首页 > 文章中心 > 钢结构住宅

钢结构住宅

开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了八篇钢结构住宅范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!

钢结构住宅范文第1篇

关键词:高层钢结构 住宅结构 钢框架 交错桁架 维护体系

中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:

1、高层钢结构住宅结构体系的特点

和传统的结构比较,高层钢结构住宅体系具有如下特点:首先具有优越的抗震性能和较高的承载强度。相同大小的荷载作用时,高层钢结构构件具有最小的截面,而截面大小相同时,钢结构构件能承受最大的承载力。在一些抗震设防地区,钢结构体系相比钢筋混凝土体系具有延性好、强度高、塑性变形能力强、自重轻和耗能能力强等一些优点,抗震性能也较为优良,因此使得住宅的可靠安全性大大提高。其次,高层钢结构体系能够进行功能区间的合理布置。传统的住宅结构体系因为材料特点的限制,空间布置也受到了限制,而高强度的钢材所做成的钢结构体系重量较轻,能够形成复杂的大跨度结构,从而在施工中建筑师可以灵活的进行隔断,使得住宅内的空间布置较为自由。接着,钢结构体系的具有较大的有效使用面积。在相同柱距的前提下,钢结构住宅体系因为具有跨度大、刚度大、强度高等特点,梁柱截面的面积较小,因而在建筑总面积中钢结构体系所占用的面积较小,因此建筑的有效使用面积相应增加。最后,钢结构具有较小的自重和较低的综合造价。钢结构较小的重量使得吊装和运输费用大大降低,相应的基础负载也大大减少,从而使得工程造价中的基础造价大幅度降低。钢结构同时具有较短的施工周期和较快的施工速度,使得模板费用和人工费等相应减少。另外,钢结构住宅体系具有良好的节能效果,传统的粘土砖被新型的标准化节能预制墙板所替代,因此钢结构建筑具有较好的保温性能。

2、高层钢结构住宅结构体系分析

2.1 钢框架住宅结构体系

钢框架住宅结构体系是高层钢结构住宅体系中最常见的一种,通常状况下,梁柱的节点使用刚接,水平荷载和竖向荷载的承受通过梁柱受弯来实现。钢结构纯框架体系最为简单,它除了具有较好的延性以外,抗震性能也是最强。钢框架住宅结构体系受力明确,能够灵活使用,具有较快的施工速度和简单的安装制作程序,但是为了承受侧向力,梁柱截面的面积一般较大。同时,钢框架住宅结构体系能够灵活的进行平面布置,体系各部分的刚度较为均匀,结构自重轻且不会有集中应力产生,与其他形式的结构也容易结合。另一方面,由于钢框架住宅结构体系中,梁和柱的组合是最主要的受力构件,在水平荷载作用时,梁和柱子会产生弯矩和剪力,从而使得梁柱出现变形。对每一个楼层,柱子上端和下端的剪切与弯曲变形会导致与杆轴相垂直的位移,从而造成框架产生位移。因此框架抵抗侧力的强弱由梁柱的刚度及受弯能力决定,应该适当增加梁柱的截面面积。但是如果梁柱的截面面积太大,会对住宅内的活动空间和家具布置产生影响。同时节点应该进行半刚接或者刚接,但这样做会让节点的构造比较复杂,由于属于单一的侧力抵抗结构体系,若发生地震,会造成较严重的破坏,1995年的日本阪神地震就能说明。

2.2 交错桁架住宅结构体系

在交错桁架住宅结构体系中,桁架之中的杆件所受力为轴力,能够较为充分的进行材料性能的利用,从而节省钢材。桁架结构体系具有较多的腹杆,在住宅结构中使用时会对室内美观和空间利用造成影响,所以需要巧妙利用,因此产生了交错桁架住宅结构体系。它由钢结构住宅结构体系演变而成,在力学特性和建筑功能上都由于钢框架住宅结构体系,一般由钢桁架、平面、柱子和楼面板构成。交错桁架住宅结构体系在建筑布置方面优越性较大,在房屋周围可以布置柱子,而中间没有柱子,在相邻柱子的上层和下层进行桁架的交错布置,桁架的高度和层高相同。在桁架的上弦来搁置楼板的一端,相邻桁架的下弦来布置楼板的另一端。因为中间没有柱子,桁架布置在两开间,所以此种结构非常适合旅馆和住宅单元的布置要求。交错桁架结构体系主要利用楼板来将水平力传递到桁架的斜腹杆,最终利用落地桁架的底层支撑或斜腹杆来讲水平力传到基础。柱子一般承受轴力,作用在它上面的弯矩和剪力比较小。该体系是一种高效、实用和经济的的结构体系,对于提高高层钢结构住宅结构体系的抗震性能具有重大作用。

2.3 钢框架核心筒住宅结构体系

钢框架核心筒住宅结构体系是通过电梯间或卫生间来形成混凝土核心筒,而且四周封闭,然后和热轧H型钢框架一起形成组合结构。一般将小刚柱配置在筒体角部从而使得延性增加且安装方便。此结构核心筒具有较强的抗侧移强度,受力分工明确,一般承受水平荷载。竖向荷载由钢框架承担,如此能够使得钢结构的截面尺寸大大减小。因为核心筒是现浇的,卫生间具有较好的防水性能,能够防止因为施工不当而产生的渗水导致的钢构件锈蚀。核心筒住宅结构通过滑膜来施工,施工速度快慢在混凝土结构和纯钢结构之间。钢框架核心筒住宅结构体系具有和钢筋混凝土中的框剪体系类似的受力特点,在水平力作用时,混凝土的核心筒一般为抗侧力结构体系,在楼板协调变形之后,有较小的水平剪力通过钢框架承受,混凝土核心筒在承受倾覆力矩的同时又将主要的水平剪力承担。因为混凝土核心筒是弯曲性的变形曲线,而钢框架的为剪切型,所以,在楼面协调变形之后,水平剪力在钢框架的顶部大于下部。此类结构体系在发生地震时,墙体会出现裂缝,侧向刚度快速减小,使得钢框架所承受的水平剪力和倾覆力矩大于弹性阶段。因此在设计过程中,要将钢框架核心筒结构在弹性阶段的水平剪力增加。

