較蛟蚤捎酶戰(zhàn)右問細(xì)3。從圖屮我們不難發(fā)現(xiàn), 餃節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單，施工方便，但它使得梁跨中彎矩加大，增加用鋼量，不經(jīng)濟(jì)；剛性節(jié)點(diǎn)構(gòu) 造復(fù)雜，但其有效的降低了跨屮彎矩，節(jié)約了用鋼，有較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)；而半剛性節(jié)點(diǎn)應(yīng)用 比較少，主要是英受力特性比較復(fù)雜，往往通過試驗(yàn)來取得較為準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。三種形式, 哪一種更加經(jīng)濟(jì)可靠，還有待于在實(shí)際工程中比較、檢驗(yàn)。2.2 ;墻體材料的選取般來說，為了突岀鋼結(jié)構(gòu)自重輕、布置靈活、可改性好的特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅不宜采 丿ij傳統(tǒng)的黏土磚或具它白重較人的材料。通常采川輕質(zhì)材料，比如：空心混凝土砌塊、加

43、氣 混凝十、壓型鋼板加輕質(zhì)保溫材料組成的復(fù)合墻體、osb板、cs板4等。目前使用的比較 多的是蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板(autoclaved;lightvveightconcrete)簡(jiǎn)稱alc板(塊)。這種材料質(zhì)地較輕，具有較好的防水，防滲透能力， 保溫性能好，隔聲效果與一般混凝土空心砌塊相當(dāng)，自身的強(qiáng)度高，施工方便、快捷。無論 做外墻還是內(nèi)隔墻效果都比較理想。在進(jìn)行墻體的設(shè)計(jì)時(shí)，要求對(duì)連接件的強(qiáng)度、質(zhì)料和尺寸有準(zhǔn)確的規(guī)定。對(duì)連接方式 充分考慮墻體和主體結(jié)構(gòu)的特性，盡可能采用簡(jiǎn)捷、快速的連接方法，以便于施工，捉髙作 業(yè)效率。2.3;衛(wèi)生間、廚房設(shè)計(jì)衛(wèi)生間和廚房的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中比較重要的環(huán)

44、節(jié)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)材料的防腐能 力相對(duì)較弱，而衛(wèi)生間和廚房是住宅中用水最多的地方，所以這兩處的防水處理i分重要。 在其它建筑體系中，防水冇兩種方法：結(jié)構(gòu)防水和材料防水。在鋼結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)防水的效果 比較好。正如前文指出，椎架核心筒結(jié)構(gòu)休系把衛(wèi)牛間和廚房放在核心筒內(nèi)，具右良好的 防水性能。對(duì)于其它結(jié)構(gòu)體系要根據(jù)匸程實(shí)際悄況而定，比如對(duì)于框架支撐體系采用壓型 鋼板混凝土組合樓板時(shí)，通常在墻角處將混凝土上翻100150mm。由于h前鋼結(jié)構(gòu)住宅的 工程實(shí)例不是很多，故這方面還有待進(jìn)一步研究、開發(fā)。2.4 ;樓梯對(duì)其它類型鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓梯大都采用鋼樓梯，而住宅體系屮則基本不用，原因是鋼 樓梯的傳音效果較好。故

45、鋼結(jié)構(gòu)住宅中常常釆用混凝土樓梯或者壓型鋼板混凝土組合樓梯。 在設(shè)計(jì)時(shí)要注意樓梯梁的放置位置和處理,因?yàn)橥ǔＧ闆r下,這里會(huì)出現(xiàn)梁梁連接，這種 連接會(huì)使得被連接梁承受集屮荷載，這樣該梁比較容易發(fā)牛局部失穩(wěn)。該鋼樓梯采用6mm鋼折板做踏板，上而澆注混凝土，踏板兩端用l50x6角鋼與樓梯 梁（槽鋼）通過m12螺栓連接。這種做法利用40mm混凝土克服了一般鋼梯傳音效果好的 弱點(diǎn)，同時(shí)槽鋼上翼緣可以焊接合金樓梯扶手，施工簡(jiǎn)便，值得推廣。2.5 ;樓蓋體系多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的樓板必須冇足夠的承載力、剛度和整體性，當(dāng)前較常采用的是在鋼 梁上鋪設(shè)壓型鋼板，再澆注100mm左右的鋼筋混凝土板，即形成壓型鋼板組合樓板。

