高层钢结构住宅设计探讨

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1、2014年2月建材与装饰规划与设计高层钢结构住宅设计探讨吕中原（昆钢集团设计院有限公司云南昆钢650302）摘要：随着我国经济发展和建筑技术的进步，在高层住宅中，钢结构越来越多的得到广泛运用。本文结合工程实例，就高层钢结构住宅设计进行探讨。关键词：高层住宅；钢结构；设计分析；应用推广中图分类号：TU391文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）08-0019-03引言表1地震分析参数序号项目数据内容长期以来，我国的住宅结构以砖混结构和钢筋混凝土结构1抗震设防类别丙类为主。传统的住宅结构自重大，同时，由于墙厚、梁高、柱大，而使2抗震设防烈度

2、峪度得空间利用率低，开间进深较小，布置不灵活。钢结构住宅体系3地震加速度0.20g是由围护结构和钢结构共同组成的住宅体系，是节能省地型的4设计地震分组第二组新型住宅体系。钢结构住宅摒弃了实心粘土砖，有效保护了土地5场地类别域类6特征周期Tg越0.40s资源。钢结构住宅与传统住宅相比，在使用功能、设计、施工和综7阻尼比0.035合经济方面都具有优势。本文结合工程实例对钢结构高层住宅8计算方法振型分解反应谱法设计及其发展进行分析探讨。表2地震设计参数1工程概况50年设计基准重现周期地面最大加设计地震烈度地震影响系数期超越概率（年）速度（gal）本工程为昆钢

3、官庄片一期经济适用房项目，总建筑面积约多遇地震（小震）为12万m2，为高层建筑。主楼地上16层，主体高度约为48m，标设防烈度准层层高为3.0m，为单元式一梯两户住宅。主体结构采用矩形钢罕遇地震管混凝土柱-钢框梁体系。3钢结构住宅的结构设计2结构设计参数主楼高48m，全楼采用钢框架结构：正立面（见图1）；标准层2.1建筑设计分类平面图（见图2）。建筑结构安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，结构设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为丙类。2.2楼面荷载标准值2.2.1标准层楼面屋面活荷载住宅：2.0kN/m2；消防楼梯：3.5kN/m2；电梯机房：

4、7.0kN/m2；上人屋面：2.0kN/m2；不上人屋面：0.5kN/m2。2.2.2标准层楼面恒载4.50kN/m2；顶层屋面恒载：6.70kN/m2。2.3风荷载本工程主楼建筑高度为48m，为了保证本工程结构在风载图1正立面图图2标准层平面布置图作用下的安全、经济、合理，在静力风作用下的结构分析时，基本3.1基础设计风压取值：重现期为50年时棕=0.30kN/m2，进行刚度分析；重现0本工程基础采用人工挖孔桩，以强风化泥岩为持力层，一柱期为10年时棕=0.20kN/m2，进行正常使用状态下的舒适性分析。0一桩，传力直接、合理。地面粗糙度B类。建筑体

5、形系数滋s=1.3。3.2主体结构设计2.4雪荷载本工程主体结构采用钢框架结构，框架柱采用方钢管内浇混基本雪压按50年重现期，取0.3kN/m2。凝土的方式形成钢管混凝土框架柱，钢管型号400伊400伊14，400伊2.5地震荷载400伊12，400伊400伊10，钢材采用Q345B；钢管内混凝土强度等级本工程主楼建筑高度为48m，对地震荷载的作用较为敏感，从下到上逐次为C40、C35；钢梁型号450伊150伊8伊10，340伊150伊6伊为了保证本工程结构在地震作用下的安全、经济、合理，地震分10等，钢材采用Q345B。析参数见表1~2。3.3楼盖体

6、系·19·规划与设计建材与装饰2014年2月地面以上楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板式结构，标准层及屋取层间位移角为考虑5豫偶然偏心工况数据，考虑偶然偏心面楼板厚120mm。钢筋混凝土板通过间距150mm焊接于H型钢作用，最大弹性水平位移和层平均位移之比小于1.2（仅局部大梁的抗剪栓钉与钢梁连接成组合楼盖。铰接次梁考虑钢-混凝土于1.2），最大弹性层间水平位移和平均层间位移之比大部分楼组合作用，充分利用钢与混凝土的力学性能，减小梁的截面且减层小于1.2（仅局部大于1.2）。轻重量，增加楼层净高。4.5层刚度比、层抗剪承载力比和结构薄弱层分析3.4维护墙体结构

7、设计SATWE计算各楼层层刚度比及层抗剪承载力比计算信息结钢结构住宅不宜采用传统的黏土砖或其它自重较大的材料。果显示，符合《建筑抗震设计规范》第3.4.2-2条、《高层建筑混凝通常采用轻质材料，比如：空心混凝土砌块、加气混凝土砌块、加土结构技术规程》第4.4.3条对层间刚度比值和层间受剪承载力气混凝土墙板，复合墙板、OSB板等。综合考虑建筑上轻质、高比值的要求，该结构符合竖向规则的要求。强、隔声、隔热等要求，并有效降低结构自重，减小地震反应。本4.6结构整体稳定验算工程的内隔墙采用100厚轻质复合墙板墙，外墙采用200厚加表5结构刚重比气混凝土砌块。钢

8、柱钢梁框架X向刚重比11.583.5节点设计Y向刚重比11.50节点是钢结构住宅的关键技术之一