2.4 高层钢结构住宅维护体系

高层钢结构住宅结构维护体系中,墙体材料一般用于解决防火、隔热、隔声、防渗漏等问题,如今使用的墙体材料一般采用加气轻质混凝土砌块。为了发挥高层钢结构住宅维护体系的优点,使得结构自重减轻,外墙体主要使用复合轻质墙板,通过外挂式来连接梁柱,如果住宅在六层以下,那么也能采用加气内嵌式混凝土砌块。外墙板具有较为复杂的功能,需要具有隔热、隔声、防火、防水、强度高、美化和保温作用,一般分为不承重、承自重和承重三种。在高层钢结构住宅结构体系中,一般使用不承重结构。内墙板根据作用有户内隔墙和分户墙两种,分户墙相比户内隔墙具有较好的防盗、抗冲和隔音功能。内墙材料主要用加气混凝土砌块,纤维石膏板、纸面石膏板和纸面稻草板也有时采用。高层钢结构住宅维护结构体系的受力包括竖向板的自重和风振作用所产生的水平力。与钢筋混凝土结构相比,高层钢结构的特点是水平力作用时,水平变形较大,因此维护结构所使用的材料应该具有足够的变形能力和抵抗荷载强度。在作用有风荷载时 ,门窗洞口处的结构维护是处理的重点,如果处理不好会导致渗漏和开裂,因此洞口板的维护应该要特别注意。

3、结语

住宅结构的建设时国民经济进步和人民日常生活的需要,高层钢结构住宅结构体系的使用,对于促进住宅建设、满足人们对住宅品质和住宅数量的需要、降低土地资源的浪费以及促进建筑行业在未来的可持续发展意义重大。本文在对高层钢结构住宅结构体系的特点进行研究的基础上,主要阐述了四种高层钢结构体系。

参考文献

[1]颜宏亮,马林.墙体改革与轻钢住宅体系的发展,《住宅科技》,2001.8.

钢结构住宅范文第2篇

Abstract: With the development of science and technology, steel structure has been widely used in the field of architecture because of its high superiority. Steel structures will be most suitable innovation structure system in architecture.

关键词:钢结构住宅;优越性;设计原则;发展

Key words: Steel structure residence; superiority; design principle; development

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

引 言:近年来,随着城市建设的发展和高层建筑的增多,钢结构住宅作为一种绿色环保建筑,特别是在我国大中城市中,随着人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高,大范围应用钢结构住宅,是我国生产发展到一定阶段的必然产物。

一、钢结构住宅体系

住房的建筑形式和风格千差万别,但现阶段我国住宅建筑的主要结构形式还是以钢筋混凝土框架为主,但该结构施工繁琐、结构自重大,梁柱粗大,空间利用率低等缺点在一定程度上无法满足条件越来越高的住宅建筑功能要求。因此,开发坚固耐久,建筑迅速,空间布置灵活,易于改建的新型住宅结构体系,成为住宅建筑和结构发展的重要趋势。随着我国钢产量的快速增长及新型建材的发展和应用,符合上述要求的钢结构住宅体系逐步发展起来并引起了广泛的关注。[1]所谓的钢结构住宅体系就是指由维护墙体、隔断墙体、楼板与主体钢结构共同组成的住宅体系。

二、现代钢结构的建筑特点

1、预工程化程度高,建设成本降低,工期缩短。钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产,使建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构加工和安装一体化,大大降低了建筑成本;并加快了施工速度,使工期能够缩短40%以上。

2、建筑与结构的设计与功能一体化,才能使建筑更富有功能化并创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。

3、能够满足超高度和超跨度的要求。钢材组织均匀,接近于各向同性均质体。材料性能远大于砖石,混凝土,木材,从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。

4、钢材具有高强度、高效能并有很高的再循环价值而且不需要制模施工等优点。当住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统时,温度变化小,热损失低;与砖混结构住宅相比,可节能60%以上,冬夏季空调设备可节约耗电30%以上,结构的废旧利用为100%。[2]

三、钢结构住宅设计的原则

1、钢结构稳定性是钢结构设计中的主要问题。钢结构中出现过的失稳事故都是由于设计者的经验不足,对结构及构件的稳定缺少明确概念,造成一般性结构设计中存在稳定设计的薄弱环节。另一方面是由于新型结构的出现,设计者对其如何设计还没完全的了解。[3]

2、钢结构建筑在实际设计中,必须遵循以下三个原则:结构整体布局必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求,为使平面结构不致平面外失稳,平面结构构件的平面外稳定性计算必须和结构布局相一致;结构计算简图和计算方法所依据的简图相一致,这对框架结构的稳定计算十分重要;设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合,使二者有一致性。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接,应分别赋予它足够的刚度和柔度;对框架节点应尽量减少杆件偏心等构造细部处理方法。

四、钢结构住宅设计中应注意的问题及对策

1、钢结构住宅建筑要以建筑设计为主导,其他专业紧密互动结合。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外还要注意解决如何发挥钢结构的优势?在满足增大梁跨度、开间更灵活、为住户创造更大的空间的同时又如何避免钢结构带来的建筑平立面单调呆板。

如何解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀等问题。

2、选择和开发外墙板是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外,还要做到墙板原材料因地制宜、工作化生产、运输、安装连接方便。

3、钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠并为构件制作、运输、吊装创造条件。结构抗震性能与结构布局规则性有很大关系。结构布局不规则,地震时易损坏因此应尽量使结构布置符合规则性要求。

4、建筑设备与钢结构住宅配合,是住户首先遇到的问题。因此如何采用先进的技术来开发适合于钢结构住宅的各项设备是我们必须要解决的问题。

5、钢结构住宅的造价是开发商最关心的问题。钢结构住宅从设计、制造、运输、安装、维修和管理等环节着手加强管理和协调,从而达到降低成本,提高综合经济效益的目的。

住宅产业化是我国住宅业发展的必经之路,因为这将成为推动我国经济发展的新增长点。钢结构住宅体系具备易于实现工业化生产,标准化制作,而与之相配套的墙体材料也可采用节能、环保的新型材料,属于绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略等特点,必将在住宅产业化道路上脱颖而出。

作者简介:

刘鸿禧(1983-),男,汉族,山东烟台人,青岛钢铁控股集团有限责任公司,本科学历,研究方向:工程设计。

赵阳(1984-),男,汉族,山东滕州人,青岛海西城市投资有限公司,本科学历,研究方向:工程管理。

宋维慧(1981—),女,汉族,山东莒县人,中启胶建集团有限公司,本科学历,研究方向:工程管理。

参考文献

[1] 浅析钢结构住宅设计与发展涂文卿山西建筑2009-10-01期刊

钢结构住宅范文第3篇

关键词:轻型钢结构,住宅设计,设计方法

Abstract: the steel structure housing for light weight, low cost basis by the parties to the comprehensive advantages attention. This paper light steel structure housing system of the advantages, specific discusses the light steel housing structure of multi-layer system design method.

Keywords: light steel structure, residential design, design method

中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:

引言

钢结构是以钢材为材料做成受力构件的结构。钢结构住宅因自重轻,基础造价低,适用于软弱地基,安装简便,施工快,周期短,投资回收快,施工污染环境少,抗震性能好等综合优势而受到各方的重视。

多层轻钢住宅在国内是一个全新的概念。轻钢建筑,即轻型钢结构建筑,是指以轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢、薄钢板、薄钢管及以上各构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件,大量采用轻质围护隔墙材料的低层和多层建筑.多层轻钢住宅属于轻钢建筑范畴,系指采用多层轻型钢结构为骨架、以居民长期居住为目的的房屋建筑。在设计中,应做到既保持轻钢建筑的优点,又满足居住的舒适性要求。

一、轻型钢结构住宅体系的优点

高强度承重轻型钢结构住宅具有显著的优越性:

(1)代替传统的建筑材料,.实现住宅产业工业化,改善人类社会居住环境。以钢代木、以钢代砖、以钢代混凝土的环保节能型住宅,是21世纪改善人类社会居住环境的最佳产品。.