46、樓蓋 梁一般采用簡(jiǎn)支等高連接，有時(shí)也可做成不等高連接，如采用壓型鋼板組合樓板時(shí)，為了便 于鋪設(shè)壓型鋼板，主次梁頂而需相差壓型鋼板厚度，同時(shí)還可以增人建筑凈層高。在設(shè)計(jì)過 程屮，要考慮鋼梁和樓板的組合作用，這樣會(huì)顯著提高粱的承載力和整體穩(wěn)定性，并有效降 低梁高，節(jié)約用鋼，降低工程造價(jià)5。壓型鋼板組合混凝土樓板，除了按計(jì)算（并滿足構(gòu)造要求）在鋼梁上焊接栓釘外，為了 保證混凝土和壓型鋼板共同工作，它們之間應(yīng)有連接措施，根據(jù)規(guī)范規(guī)定6；7,具連接措施對(duì)以依靠壓型鋼板的縱向波槽或依靠壓型鋼板的上的壓痕、開的小洞或沖成的不閉合孔眼，也可以依靠床烈鋼板上焊接的橫向鋼筋。3、結(jié)束語木文介紹了鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

47、過程中應(yīng)該注意的兒點(diǎn)問題和相應(yīng)的解決方法。鋼結(jié) 構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系在我國(guó)正處于一個(gè)起步階段，國(guó)家政策的導(dǎo)向，國(guó)民生活的提高對(duì)住宅提出 的耍求等為鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展利應(yīng)用提供了非常廣闊的前景，全國(guó)各種鋼結(jié)構(gòu)住宅 設(shè)計(jì)、開發(fā)、施工公司有如雨后春筍。本文研究?jī)H是一個(gè)起步，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在以下幾方面述值得進(jìn)一步研究開發(fā)。1、對(duì)各種抗腐蝕性優(yōu)的鋼種的研究開發(fā)；2、半剛性連接節(jié)點(diǎn)受力性能分析、研究；3、隔墻板材的布置、排版的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化研究，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定以及相關(guān)設(shè)計(jì)軟 件的開發(fā)；4、樓|衍結(jié)構(gòu)整體受力性能的研究；5、結(jié)構(gòu)抗震的計(jì)算與分析：6、結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、各種大型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)與研究

48、。7、鋼結(jié)構(gòu)住宅施工方法研究。、概述改革開放以來，我國(guó)的鋼產(chǎn)量有了很大的提高，特別是從1997年以后，我國(guó)的 鋼產(chǎn)量連續(xù)四年超過億噸，但我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占總鋼產(chǎn)量的比例僅為2%,而在鋼結(jié)構(gòu) 用鋼量屮，建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼蜃又僅占10%,這與我國(guó)作為產(chǎn)鋼人國(guó)的地位是很不相稱的， 為此國(guó)家外經(jīng)貿(mào)委會(huì)同冶金部制定了在建筑工程中推廣使用鋼結(jié)構(gòu)的一系列政策措施，爭(zhēng) 取在”十五“期間建筑鋼結(jié)構(gòu)的用量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的3%,至2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)的用量達(dá)到總 鋼產(chǎn)量的6%,而建設(shè)部將鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的開發(fā)和應(yīng)用作為我國(guó)建筑業(yè)用鋼的突破點(diǎn)，并 且制定了鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則和鋼框架核心筒住宅建筑體系技術(shù)導(dǎo)則。

49、 鋼結(jié)構(gòu)住宅具有強(qiáng)度高、白重輕、抗震性能好、施工速度快、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小、工業(yè)化程度 高的特點(diǎn)，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)又是可重復(fù)利用的綠色環(huán)保材料，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅是符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政 策的推廣項(xiàng)隨著國(guó)家禁用實(shí)心粘土磚和限制使用空心粘上磚的政策的推出，加快住宅產(chǎn) 業(yè)化進(jìn)程、積極推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅體系已迫在眉睫。但我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)住宅尚處丁探索起步階段, 這種體系在鋼結(jié)構(gòu)防火、梁柱節(jié)點(diǎn)做法、樓板形式、配套墻體材料、經(jīng)濟(jì)性及市場(chǎng)可接受程 度上尚有許多不完善之外。從前兒年開始，全國(guó)陸續(xù)現(xiàn)了一批鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)項(xiàng)目，如山東 萊鋼的櫻花間住宅小區(qū)、犬津的鋼框架一剪力墻高層住宅、北京賽網(wǎng)思金屈結(jié)構(gòu)有限公司的 鋼框架核心筒多層住宅、上海

