多层轻钢结构房屋设计探讨.pdf

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1、安徽建筑2011年第4期(总179期)多层轻钢结构房屋设计探讨DiscussiononHousingDesignofMulti-LightStee潘永刚(上海筑景建筑设计有限公司，上海200031)摘要：基于轻钢结构的受力特点和工程实践，从结构型式选择和结构平面布置等方面，论述了多层轻钢结构房屋设计要领；结合工程设计实例，介绍了轻钢结构体系设计、计算分析和节点设计。关键词：多层建筑；轻钢结构；结构设计—————●l——一__一中图分类号：TU392．5文献标识码：A文章编号：1007—7359(2011)04—0157—03『====—■■■■1概述毒IlII

2、Il麓害rIg’l多层轻钢结构建筑体系由多层金属框架系统建造。与f8门式刚架钢结构的发展情况相比，多层轻钢结构的应用尚不Jl殳善jlLJI量：普遍。造成这种情况的原因是多方面的，按传统观点，人们通LIg常认为，多层钢结构相对于砖混或混凝土结构造价较高，多ll50036o056()072(】07200720072oo；15d层建筑要求选择合适的承重结构和围护结构体系，既要结构38()0o上受力合理，又要建筑上满足防火、抗蚀、防水、保温、隔音等一系列的功能，而且在施：亡速度、使用功能和价格上都具有竞争性。笔者基于轻钢结构的受力特点和工程实践，论述了图1标准层结构平

3、面布置图多层轻钢结构的结构体系设计要领及特点；并结合工程实例，阐明了轻钢结构在我国多层建筑中必将有广阔的发展前结构景。设计2多层轻钢结构的结构体系设计与研究2．1结构型式应用2．1．1多层轻钢结构一般采用框架体系当建筑平面为规则的矩形平面时，框架结构常由纵横向各自平行的多榀正交相连的框架构成，因此可简化连接构造，并采用柱贯通型的节点做法。当建筑平面为非矩形时，则由多个方向的非正交相连的框架构成，而在交汇点处的梁柱节点构件较为复杂，形成异形节点，甚至不得不采用梁贯通型的节点做法。2．1．2构件断面图2剖面布置图抗震建筑的框架柱宜采用由钢板焊接而成的箱形断面，也可

4、采用热轧或焊接的H型钢、钢管。梁断面一般采用热轧或焊接的H型钢。目前，国产型钢基本上可以满足多层轻钢结构设计与施工的需要。2．1．3梁、柱节点采用箱形断面柱时，梁、柱连接在两个方向都采用刚性节点。采用H型钢断面柱时，由于其腹板较薄，故在此弱轴方向与梁的连接采用铰接，而强轴方向采用刚接型式。节点实验表明，一般节点中的弯矩和其相对转角的关系既非完全刚接，也非完全铰接，而是非线性连接状态。为简化计算，通常假安定梁柱节点为完全刚接或完全铰接的。刚接节点按实际需要可设计成全焊节点、栓焊混合节点和全栓接节点。徽2-2平面布置建筑收稿日期：201卜04—26作者简介：潘永刚

5、(1977一)，男，江苏常州人，毕业于大连理工大学，学士，工程师，国家注册一级结构工程师。图3梁与组合楼板连接详图囡2011年第4期(总179期)安徽建筑低梁高，在施工阶段还可利用未形成组合梁的钢梁，作为施工用的承重梁，不再设置临时支柱与施工设施。虽然钢与混凝土组合楼盖的整体刚度比钢筋混凝土虽楼盖弱，楼盖与钢框架间主要靠剪切件连接，但通过合理布置楼面支撑，仍可认为楼盖刚度足够大，符合平面内刚度无限大的假定。但对于楼面上开夫洞、建筑平面长宽比较大及结构错层等情况，采用刚性楼板假定会导致较大误差。值得注意的是，如组合楼板作为弹性板壳单元参与结构整体计算时，应综合考

6、虑压型钢板组合楼板的各向异性、折算厚度以及混凝土开裂等因素，对实际楼板的厚度应作适当的折减。2．2．3支撑布置为了加强多层房屋钢结构的侧向刚度，抵抗水平风荷载和地震作用，通常图4梁柱连接详图用槽钢或角钢在墙体平面内布置垂直支撑体系。根据要求可沿纵、横向单向或2．2．1次梁布置双向布置。支撑与框架铰接，按拉杆或压杆设计。考虑到门窗的布置，可采用X次梁虽不是轻钢结构中的主要构件，但次型、单斜杆型、人字型、倒人字型、w型、倒w型、门式等形式，在不影响建筑功梁在数量上是钢结构中最多的构件，占结构用能的前提下，在平面上支撑应均匀布置。钢量的比例也不小，而且妥善布置也有利

7、于结构的整体性和荷载传递。设计时应简化次梁两3工程案例分析端的连接构造，除一端有悬臂梁外，次梁宜与主梁铰接相连，并与楼板形成简支组合梁，以提高梁的承载力和减小梁的跨度。连续的组合梁3．1工程概况虽可减小梁的跨中弯矩和挠度，但与主梁按受J：海某企业办公楼新建工程是一栋3层办公建筑，建筑面积约为2066m，弯节点要求采用栓焊法或在钢梁上下翼缘设平面形状为矩形。其中第一层为建筑物人口及人口大厅、餐厅、接待厅、办公室置钢盖板相连时，将增加较多的焊接]二作量。等，第二、三两层主要为办公室，屋面为屋顶花园，屋顶设置飘板。另外每层设有多层钢结构中较少采用网格梁或井字梁结构，

8、卫生间和洗漱室，上下交通由布置在建筑物