(2)理想的保温隔热性能。。

(3)显著的节能效果。超轻钢结构住宅热传导低,保温性能好,节能效果突出。

(4)优异的隔音性能。

(5)长期耐久性能。主体结构采用1. 2mm厚轿车外壳用钢板。双面镀有铝和锌,防锈蚀性能好、强度高,具有权佳的耐久性能。实验结果证实,超轻钢结构主体的耐久性能可达100年。

(6)优越的抗震性能。超轻型钢结构建筑,整体刚性好、强度高、重量轻、变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的1/5,抗震性能是砖混结构的2扩倍以上,并可抵抗70m / s的飓风,使生命财产能得到有效的保护。

(7)薄墙体,大空间,变化自如。

(8)施工速度快、周期短、效率高,不受季节影响,全天候施工。

(9)工厂化生产。超轻钢结构住宅实现住宅完全工厂化生产,在施工现场组合安装,既减轻现场施工强度,又提高施工效率和工程质量。

(10)结构的废旧利用率为100,是真正的环保建材.

二、多层轻型钢住宅的结构体系设计方法

多层轻型钢住宅宜采用三维框架结构体系,也可采用平面框架体系,此时须加强各框架间的连接与支撑。

框架体系轻钢住宅自重轻,结构较柔,自振周期较长,对地震作用不敏感。但框架体系抗侧移刚度小,在风荷载、地震作用下,其层间侧移和总侧移较难满足规范要求,故需设置各种侧向抗力体系。

多层轻钢住宅的结构体系有:纯框架体系,框架一支撑体系,交错桁架体系,框架一剪力墙体系,框架一核心简体系等等,具体选用应结合建筑功能、建筑模块及建筑围护等要求合理选用。

图1框架支撑结构体系示意图

由于篇幅有限,下文中就轻型钢结构住宅楼(屋)盖结构的具体设计情况进行详细介绍。

在钢结构建筑中,楼板结构体系的选择至关重要,它除了将竖向荷载直接分配给墙、柱外,更重要的作用是保证与抗侧力结构的空间协同作用,因此,必须保证楼板体系有足够的刚度、强度和整体稳定性,同时应尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重,提高装配化程度,并考虑设备管线的布置。

1、压型钢板组合楼板

组合楼板能充分利用材料的特性,具有承载力高、刚度大、结构高度小、抗震性能好、造价低等特点,越来越受到工程界的重视。

压型钢板主要有两种形式:(1)压型钢板既是模板,又作为现浇混凝土楼板底部受拉配筋.此种楼板使用较多。(2)压型钢板复合板,采用如聚苯乙烯等保温隔热隔音性能好的夹心材料,屋面用得较多。压型钢板造价很高,一般多层住宅不宜采用。

2、现浇钢筋混凝土楼板

现浇钢筋混凝土楼板是目前建筑中应用较广的一种楼板结构形式,对于钢结构住宅也同样适用(图2).

Tu 2 现浇钢筋混凝土楼板构造

为保证混凝土楼板与钢梁的共同作用,钢梁翼缘必须设置必要的栓钉,钢筋与钢梁的连接和构造比较复杂。它的整体性、防水性和防火性均较好,装修方便,可以适应不同使用功能房间布置的要求。楼板承载力大,但模板较费,且现场有大量的湿作业,施工速度慢,周期较长.

3、钢骨架轻质保温隔声复合楼板

钢骨架轻质保温隔声复合楼板具有承载能力大、轻质、保温、节能、隔声、不裂缝、防火、管线暗敷、工厂化生产、无模板施工等综合功能。

4现浇混凝土组合楼板

包括密排托架一现浇混凝土组合楼板和双向轻钢密肋组合楼板等。楼面次梁采用密排托(析)架,与混凝土楼板组合工作.各类设备管道可从托架腹中穿过,节约净空。双向密肋楼板的承重骨架按房屋开间大小组装成整体骨架,有利于整体吊装。

5、轻骨料或加气混凝土楼板(ALC板)

可以大大减轻结构自重,同时具有较好的使用功能,但承载力、整体性稍差.

6、现浇钢骨混凝土大跨度空心楼盖

有两种形式:梁式钢骨混凝土空心楼盖,框架梁为钢骨混凝土明梁;无梁(暗梁)钢骨混土空心楼盖。楼板中埋没GBF轻质高强复合薄壁空心管。

7预制现浇层楼板

包括预制多孔板加薄现浇层楼板或预制预应力薄板上登合现浇层楼板。这种叠合楼板无需模板,但整体性较全现浇钢筋混凝土楼板稍差.考虑到提高现场装配程度,’提高工厂化水平,新世纪花园7"楼采用了预应力空心板加50mm厚处合层方案。

三、发展趋势

1设计方法和理论研究的进一步完善

轻钢结构是近年在国内刚发展起来的新型结构,相应的技术规范、规程的编制工作相对滞后,多数设计人员钢结构知识陈旧,缺乏相关培训,对轻钢结构设计理论和计算方法不熟悉,有待完善。

2、新型材料的应用与建筑构造处理

在建筑构造处理、建筑配件选用等万面,目前国内多由各生产厂家目行处理,这使得工程质量往往难以保证。

3、制作安装队伍的自动化与专业化

轻钢结构的制作安装是专业性能很强的技术工作,对从业人员的教育程度、专业水平和操作技能有相当高要求,这需要有一定的工程实践和经验积累,而非普通工人经过简单培训就能胜任的。

参考文献

钢结构住宅范文第4篇

关键词:多层民用住宅 , 轻钢结构,结构体系

Abstract: a weight-light steel housing is a kind of new building system, it is also the domestic housing research and development direction. But its design method, structural system, structure characteristics, the common economic index is not for designers are familiar with, so a weight-light steel residential demonstration of the building design and construction is to promote the new system is the best way. This paper introduces the structure of the light steel housing system selection, component design, node design, etc.

