关于多层钢结构住宅结构设计体系综述.doc

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1、关于多层钢结构住宅结构设计体系综述作者：陈绩来源：《科技创新导报》2011年第18期摘要:多层钢结构住宅一般采用装配式结构,其优势是施工速度快，建筑布局限制小。其结构都是由多层水平的楼板、梁和竖向的柱、墙等组成。主要的竖向荷载首先传给楼板，楼板再传给梁，然后每层的楼面荷载通过梁以及梁上的填充墙荷载传给竖向的柱、墙等构件，而柱、墙等构件除了把从上至下的荷载传给基础之外，还承担着风力和地震力的荷载。因而随着建筑高度的变化，其纽.成方式、受力变形特性及结构体系会有明显的变化。框架、剪力墙及筒体是结构中抵抗竖向及水

2、平荷载的基本单元，山它们及其变体组成了各种结构体系，如框架结构体系、框架一支撐结构体系、框架一筒体结构体系、错列桁架结构体系等。关键词:钢结构住宅结构设计钢框架结构屮图分类号:TU391文献标识码:A文章编号:1674-098X（2011）06（c）-0031-01钢柱和钢梁一般采用H型钢，也冇把钢柱做成钢管混凝十-柱或者是劲性柱（外包混凝十的型钢柱）的。在多层钢结构住宅的结构形式的选择上，主要综合考虑它们工业化装配、结构的力学性能、建筑发挥的自由度、施工速度、建筑造价的经济性等儿个方面。对于钢结构而言，结

3、构抗侧力性能是结构整体性能的重要I人I索，决定着结构的选型和用钢暈。下文主要论述「I前我国主要的几种抗侧力体系。I钢框架结构体系1」体系简介1）框架体系是指沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧力的主要构件所形成的结构体系。2）地震区的建筑采用框架体系时，纵、横向框架梁与柱的连接一般采用刚性连接，某些情况下，为加人结构的延件咸防止梁与柱连接焊缝的脆断,也有采取半刚件连接构造。3）框架的杆件类型少，构造简单，施工周期短，对于层数不太多的楼房，框架体系是一种应用较多的结构体系。1.2结构优缺点结构设计理论

4、成熟，设计施工简单，结构各部分刚度比较均匀，自震周期较长，对地震作用不敏感。节点构造简单。但是在抗震设防烈度较高地区，其抗侧刚度较小，水平位移较人。为满足水平位移的要求，会导致梁、柱截面急剧增人,用钢暈明显多于其他的结构形式，造价太人，不适合推广建造，从而导致经济指标无法满足市场推广的要求。但对于多层住宅结构，钢框架体系仍然是不可或缺的基本体系之一。2钢框架支撐结构体系2」体系简介1）以楼房的框架体系为基础,沿房屛的纵、横两个方向均布置一定数最的竖向支撑所形成的结构体系称为框架一支撑体系，简称框一撑体系。2

5、）在框一撑体系中，框架的布置原则、柱网尺寸和构造要求基木上与框架体系相同，竖向支撐的布置在房屋的纵向、横向等主轴方向均应基本对称，支撐框架之间楼盖的长宽比不宜人于3。3）支撐框架屮的框架梁与框架柱大多仍为刚性连接。支撑斜杆两端与框架梁、柱的连接尽管在结构计算简图屮假定为较接，但实际构造仍多采用刚性连接，少数工程（上海金茂人厦等）也有釆用钢销连接的狡接构造。2.2结构优缺点支撑对结构的抗侧力贡献很人，而月•用钢量也较纯钢框架少、造价经济。该体系改进了框架体系抗侧力能力较弱的缺点,但是支撑体系在施工当中难度较人

6、，而且1±1于支撑截面宽度较人,墙板与其不易配套，从而给室内装修带来一定的问题，这些都需要着重解决。3钢框架一剪力墙结构体系3」体系简介1）在框架结构中，布置一定数量的剪力墙，使框架和剪力墙结合起来，共同抵抗水平荷载，就组成了框架一剪力墙结构。2）按照材料不同，剪力墙可分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙两大类。钢筋混凝土剪力墙刚度人，地震时容易引起开裂。钢板剪力墙由钢板组成、其厚度一般在8〜10mm,与钢框架组合，起到刚性构件的作用。3）在框架一剪力墙体系屮，剪力墙刚度较人，承担人部分水平剪力（80%〜90%

7、）,整个结构的侧向刚度人人提高，框架主要承受竖向荷载，同时承担少量水平荷载，因此柱的截面较小。3.2体系优缺点该结构体系既冇框架结构平面布置的灵活性使用方便的特点，又冇较人的刚度。但如果使用钢筋混凝土剪力墙，地震时容易引起开裂，且剪力墙的存在对门窗洞口及隔墙位置调整有影响。4钢框架一核心筒结构体系4」体系简介1）竖向构件:①混凝土核心筒一钢框架体系是指山钢筋混凝土核心筒与外圈的刚接或饺接钢框架共同组成的混合结构体系。②当建筑的楼层平面采用核心式建筑布置方案,沿楼面屮心部位的服务型面积周边设置钢筋混凝土墙体所

8、形成的核心筒，是…个立体构件,在各个力向都具有较大的抗推刚度。③混凝土核心筒是结构体系屮的主要或唯一的抗侧力竖向构件。当楼面外圈为狡接框架时，核心筒则承担楼房的全部水平荷载。4.2水平构件①进行楼面构件布置时，应恰当安排各层楼盖的梁、板泄向，以便让更多的楼面竖向荷载直接传到核心筒，加人其筒壁的竖向压应力，以捉高核心筒的受剪承载力和抵抗倾覆力矩的能力。②当核心筒的高宽比值较人时，宜在顶层及每隔若干楼层的设备层或避难