钢结构住宅技术性能发展

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1、钢结构住宅技术性能发展钢结构住宅技术性能发展摘要:钢结构住宅是目前我国住宅工业化的发展方向,有非常广泛的应用前景。本文介绍钢结构住宅的特点与优势、结构体系及应用前景。　　　　钢结构住宅是以工厂化生产的H型钢梁、钢柱(包括H型钢柱、钢管柱、箱形柱、钢骨混凝土柱或圆、方或矩形钢管混凝土柱)为承重骨架，同时配以新型轻质的保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构，并与功能配套的水暖电卫设备和部品优化集成的节能和环保型住宅。同传统的砖混和混凝土结构住宅相比，钢结构住宅是一种更符合“绿色生态建筑”特征的结构形式。它具有自重轻、地基费用省、占用面积小、工业化程度高、外形美

2、观、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等优势，具有较好的综合经济效益。　　1、重量轻、抗震性能好　　钢结构住宅是以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架,同时配以轻质墙板等新型材料作为维护结构和内隔墙建造而成。它与同面积的建筑楼层相比，钢结构住宅楼的重量可减轻近30%。由于轻钢结构住宅自重轻,一般情况下不需要做桩基,可减少地基处理的费用,且抗震性能好。因属于柔性结构、自重轻,因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度,有利于抗震。我国是一个多地震区国家,在地震区建筑中应推广应用钢结构住宅,可以大大减少地震灾害和人员伤亡。同时,由于钢材具有较强的延展性,能较好

3、地消除地震波力,放震性能好,尤其适用于高层建筑。　　2、占地面积小,具有良好的空间感，净使用面积大　　钢结构住宅布局灵活,净使用面积大。利用型钢优良的承载性能,可以灵活布置大开间、大柱距的建筑平面；非承重轻质墙体的设计为设计师和住户提供了根据不同用途灵活布置室内空间的可能；型钢构件接点构造简洁,在垂直方向可方便地布置跃层和错层体系,结构构件截面较小,相对于传统结构方案,其净使用面积提高5%～8%,得房率高。　　3、工业化程度高,设计制造安装周期短　　现代轻钢建筑的设计、制造和安装借助网络计算机技术和工业化生产手段,可实现设计、生产、施工安装一体化,具有极高

4、的效率和精确度,项目建设周期短可缩短工期1/2～1/3。这样将极大地减少投资融资成本,使业主或建筑开发商在享受回报上具备很大的优势。　　4、符合产业化和可持续发展的要求　　钢结构配件制作工业预制化和机械化程度高,商品化程度高,减少了施工现场的加工量,现场主要为于作业,能减少施工用水、噪声、垃圾污染,施工速度快,施工周期可大大缩短。钢结构在超出正常使用期限后的处理过程,无论是钢材还是与之相配套的建筑物品,都具有可重复利用性和可降解性,适应现代环保要求。　　1、结构体系　　应用于多层钢结构住宅的体系可分为:冷弯薄壁型钢体系、纯钢框架体系、框架--支撑体系、钢框

5、架--混凝土剪力墙体系、周围抗侧力体系等。　　①冷弯薄壁型钢体系。构件采用薄钢板冷弯成C形、Z形构件,可单独使用,也可组合使用,杆件间连接采用自攻螺丝。这种体系节点刚性不易保证,抗侧能力较差,一般只用于1～2层住宅或别墅。　　②纯钢框架体系。目前,这种体系在多层钢结构住宅中应用最广,纯框架体系常用于4～8层住宅。纵横向都设成钢框架,门窗设置灵活,可提供较大的开间,便于用户二次设计,满足各种生活需求。　　③框架—支撑体系。该体系主要由焊接工字型梁柱组成,多数情况下,这种体系为横向承重,梁柱节点在横向上为刚接,纵向为铰接。因此,结构在纵向相当于排架,抗侧移刚度

6、很低,需设置侧向支撑抵抗水平荷载,限制结构的水平变形。　　④框架—混凝土剪力墙体系。用钢筋混凝土剪力墙部分或全部代替钢支撑,就形成了框架—钢筋混凝土剪力墙(筒)体系。它适用于小高层住宅,一般将楼梯或电梯间设计成钢筋混凝土墙(筒),这样既有效地加强了建筑物的侧向刚度,又解决了楼梯间的防火问题。　　⑤周围抗侧力体系。这种体系在欧美国家的商业和民用建筑十分流行。它的特点是刚架柱的强轴与其相交的建筑轴线垂直,形成外筒,抵抗水平荷载,将之传递到基础。它适用于建筑外型接近于正方形的结构,可以将这种思路应用到框架—支撑体系中。把纵向的支撑去掉,将原有位置的刚架柱扭转90

7、°,梁柱由铰接变为刚接。这样,刚架柱同时起到抗风柱与竖向支撑的作用。　　2、主要构件　　钢结构住宅是以钢结构作为承重骨架,以轻质体材料作为内外墙,与功能配套的水暖电卫设备和部品优化集成的节能、环保型住宅钢结构住宅,可采用工业化生产方式,易于实现产业化,符合可持续发展原则。　　①梁、柱。钢结构住宅结构一般设计为强柱弱梁形式,梁柱均取等截面形式。梁主要选用高频焊接和热轧H钢,它是工字钢的升级换代产品,具有抗弯性能好,翼缘宽,侧向刚度大,翼缘表面相互平行,构造方便等优点。我国目前采用的H钢梁大多为Q235和Q345钢,翼缘宽度为60～180mm,截面高度为100

8、～800mm。　　钢结构住宅一般为大开间,框架柱在两个方向都承受较