Keywords: multilayer civil residence, light steel structure, structure system

中图分类号:TU391 文献标识码:A文章编号:

1 多层轻钢住宅的优势

过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。这种住宅体系由于使用实心粘土砖,浪费土地资源,建筑物自重大,对抗震不利。另一方面,由于结构体系自身的限制,住宅平面布局多为封闭式的小开间,不能适应不断变化的居住模式的要求。与传统住宅相比,多层轻钢住宅具有明显的特点与优势,日益受到重视。

1.1自重轻,抗震性能好。采用高效轻型薄壁型材,构件截面特性优良,相对承载力高,受力性能良好,整体刚度大,抗震性能好,可以大量节约材料,减轻结构重量,降低基础,运输和安装费用。因此,对地震区,地质条件差和运输不便的地区,其优越性更为明显。

1.2外形美观,建筑造型简洁,丰富,构件截面尺寸小,净使用面积增加。钢材强度高,可以提供较大的柱网布置;当考虑楼板的组合作用,使用组合梁或扁梁时,可以增加净高。这种开放式住宅既为建筑师提供设计的回旋余地,又为住户提供了灵活分隔室内空间的可能。

1.3供货迅速,安装方便,可以比混凝土结构至少缩短一半工期。在当前贷款利率高的金融形式下,早投产,早回收投资,这对于降低工程总造价,增加投资效益幅度是十分重要的。

1.4干法施工,装备化程度高,建设快速,高效,质量有保证。

1.5轻钢结构在生产和使用的过程中能源与原材料消耗低,建筑垃圾少,粉尘少,噪音低,具有很高的可重复使用性和可循环性,因此是一种绿色环保结构。

2 结构体系的选择

结构体系的选择,不仅要从满足建筑的使用功能出发,节约投资考虑,更主要的是取决于建筑的高度,即取决于建筑层数的多少。建筑层数越多,高度越高,则由于风力或地震力引起的侧向力就越大,建筑物必须有相应的刚度来抵抗侧向力。因此,随着建筑层数的不断增加,结构体系也就需要不断的发展。目前,多层和小高层钢结构建筑常用的结构体系有以下几种。

2.1纯框架结构体系

纯框架结构体系在地震区一般不超过15层。框架结构的平面布置灵活,可为建筑提供较大的室内空间,且结构各部分刚度比较均匀。框架结构有较大的延性,自振周期较长,因而对地震作用不敏感,抗震性能好。但框架结构的侧向刚度小,由于侧向位移大,易引起非结构构件的破坏,因此不宜建的太高。

2.2框支结构体系

纯框架在风、地震荷载作用下,侧移不符合要求时,可以采用带支撑的框架,即在框架体系中,沿结构的纵、横两个方向布置一定数量的支撑。在这种体系中,框架的布置原则和柱网尺寸,基本上与框架体系相同,支撑大多沿楼面中心部位服务面积的周围布置,沿纵向布置的支撑和沿横向布置的支撑相连接,形成一个支撑芯筒。采用由轴向受力杆件形成的竖向支撑来取代由抗弯杆件形成的框架结构,能获得比纯框架结构大的多的抗侧力刚度,可以明显减小建筑物的层间位移。

2.3框架剪力墙结构体系

在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架剪力墙结构体系,这种结构以剪力墙作为抗侧力结构,既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度,可用于40至60层的高层钢结构。当钢筋混凝土墙沿服务性面积(如楼梯间、电梯间和卫生间)周围设置,就形成框架多筒体结构体系。这种结构体系在各个方向都具有较大的抗侧力刚度,成为主要的抗侧力构件,承担大部分水平荷载,钢框架主要承受竖向荷载。

3 钢结构住宅主要构件设计

3.1楼面屋盖结构

楼面和屋盖必须有足够的强度,刚度和稳定性,同时应当尽量减少楼板厚度,增加室内净高。压型钢板-混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。它具有施工速度快,平面刚度大,增加房屋净高的优点。具体做法是在钢梁上铺设压型钢板,再现浇100~150mm混凝土。在钢梁上焊接足够的剪力连接件,使钢梁与混凝土协同工作构成组合楼盖。这种做法耗钢量较大,且需防火处理。可以用预应力钢筋混凝土薄板取代压型钢板。此外,预应力圆孔板、迭合板、组合扁梁也是常用形式。

3.2支撑和剪力墙形式

多层框架钢结构体系的侧向刚度较弱,随着层数的增加,为了抵抗水平地震作用,减小层间错移,常在墙体内布置垂直支撑,为了方便门窗开洞,支撑形式可以灵活采用,如X型、单斜杆型、K型、M型、W型、V型和人型等。建议多采用偏心支撑,因其在地震作用下具有较好的延性和耗能性能。

剪力墙按其材料和结构的形式可分为钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土带缝剪力墙和钢板剪力墙等。钢筋混凝土剪力墙刚度较大,地震时易发生应力集中,导致墙体产生斜向大裂缝而脆性破坏。为避免这种现象,可采用带缝剪力墙。钢板剪力墙是以钢板做成剪力墙结构,与钢框架组合,起到刚性构件的作用。

钢结构住宅范文第5篇

【关键词】小高层建筑;钢结构;整体稳定性;空间刚度;P-效应;抗侧刚度;地震作用

0 引言

小高层结构住宅实际上是指层数为 7-11 层的中高层住宅,具有许多优点:能节约用地,户型比较优越,适宜的尺度,能够提高生活质量等。所以小高层钢结构住宅现在正在推广。

1 框架结构体系

高层建筑钢结构常用的一种形式就是纯框架结构体系,它是一种无支撑框架体系,是由柱和梁通过刚性或半刚性节点连接组成的。它的优点是:没有柱间支撑,可以采用较大的柱距从而获得较大的使用空间;灵活的布置建筑平面;结构体系简单;刚度均匀;具有良好的延性和较强的耗能能力等。把框架结构应用于多层或低层建筑而言是一种经济合理的作法,并且这种框架结构的应用也非常广泛。然而纯框架的结构体系其刚度比较小,如果建的太高的话,框架结构会因其刚度相对较小,对其施加水平荷载时,结构会产生超过限值的侧向位移。因此由于纯钢框架结构体系抗侧力刚度较小,因而建筑高度受到了限制。

由于梁与柱的连接形式不同,钢框架结构可划分为半刚接框架和刚接框架。而梁柱的连接根据钢框架结构的受力变形特征,又可划分为以下三类:

刚性连接:梁柱间无相对转动,连接能承受弯矩;

铰支连接:梁柱间有相对转动,连接不能承受弯矩;

半刚性连接:梁柱间有相对转动,连接能承受一定弯矩。

由水平力引起的框架侧移的剪切侧移分量中,直接构成框架的侧移的是由柱的弯曲变形所引起的位移;而框架节点的转动是由梁的弯曲变形引起的,而梁的弯曲变形间接的引起框架的侧移,框架在水平力作用下的总剪力侧移就是两者之和。可见,梁与柱的抗弯能力和刚度决定了框架结构的抗侧移能力,而梁、柱的抗弯能力和刚度的提高,也只能通过加大梁、柱的截面来实现。而有的情况下要使用的梁、柱截面会远大于承载力要求,其经济合理性也就无从谈起。并且随着框架梁截面的增大可能使梁的弯矩往柱上面转移,还会在节点域引起较大的剪力。弹塑性变形时,还会在节点域产生较大的不可恢复变形,引发节点提前发生塑性破坏,节点耗能的作用也无从谈起。而层间位移也会因节点域的这种不可恢复的变形大大增加,从而引发P-效应。所以,不能只在抗震结构体系中设置很少的抗震防线,要尽量多设置,防止整个体系由于结构局部或构件破坏而丧失抗震性能。当地震作用在单一抗侧力体系的框架结构,外有P-二阶效应,结构会发生严重破坏。整个结构的破坏会由于纯框架某个节点的破坏而引发,多次国内外震害调查也证明了这点。