50、冶金設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的陸海城、屮福城項(xiàng)目、馬鞍山鋼鐵股份有限 公司設(shè)計(jì)的18層示范實(shí)驗(yàn)住宅樓等。我院的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)剛剛起步，為使大家對(duì)鋼結(jié)構(gòu) 住宅有一全面了解，為今后的設(shè)計(jì)積累必要的技術(shù)資料，現(xiàn)對(duì)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系作一介 紹。二、結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系大致口 j分為以下幾種形式：（1）鋼框架與混凝土筒體（墻休）的混合結(jié)構(gòu)體系（2）鋼框架加支撐的結(jié)構(gòu)體 系（3）鋼框架與預(yù)制混凝土墻體的框剪結(jié)構(gòu)體系（4）純鋼框架結(jié)構(gòu)體系（5）錯(cuò)列桁架結(jié) 構(gòu)體系（6）輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系1. 鋼樁架與混凝土筒體（墻體）的混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的平面布置一般為樓電梯或衛(wèi)牛間采用鋼筋混凝土，形成上要的抗側(cè)力結(jié)

51、構(gòu)，而外周的框架則采用鋼框架，這種結(jié)構(gòu)體系將鋼材的強(qiáng)度高、重量輕、施工速度快和混凝土的 抗壓強(qiáng)度高、防火性能好、抗側(cè)剛度人的特點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來，外周梁柱連接一般采用剛性 連接，而樓面鋼梁與混凝土墻則采用錢結(jié)，由于混凝土承擔(dān)了絕大部分的水平力，故而混合 結(jié)構(gòu)的位移控制指標(biāo)可參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)釆用，但框架部分承擔(dān)的地震力不得小于結(jié)構(gòu)底 部剪力的20%和樓層最人剪力的1.8倍二者的較小值，在人多數(shù)情況下，后者往往起控制作 川，這種體系的住宅平面上應(yīng)限制無剪力墻部分框架的長(zhǎng)度，否則樓面無限剛的假定將很難 滿足。這種的受力特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)整體破壞屬于彎剪型，結(jié)構(gòu)破壞主要集中于混凝土芯筒，特別 是結(jié)構(gòu)下部的混凝

52、土筒體四角，對(duì)這部位應(yīng)了加強(qiáng)，保證筒體的延性，此外鋼梁與混凝土墻 體的連接部位受力復(fù)雜，也是最易遭受破壞的地方，該節(jié)點(diǎn)應(yīng)保證能承受鋼梁可能出現(xiàn)的軸 向力。這種體系的不足z處為芯筒為混凝土，重量減少不是很多，現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土的工作量 仍然較人。從建筑平面布置的如度來看，柱子一般布置在陽臺(tái)或轉(zhuǎn)角部件，以利于住戶的裝 修處理。2 鋼框架支撐體系對(duì)于多層及小高層建筑，可以建筑的外墻，結(jié)合門窗位置雙向交叉支撐，支撐采 用角鋼、槽鋼成圓鋼，可按拉桿設(shè)計(jì)，而r在輕鋼住宅結(jié)構(gòu)中，支撐也不一定必須從下到上 同一位置設(shè)置，也可跳格布置，其冃的主要是為了增加結(jié)構(gòu)的剛度，對(duì)于外墻開有門窗吋, 也可在窗臺(tái)高度范圍內(nèi)布置，

53、形成類似周邊帶狀桁架的結(jié)構(gòu)形式，対結(jié)構(gòu)整體剛度進(jìn)行加強(qiáng)。 對(duì)高層住宅，可選擇山墻和內(nèi)墻布置中心支撐或偏心支撐，值得注意的是，當(dāng)采川單斜柱體 系時(shí)，應(yīng)設(shè)置不同傾斜方向的兩組單斜桿，以抵抗雙向地震作用，在節(jié)點(diǎn)方而，若支撐足以 承受建筑物的全部側(cè)向力作用，則梁柱可部分或全部做成剛接。在高烈度地區(qū)，如果柱子比較細(xì)長(zhǎng)，則人多采用偏心框架體系，這種體系的特點(diǎn) 是，在小役或中等烈度地表作用下剛度足以承受側(cè)向水平力，在強(qiáng)層作用下乂具冇很好的延 性和耗能能力。支撐框架在水平力作用下，類似于豎向懸臂桁架，柱子像弦桿一樣承擔(dān)外部 荷載產(chǎn)生的彎矩，斜支撐和梁如同腹桿承受水平力，腹桿承擔(dān)水平剪力，弦桿的軸向變形對(duì) 框架

