钢框架住宅结构体系优化的对比分析

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1、·度很高，跨度一般在4.5到8.4m之间，层数4到5层.填充墙主要用夹心板、双层石膏板，加气混凝土板等，例如英国的TETN体系，法国的GEAI轻框架体系等。而在高层住宅的建设方面也大量使用钢结构，如日本的琦玉县55层住宅，采用钢管混凝土结构，高度达185m[3][4]。我国的钢结构住宅尚处于探索起步阶段，这种体系在钢结构防火、梁柱节点做法、楼板形式、配套墙体材料、经济性及市场可接受程度上尚有许多不完善之外。20世纪80年代中期轻钢别墅才慢慢的进入到了我国[5]，从前几年开始，全国陆续现了一批钢结构住宅试点项目，如山东莱钢的樱花园住宅小区、天

2、津的钢框架—剪力墙高层住宅、北京赛博思金属结构有限公司的钢框架核心筒多层住宅、上海冶金设计院设计的陆海城、中福城项目、马鞍山钢铁股份有限公司设计的18层示范实验住宅楼等[6]。目前，准备进行钢结构住宅建造的单位较多。辽宁、北京、河北、天津、上海、安徽、山东、广东、湖南等省市，都有此类开发建设项目在进行[7][8]。随着国内钢结构用的钢材和配套建材逐渐增多，钢材方面，包括马鞍山钢铁公司、莱芜钢厂、本溪钢铁厂等可生产H型钢，上海大通的薄壁高频电焊H型钢，秦皇岛的大尺寸冷弯矩形钢管；板材方面，有南京的ALC板、北京的太空板和SP板。此外，有些厂家

3、的防火板材、燕尾式压型钢板等，都为开发多层钢结构住宅创造了有利条件。我国的一些多高层钢结构住宅实例如下图：图1.1莱芜市莱钢樱花园Fig1.1LaiwuSteelCherryBlossomGardenofLaiwuCity-3-···图1.2济南市伟东新都住宅小区Fig1.2WeidongXinduResidentialDistrictofJinanCity图1.3清华大学钢结构学生公寓Fig1.3steelstudentapartmentofQinghuaUniversity由于我国建筑钢结构发展迅猛，一些项目的建设使我国钢结构的设计水平

4、得到很大提高。有不少项目都是建筑方案新颖，结构受力合理，节省钢材，符合我国国情的好作品。但也应该指出，当前一些重大项目基本上都由国外设计，其中不少项目结构方案不够合理，用钢量太大，造价惊人，不符合中国国情。面对当前大批工程上马，我们的设计体制、设计理念、设计水平、设计质量、设计人员素质还远远不能适应，还有许多有待解决的问题[9]。-4-···1.3钢结构住宅优缺点评述1．钢结构住宅的优点：总的来说钢结构住宅自重轻，利用率高，施工速度快，抗震性好，工业化程度高[10][11]。与砖混和钢筋混凝土结构相比较，在功能、施工和造价等很多方面都有很大

5、的优势，它的优点主要表现在下面的这几方面：(1)能合理布置功能区间钢材的强度高，这使得建筑可以选用大开间的布置，平面合理分隔，灵活方便。首先，当与传统结构的梁、柱截面积相同的时候，钢结构可以得到较大的开间和进深，其次，当柱距相同的时候，梁、柱的截面积比传统结构的小很多。而且，钢结构的结构构件多为型钢，比较适合电线和管道的通过。采用混凝土结构的时候因为它的梁不能够开孔，只能在梁下方通过，这样就占用了一定的净空，同时外露易造成隐患。而钢结构住宅就不存在这样的问题，其梁上可开孔，腹板处可埋入管线而不占用户内空间，此外，因墙体多为轻质填充墙，内部也

6、可埋入管线，不占用房间的使用面积。(2)自重轻、抗震性能好钢材与木材及混凝土等传统材料相比强度高、重量轻。在钢结构住宅中墙体和楼板非常适合于采用轻质材料，这对主体重量的减轻也是非常重要的。上部结构重量的减轻使对地基的耐力要求降低，这将使地基处理工作简单，运输量减少，造价降低。另外，由于钢材具有延性好、自振周期长、自重轻等自身优势，使得它有良好的抗震性。在较大变形下能够吸收变形能，延长损坏时间。而且，自身重量的减轻也会导致地震作用的减少。(3)施工方便、工期短钢结构构件，可以实行工厂化生产，现场安装，许多作业可以交叉完成。可以工厂制作与现场安

7、装平行进行，而且不受天气及季节的影响，有利于合理安排各分项工程的施工计划，缩短施工周期和资金占用时间。-5-···另外由于现场作业量小，对周围环境污染少，有时在上部安装框架的同时，下部可以进行内部装饰、装修工程，极大地提高了劳动生产率，缩短施工工期。据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期，可缩短三分之一，而且可节省支模材料。(4)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。(5)钢结构住宅的工业化程度高目前国外的许多住宅都已实现工业化，我国也正向这个方向迈进。钢结构适宜工厂

8、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、施工一体化，提高住宅产业化的水平。钢结构是最符合这种产业化生产方式的结构形式