2 钢结构框架-支撑结构体系

2.1 钢框架-中心支撑结构

钢框架结构抗侧刚度相对较小,因为其只能依靠梁柱受弯承受荷载。如果把框架结构应用在较高的结构中时,在水平力(风或地震)的作用下,结构的抗侧刚度难以满足设计要求,虽然加大结构梁柱截面能增大刚度,但如果一味的采取这种措施,结构的经济合理性就难以保证。在这种情况下,可在钢框架结构中布置支撑构成钢框架-中心支撑结构。

支撑是钢框架-中心支撑结构用来耗能的构件,水平地震荷载下,受压的中心支撑会失去侧向稳定性,具体缺点为:①多次压屈会大大减弱支撑斜杆的受压性能;②位于支撑两边的柱的轴向变形会引起较大的支撑内力;③反复的水平地震作用会引发冲击性作用力,并使原本受压的支撑转为受拉,最终冲击力作用于结构,引发支撑及其相邻构件等发生应力重分布;并使本层支撑框架的斜杆逐渐产生塑性压屈,迅速降低楼层的受剪承载力;④中心支撑一旦失效,使整个结构的受剪性能迅速减弱,最终造成整个结构失稳破坏。所以为保证其安全可靠,国外在限制建筑高度的同时,也增强了钢框架的抗震性能。

2.2 钢框架-偏心支撑结构

偏心支撑是近年来发展起来的一种新形结构体系,尤其在地震区的高层钢结构建筑中应用较多。在支撑框架中对支撑斜杆与梁进行偏心连接的意图是要构成耗能梁段。因此,偏心支撑框架的支撑斜杆与梁、柱的轴线不交汇于一点,而是以偏心连接,以形成一个先于支撑斜杆屈服的“耗能梁段”, 或在两根支撑斜杆的杆端之间构成“耗能梁段”。

偏心支撑框架的刚度与中心支撑框架接近,消能梁段越短,其刚度越大。在中小地震时,结构处于弹性阶段,在强震时耗能梁段进入塑性,利用梁的塑性变形来吸收能量,而支撑始终保持为弹性。偏心支撑框架较好地解决了中心支撑所存在的强度、刚度和耗能这三种性能不匹配问题,兼有中心支撑框架强度与刚度好、纯框架耗能大的优点,抗侧移刚度大、延性好。偏心支撑相对于纯框架,支撑在每层加设,抗侧刚度会更大,并具有较好的延性,但比框架的构件截面尺寸小,成本更低。偏心支撑框架减弱地震作用比中心支撑框架更明显,并能减小结构的侧向位移和顶层位移,使楼层之间的层间相对位移的差别缩小,且让变形更加缓慢;相比较之后发现,中心支撑框架的层间位移发展无规律可寻,而且相差很大,有时顶层和底层层间位移差三倍。存在有耗能梁段的偏心支撑,能起到保护支撑的作用,发生罕遇地震时,支撑因为耗能梁段先发生剪切屈曲而受到保护,防止了因支撑失稳而造成的整体刚度大大降低,并且,延性、变形和耗能能力都很好的耗能梁段,又具有相对稳定的结构滞回环。此外,加设支撑斜杆时,其轴线和梁、柱轴线不相交,这会简化节点构造,使门窗洞口的设置更富有灵活性。所以在防止变形方面,偏心支撑框架更加有优势,并且节省钢材(比纯框架约节省20%,比中心支撑框架约节省30%)。

3 筒体体系

3.1 框筒结构

由密排柱和跨高比比较小的窗群梁连接,形成密柱深梁的框架,这种方式构成框筒结构。框筒一般布置在建筑的,在水平力作用下形成空间受力结构,除了腹板框架抵抗部分倾覆力矩外,翼缘框架柱承受拉、压力,可以抵抗水平荷载产生的部分倾覆力矩。框筒结构具有很大的抗侧移和抗扭刚度,又可以增大内部空间的使用灵活性,对于高层建筑,是有效的抗侧力结构体系。

框筒也可看成在实腹筒上开了很多小孔洞,但它的受力比一个实腹筒要复杂得多。框筒结构的梁主要为剪切变形,或为剪弯变形,有较大的刚度;而框筒结构的柱产生的主要是与结构整体弯曲相适应的轴向变形,也就是可视为轴力构件。由于框筒结构存在剪切变形,使得框筒柱的轴力分布与实腹筒不完全一致,而出现“剪力滞后”现象,“剪力滞后”使翼缘框架各柱受力不均匀,中部柱子的轴向应力减少,角柱轴向应力增大,腹板框架与一般平面框架相似,各柱轴力也不是直线分布。一般框筒结构的柱距越大,剪力滞后效应越大。所以,如何减少翼缘框架“剪力滞后”的影响成为设计框筒结构时的主要问题。

3.2 束筒结构

单独采用框筒为抗侧体系的高层建筑结构较少,因为框筒的剪力滞后效应的影响会减弱筒体的整体抗弯性能,从而大大降低筒体的抗侧性能。所以,把大的框筒结构划分为一些小框筒,可以很明显的减小剪力滞后效应,而结构的整体抗震性能也会因此增大,这一个个小框筒就组成看束筒。

3.3 筒中筒结构

用框筒作为外筒,将楼(电)梯间、管道竖井等服务设施集中在建筑平面的中心做成内筒,就成为了筒中筒结构。对于钢结构的筒中筒结构,外筒用框筒,内筒为一般采用钢框筒或钢支撑框架。这种框筒与实腹筒组成的筒中筒结构不仅增大了结构的抗侧刚度,还带来了协同工作的优点,成为双重抗侧力体系。实腹筒是以弯曲变形为主的,框筒以剪切型变形为主,二者通过楼板协同工作抵抗水平荷载。与框-剪结构协同工作类似,框筒与实腹筒的协同工作可使层间变形更加均匀;框筒上部、下部内力也趋于均匀;框筒以承受倾覆力矩为主,内筒则承受部分剪力,内筒下部承受的剪力很大;由于框筒布置在建筑周边,它使结构的抗扭刚度增大;此外,设置内筒减小了楼板跨度。因此,筒中筒结构时一种适用于超高层建筑的较好的体系。但是它也有缺点,密柱深梁常使建筑外形呆板,窗口小,影响采光与视野。

4 巨型结构体系

巨型结构也叫做主次框架结构,主框架为巨型框架,次框架为普通框架。其优点为:在主体巨型结构的平面布置和沿高度布置均为规则的前提下,建筑布置和建筑空间在不同楼层可以有所变化,形成不同的建筑平面和空间。

5 结束语

总之,有地震作用时,钢结构房屋由于钢材的材质均匀,强度易于保证,因而结构的可靠性大;而它轻质高强的特点,使钢结构房屋的自重比较轻,从而使结构所受的地震作用减小;其良好的延性性能,使钢结构具有很大的变形能力,即使在很大的变形下仍不致倒塌,从而保证结构的抗震安全性。

【参考文献】

钢结构住宅范文第6篇

关键词:钢结构住宅 工业化 市场化

1.