54、側(cè)向變形的影響使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生”彎曲”的形狀，而腹桿的變形對(duì)框架側(cè)向變形的影響使結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生”剪切,啲形狀，最終形成的側(cè)向變形形狀是彎、剪兩種曲線效果的組合，彎、剪效呆的 相對(duì)人小，主要取決了耗能支撐的剛度，一般在均衡的低層支撐結(jié)構(gòu)屮，剪切變形最為重要, 有吋它基本決定了結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形，因此這種結(jié)構(gòu)的底層層間變形較大；在中高層結(jié)構(gòu)中， 柱子中較人的軸向力和變形以及二者沿高度的人量積累使彎曲變形占主導(dǎo)地位，在高寬比人 于8的單對(duì)角支撐區(qū)格中，全部水平位移的60%70%通常是彎曲變形引起的，因此這種結(jié) 構(gòu)的頂端或接近頂端的層間變形最大，據(jù)此認(rèn)為，對(duì)于剪切羽的低層結(jié)構(gòu)，應(yīng)注意在結(jié)構(gòu)的 底部設(shè)置耗能支撐；對(duì)于

55、彎曲型的中髙層結(jié)構(gòu)，不能忽視在結(jié)構(gòu)的頂部設(shè)置耗能支撐，支撐 布置吋，不得采用支撐點(diǎn)在柱中的k形支撐，同時(shí)對(duì)支撐構(gòu)件應(yīng)控制其軸壓比，7度吋一般 不得人與/fyo如果作為住宅結(jié)構(gòu)層高較低，構(gòu)件節(jié)間尺寸較小，導(dǎo)致支撐構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)數(shù)最均 較多，而月傳力路線較長(zhǎng)，抗側(cè)效果差，支撐結(jié)構(gòu)體系也口j考慮采用跨層支撐。3 鋼框架一預(yù)制混凝土墻體這種體系一般預(yù)制混凝土墻體屮均埋有鋼板支撐，它貝有在支撐點(diǎn)處于鋼框架相 連，而且混凝土墻板與框架梁柱留冇空隙，從受力上來說，它仍是一種支撐。但其特點(diǎn)是內(nèi) 藏鋼板按強(qiáng)度控制設(shè)置，不考慮屈曲。對(duì)混凝土墻體應(yīng)雙面配筋，且雙面鋼筋應(yīng)互相拉結(jié)，在鋼支撐端部范圍內(nèi)，應(yīng)設(shè) 置加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋

56、，如采用梅花形鋼筋、螺旋形鋼筋、鋼箍等。這種體系受力性能好，支撐構(gòu) 件相對(duì)較經(jīng)濟(jì)，r能與隔墻布置相結(jié)合。但現(xiàn)場(chǎng)安裝比較困難，制作比校復(fù)雜。4 鋼框架結(jié)構(gòu)體系這種體系受力明確，使用靈活，制作安裝簡(jiǎn)單，施工速度較快，但為抵抗側(cè)向力 所需梁柱截面較人，一般可用于6層以下的多層建筑，且一-般情況下，梁柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用剛接。這種體系用于高層建筑經(jīng)濟(jì)性較差。5. 錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，山美國(guó)麻省理工學(xué)院首先捉出，并成 功用于多個(gè)公寓及旅館建筑屮。該體系是由房屋外側(cè)的柱子利跨度等于房屋寬度的桁架組成，桁架高度等丁層高，在相鄰柱上為上下層交錯(cuò)布置，樓板一端擱置在桁架的上弦，另一端

57、擱置在相鄰桁架的 下弦。由于兩開間布置一棍桁架，h中間無柱了，所以非常適合住宅、旅館建筑各單元的靈 活布置要求。這種體系的受力特點(diǎn)為：水平力主要通樓板傳至相鄰桁架的斜腹桿，如此水平 荷載最終通過落地桁架的斜腹桿或底層支撐傳至基礎(chǔ)，樓層間的柱子主要承受軸力，其所受 的剪力和彎矩很小。山于桁架有整層髙，所以整個(gè)體系剛度較人，一般不需要增加柱子剛度 以控制位移，由錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系主要承受軸力，其林截面強(qiáng)軸可布査在縱向，故其 縱向側(cè)移剛度亦較人，這種體系的用鋼最可較框架結(jié)構(gòu)減少3040%,因此該體系是一種 經(jīng)濟(jì)、實(shí)川、高效的新型結(jié)構(gòu)體系，冃前湖南大學(xué)正對(duì)該體系作系統(tǒng)研究。6. 輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系主要用于屮低層住宅或別墅，人致可分為兩類，一類為以冷彎 c型鋼組成的龍骨體系，期一類以小型熱軋型鋼組成的龍骨結(jié)構(gòu)體系。輕鋼龍骨體系一般由 柱、梁、天龍骨、地龍骨及屮腰支撐通過配套扣件和加勁件用門攻螺釘連接而成，梁柱構(gòu)件 厚度在13mm之間，柱子間距約為400600mmo其主要受力機(jī)理為：柱子與上下龍骨及支撐或隔板組成受力墻壁，豎向力由樓面 梁傳至墻壁的龍th再通過柱