钢结构住宅成长的外部环境

我国的钢结构住宅起步比较晚。上世纪90年代,国家建设部和国家经贸委一致通过,将"轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用"作为我国建筑业用钢的突破点,并正式列入国家重点技术创新项目。这一举措为我国的钢结构发展奠定了基础。

进入21世纪,随着我国城市进程的加快和人民生活水平的提高,住宅也成为第一为消费。国家也把发展住宅建设作为拉动国民经济增长的重要环节。同时也出台了一系列的辅助政策。2000年5月建设部建筑用钢协调组在京召开了"全国建筑用钢技术发展研讨会",会上成立了钢结构专家组,讨论了国家建筑钢结构产业"十五"计划和2010年发展规划纲要及建筑钢结构工程技术政策。并确定"十五"期间应以住宅钢结构为发展重点。2002年11月5日建设部建筑金属结构协会钢结构委员会组织钢结构专家组召开"钢结构住宅产业研讨会",总结示范工程经验,带动全国住宅钢结构体系的发展和提供整体建设水平。2003年4月6日中国建筑金属结构协会钢结构委员会与北京国瑞通信息技术有限公司联合举办了"2003年上海钢结构住宅产业与住宅科技博览会",在会上,通过展示近年钢结构住宅的试点、示范工程和钢结构配套体系的科研成果,总结经验、加强信息交流,并加大了钢结构住宅的宣传力度。这些条件都极大地促进了我国钢结构住宅建筑产业的快速发展。

2. 钢结构住宅“钱景”诱人

90年代以来,国家政策大力支持、建设部积极推广钢结构住宅的发展和应用。国务院1999年指示:发展钢结构住宅,扩大钢结构住宅的市场占有率,加速住宅产业化过程;国家经贸委在《2000年建筑业技术发展方向和重点》中明确:要建立现代化住宅产业工业体系,重点进行轻钢结构体系、住宅节能体系和新型建筑材料的开发;国家建设部和冶金工业局已于1999年发出通知,要求各省市在建筑钢工程中推广应用国产H型钢,并出台了相关政策。我国钢结构住宅产业化已蓄势待发。

从1999年北京埃姆思特钢结构住宅技术有限公司引进美国MST式轻钢结构住宅样房到现在,全国各地钢结构住宅如雨后春笋般破土而出。北京、上海、天津、山东、安徽、广东等地建了大量低层、多层、高层钢结构住宅试点示范工程.这些试点示范工程的成功,体现钢结构住宅发展的良好势头。

我国钢结构虽有十年的发展历史,但钢结构住宅目前还只是刚起步,而在美国、英国等国家发展和应用钢结构建筑已有上百年历史,如日本的钢结构建筑占建筑总面积的50%左右,韩国约占20%。美国等国家建筑业用钢材占国家钢材产量的比例高达50%,而我国建筑用钢仅占钢材产量比例的20%。钢结构建筑在整个建筑中所占比重,发达国家达到50%以上,但在我国却不到5%,建筑钢结构用钢量只占我国钢产量的1.5%~2%,差距十分巨大。因此中国钢结构市场的要求及产业的发展具有广阔的前景。

就浙江省而言,浙江房产是全国房产的领头羊。在全国房产中具有举足轻重的作用。休闲永远是浙江人生活的主题,住宅的个性化永远是我们不变的住居理念。钢结构住宅宽敞的空间恰好提供了一个DIY的平台。因此这样一个以自我为中心的生活主题,势必会成为浙江人的新贵。如今,由于国家的宏观调控作用,房市出现了前所未有的低迷。在这个时机推出钢结构住宅,利用钢结构住宅的优势来吸引市民目光,刺激消费,增加市场的购买力,有着事半功倍的作用。这是一个千载难逢的机会。

3. 钢结构住宅的优点

轻钢结构住宅是目前最具有发展潜力的环保节能型住宅,在欧美及日本等经济发达国家已被普及性推广,它不仅代替了传统的住宅模式,而且完全使用工业化生产的建材,集众多优点于一身,是二十一世纪人类社会居住环境的最佳产品。

1)

替代传统的红砖及混凝土。钢结构住宅突破了中国“秦砖汉瓦”式的传统建造模式,被誉为“第四次住宅革命。它工业化程度高,便于形成标准的建筑体系,实现了构件的工厂化和施工的机械化生产。

2)

节能效果好,不仅高于木结构住宅,而且比砖混住宅节能60%以上。建筑服务期满拆除时,钢结构材料可全部回收。

3)

钢结构住宅强度大,抗风、抗震性能好。特别是在地震区,钢结构住宅同砖混结构住宅比较,具有压倒性的优势。

4)

外形设计自如,室内大空间无梁无柱,跨度可达12米。这也是钢结构住宅的最大的优点。钢结构宽敞的空间正好给了业主一个根据自己的爱好来布置自己的生活空间,再也不用因为承重墙、构造柱来影响房子个性化的设计。

5)

地基及基础的处理非常简单,且由于主体和基础中设有防潮层,防潮效果会更加突出。

6)

施工速度快、周期短、全天候施工,不受季节影响,施工周期短,钢结构的自重轻,干式施工无污染、无燥音。是环保型建筑的典范。

7)

户内的有效平面增大,比相应的砖混和钢筋混凝土结构提高了6%。增大了有效的生活空间。

8)

保温隔热隔音效果突出。

4. 工程实例

目前北京、天津、山东、安徽、上海、广东等地新建了大量的钢结构住宅试点示范工程。这些工程深受当地居民的欢迎,取得了显著的成绩。如:北京亦庄经济技术开发区青年公寓。建筑面积:12万 ㎡,由6栋单身公寓(10万㎡)和公共建筑(锅炉房食堂等)(2万㎡)组成。地点:北京亦庄经济技术开发区。用途:开发区单身职工居住。结构型式:混凝土核心筒+钢框架。梁柱:热轧H型钢,楼板:组合混凝土压型钢板,外墙:粉煤灰砌块+加气混凝土板,内墙:防火石膏板+轻钢龙骨。防火措施:加气混凝土板+石膏板+薄型防火涂料。现场用工:2.52工日 / ㎡、而砖混结构为7~8工日 / ㎡。是砖混结构的1/3。工程造价(达到粗装饰):1150元/ ㎡ 。和砖混结构造价持平。用钢量: 37 ㎏ / ㎡(仅为200元/ ㎡,是总造价的17.4%)。 钢结构吊装:一栋住宅楼仅用20天(670吨)。施工工期:仅为砖混结构的一半。

我们从上面例子可以看出,无论是从材料、造价还是工期,钢结构住宅都具有很明显的优势,因此,如何推广钢结构住宅,让广大的市民了解,接受,喜欢钢结构住宅就显得尤为重要。

5.

钢结构住宅应注意的几个问题

1、钢结构住宅建筑要以建筑设计为主导,其他专业紧密互动配合。钢结构住宅建筑除要遵循住宅建筑设计一般原则外、要注重解决:

(1)如何发挥钢结构的优势?梁跨度可增大、开间更灵活、为住户创造更大的空间。但又如何避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板。

(2)要解决钢结构住宅建筑防火、防腐蚀问题。特别是在多雨的浙江,防腐、防锈工作处理的好坏直接影响到钢结构住宅的推广。

2、选择和开发外墙板,是钢结构住宅建筑推广中的关键问题之一。除满足外墙板的各项技术要求外,还要做到墙板原材料应地之宜、工厂化生产、运输、安装连接方便。

3、钢结构要做到安全合理、节点构造方便可靠、并为构件制作、运输、吊装创造条件。

4、建筑设备与钢结构住宅配合,是住户首先遇到的问题。因此如何采用先进的技术来开发适合于钢结构住宅的各项设备是我们必须要解决的问题。

钢结构住宅范文第7篇

中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:一、轻钢结构建筑住宅发展现状1.轻钢结构建筑的发展现状改革开放以来,中国的钢产量有了很大的提高,特别是从1997年以后,中国的钢产量突破1亿吨,但中国的钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为3%左右,而在钢结构用钢量中,建筑钢结构用钢量又仅占10%,(大部分为工业车间、汽车展厅等)这与中国作为产钢大国的地位是很不相称的,为此,国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施,鼓励建筑工程采用钢结构形式。2.轻钢结构住宅的发展现状中国轻钢结构住宅起步很晚,改革开放后从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅,才首次接触钢结构住宅产业。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作,介绍了一种低层轻钢结构住宅建筑体系-Bsis,并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层轻钢结构住宅样板房;20世纪90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层轻钢结构办公、住宅楼。近年来,随着城市建设的发展和高层建筑的增多,中国钢结构发展十分迅速,轻钢结构住宅作为一种绿色环保建筑,已被建设部列为重点推广项目。二、轻钢结构住宅相比传统结构形式住宅的优势分析1.钢结构住宅结构上的优势1.1能合理布置功能区间利用钢材强度高的特点,设计可采用大开间布置,使建筑平面能够合理分隔、灵活方便,创造开放式住宅。

1.2轻钢结构住宅空间利用率高在空间使用率上。钢结构的断面小,与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8%左右。在建筑风格上,钢结构建筑也更显灵活丰富,户内空间可多方案分割,可以满足不同用户的需求。1.3自重轻、抗震性能好相同建筑面积的建筑楼层,轻钢结构自重轻,而且钢材具有延性,能比较好地消耗地震带来的能量,所以抗震性能好,结构安全度高2.钢结构住宅经济性占优势2.1施工方便、工期短钢结构构件,可以实行工广化生产,现场安装。由于现场作业量小,对周围环境污染少,同时,施工机械化程度高,加快了施工速度。 2.2综合造价低由于自重轻,基础费用降低,总体用料减少,直接成本降低,建设工期短,间接费又可减少,所以综合造价低。2.3符合住宅产业化和可持续发展的要求轻钢结构适宜工厂大批量生产,工业化程度高,并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体,成套应用,将设计、生产、施工—体化,提高住宅产业化的水平。三、轻钢结构住宅发展障碍分析1.社会认可度轻钢结构住宅的发展面临的首要问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。中国居民由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅,从慢慢开始接受到逐步接受轻钢结构住宅,也要—个认识的过程。2.发展轻钢结构住宅技术上还不够成熟钢结构体系住宅成套技术,由于过去缺乏技术引导,市场需求没有达到产业化程度,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。3.专业技术人才缺乏在人员方面,由于国内无论中等或是高等专业学校的教学内容中均少涉及轻钢结构住宅体系,因此中国建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之甚少,而更加缺乏的是熟练技术工人.

4.缺乏有针对性的钢结构住宅规范及相应标准中国的标准规范是针对儿十年来大量使用的结构体系编制的,轻钢结构住宅体系此前在中国属于技术空白,所以不能满足中国现行强制性规范的某些条文。使轻钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段都会遇到障碍。5.钢结构住宅本身缺陷钢结构防火能力差。经过防火处理的钢结构的耐火时间也只有2 h~3 h,远远低于钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料。四、钢结构住宅发展前景展望1.适合建筑用的特种钢将不断涌现随着中国钢铁企业冶炼技术的提高,为适应市场的需求,适合建筑用的特种钢必将不断地涌现,例如宝钢、武钢等钢铁企业成功开发的耐火耐候钢,它是通过合适的技术,使钢材含有特定的成分(如加钼等),使钢材的表观结构及金相组织发生变化,从而使钢材本身生成所需的耐火性和耐候性,多种新型建筑用钢的出现将大力推动钢结构住宅的发展。2.国家将重点支持轻钢结构住宅的建设轻钢结构住宅建设在中国才刚刚涉入,中国现在是一个产钢大国,年产量3亿多吨,发展钢结构住宅有很大的潜力。20世纪90年代,国家建设部和国家经贸委一致通过,将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用”作为中国建筑业用钢的突破点,并正式列入国家重点技术创新项目。这一举措为中国的钢结构发展奠定了基础。如今,由于国家的宏观调控作用,房市出现了前所未有的低迷,在这个时机推出钢结构住宅,利用钢结构住宅的优势来吸引市民目光,刺激消费,增加市场的购买力,起着事半功倍的作用。3.钢结构住宅建筑技术将不断发展随着钢结构建筑的发展,钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟,大量的适合轻钢结构住宅的新材料也将不断的涌现,同时,钢结构行业建筑规范、建筑标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来,轻钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来一场深层次的革命。4.发展轻钢结构住宅是中国住宅产业化的必由之路住宅产业化是中国住宅业发展的必由之路,因为这将成为推动中国经济发展新的增长点。轻钢结构住宅体系易于实现工业化生产,标准化制作,而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料,它属绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略。

五、结论如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化,那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化,轻钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。轻钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念将引领21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在中国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。

钢结构住宅范文第8篇

【关键词】钢结构;住宅;标准化

钢结构住宅强度高、自重轻、抗晨性能好;工业化程度高、施工周期短;布局灵活、净使用面积大;节能环保、综合经济效益高,近年来得到政府和相关企业的高度重视和大力提倡,一些企业和研究机构也对钢结构住宅展开了多方面的研究。但是由于没有一个统一的模数体系,使结构构件、墙体材料、连接构造都缺乏统一的尺寸配合标准,不能实现工厂化大生产、现场拼装的生产方式,使体系中各部分构件的构成、选用,以及连接构造不能够充分反映和发挥钢结构快速装配的优势,影响了钢结构住宅产业化生产优势的发挥。

1.我国目前钢结构住宅标准化存在的问题

我国目前钢结构住宅标准化存在许多的问题:第一,钢结构住宅标准化仅有纲领性文件,具体构配件的标准化规范没有颁布,缺少必要的标准化参考依据; 第二,设计师为做到住宅构配件的标准化,对住宅平面和空间形态设计都尽可能的做到简单、规整,避免不规则的细部构造,这在一定程度上导致了住宅的相似性,随着经济水平和人们审美意识的提升,难以满足住宅需求多样化的要求;第三,钢结构住宅设计中并没有采用体系化的设计方法,而是在传统工业厂房设计基础上,对具体住宅工程进行局部的构、配件的标准化,很难实现工厂化的大批量生产[1]。

2.钢结构住宅标准化对策

2.1实现标准化的作业程序

钢结构住宅标准化不单是对某一方面的标准化,而是全过程的标准化。第一,规范标准化、体系化,尽快结束我国以建造工业钢结构厂房的思想来建造钢结构住宅,制定出适合钢结构住宅产业化的规范体系;第二,设计标准化,参考民用住宅的规范,结合钢结构及钢材的特点,综合考虑,使构配件、住宅部品设计模数标准化,便于工厂加工制作和现场安装;第三,生产标准化,对钢材进行标准化成批量加工制作,实现构配件的工厂化、机械化生产,减少现场的切割量和焊接量,最大限度的保证构件质量,提高生产效率和经济效益;第四,安装标准化,标准化的安装,提高现场施工效率,缩短施工周期;第五,装修标准化,标准化的设计、生产、安装为标准化的装修提供了很好的前提,装修标准化、一体化对避免二次装修造成的材料浪费,保护钢结构住宅的主体结构都有很大的意义。

2.2构件的标准化

钢结构住宅构配件主要包括梁、柱、墙、板。除预制板外其余都是现浇,尺寸设计灵活,不存在标准化的问题。钢结构住宅构配件截面尺寸、长度应与结构模数保持统一协调,同时满足工厂化加工制作、现场安装的方便。第一,钢柱的标准化。工字钢的截面翼缘尺寸很不规则,很难与钢结构住宅的结构模数统一协调,建议钢结构住宅的钢柱最好采用H型钢。传统住宅的水平模数一般是以 1M=300mm为基本模数,竖向模数以 1M=100mm为基本模数。考虑到与传统住宅的接轨,同时参考国内市场上钢材的截面尺寸及钢结构住宅的设计规范要求,钢柱的截面尺寸即钢柱的截面宽度和高度以 1M=50mm为基本模数,取基本模数的扩展模数l00mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm等为钢柱在截面高度和宽度上的系列模数,保证钢柱在标准化的基础上,形成一个完整的设计参考系列。对于焊接的工字型、箱型、格构式钢柱等因钢板可灵活取用,缀板、缀条的设置灵活,其标准化可参照H型钢柱的作法,以基本模数IM二50mm为基准,以基准模数的扩展模数为截面的高度,宽度的系列模数,这样达到钢柱的模数化、标准化与钢结构住宅结构模数的统一。第二,钢梁的标准化。钢结构住宅的钢梁是受弯构件,主要承担弯矩和剪力,有时还承担扭矩。钢梁最好用H型、T型钢。实际住宅中钢梁和钢柱是钢接在一起,钢柱的宽度一般大于钢梁的宽度,在节点处钢柱把钢梁截面包括在内,所以钢梁的标准化设计主要是考虑钢梁、钢柱之间的模数协调。钢梁的截面以1M二50mm为基本模数,取其扩展模数100mm、150mm、 200mm、250mm、300mm、350mm等为钢梁在截面高度和宽度上的系列模数。焊接的工字型、箱型、格构式钢梁等因钢板取用灵活,可参照H型、T型钢梁的作法,以 IM=50mm为基本模数,以基准模数的扩展模数为截面的高度,宽度尺寸的系列模数。第三,墙体的标准化。综合考虑材料的模数,在墙体的水平方向上取6M作为基本模数,墙体的水平长度都取6M的倍数,同时取3M作为水平方向的分模数以满足与传统建筑模数接轨的需要。墙体的厚度从50mm~300mm不等,可以根据墙体所处的位置和功能的需要灵活取用。钢结构住宅的层高从2800mm~3300mm不等,立面的设计模数保持IM二l00mm的基本模数不变,给住宅的立面的多样化,需求层次的多元化留下了选择空间[2]。

2.3标准化钢结构住宅单元的设计

钢结构住宅和混凝土住宅一样要满足人们生活需要,因此要具有卧室、客厅、厨房、卫生间、阳台等,单元住宅面积的大小直接影响到卧室、客厅、厨房、卫生间、阳台的尺寸大小,因此住宅面积对住宅的标准化小单元的制定具有决定作用。根据我国钢结构住宅面积的未来趋势,建立以下四个钢结构住宅的标准化小单元模块。钢结构住宅面积为30m2~60m2的标准化小单元模块;钢结构住宅面积60m2~90m2的标准化小单元模块;钢结构住宅面积为90m2~120m2的标准化小单元模块;钢结构住宅面积为120m2以上的标准化小单元模块。实际工程应用中,要求所有住宅构配件都做到通用互换是不可能的,这就要求建立以市场供给为基础的通用体系,对每种结构体系制定一套构配件目录,同时这个目录与其它结构体系的目录协调,在同一结构体系下实现目录内的构配件通用性,不同目录之间相对尺寸协调。通过不同的组合形式把标准化的小单元组合成多样化的住宅。要求把构配件生产与施工分割开来,以建筑标准化的构配件为中心组织专业化、社会化的大生产,形成各自独立但又相互协作的生产施工部门。各部门遵循全国统一制定的钢结构住宅标准化模数尺寸、公差及质量标准,所以生产的构配件可互相装配,并组合成形式多样的钢结构住宅,满足住宅市场的多样化需求[3]。

钢结构住宅标准化体现了钢结构住宅的发展趋势。我们应从操作程序、构配件的标准化、标准化钢结构住宅单元的设计几方面来促进钢结构住宅标准化的发展。

【参考文献】

[1]王珑,陈良.钢结构住宅结构体系概述[J].青岛理工大学学报,2007,1.