钢结构住宅产业化设计探讨.doc

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1、钢结构住宅产业化设计探讨摘要：钢结构体系由于具有自重轻、抗震性能好、施工周期短，绿色无污染等方面的优越性，使其在建筑领域得到了广泛的应用。本文主要阐述了钢结构住宅的应用优势，并对钢结构住宅产业化设计进行了探讨。关键词：钢结构；住宅；产业化；设计中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：引言在我国大中城市中，人多、土地资源少，而人们对住宅密度、环境绿地等要求越来越高的情况下，较大范围应用钢结构住宅，是我国生产发展到一定阶段的必然产物。一、钢结构住宅的应用优势1、设计制造周期短，设计生产一体化现代结构设计借助于计算机和专业化结构分析软件，使得设计周期

2、大大缩短，设计中的修改和调整非常方便。同时，由于钢结构具有工厂预制、现场安装的特点，可以将前期设计和现场的生产手段相结合，通过网络计算机和数控机床结合，使设计人员在工作室中完成设计后，即由工厂的生产线完成产品制作，具有极高的效率和精确度，可以大大减少项目建设周期。2、有利合理布置功能区间在居住建筑中，建筑师和居民一直希望能够有大跨的无竖向结构的空间，这样，可以根据需求进行灵活隔断,使室内布置呈多样化。传统住宅由于所用材料的性质，限制了空间布置的自宙。钢结构住宅可以利用钢材强度高的特点，采用大开间柱网布置，使建筑平血分隔灵活，可以利用非承重墙体灵活分隔

3、室内空间，形成开放式住宅。同时，利用钢结构连接简单的特点，在垂直平面内比传统结构能更好地应用错层、跃层结构。由于钢结构住宅的构件截面尺寸小，可以增加使用面积，提高购房率。3、承载强度高，抗震性能好相同的荷载，钢结构截面最小，相同的截血，钢结构承载力最大。在抗震设防区，由于钢结构重量轻，6层轻钢住宅的重量仅相当于4层砖混结构的重量，因此，本身所受的地震作用小；而且，钢材具有高延性，有较好的耗能能力，因此，抗震性能好，结构安全度高。4、施工优势突岀，综合造价低现浇混凝土需要连续施工，在我国北方地区受到施工季节的影响。钢结构的大部分构件在工厂生产，运往现场

4、通过焊接或螺栓进行整体组装，可全天候作业。施工现场作业量小，减少了施工临时用地，对周围环境污染小，提高了施工的机械化水平。施工时可以节省支模、拆模的材料，由此降低成本，大大加快施工速度。资金价值在施工中充分体现，减少资金成本，对开发商的销售和资金回笼极为有利。钢结构承载力高，可以实现结构的大开间布置，构件截面小，自重比较轻，地基的处理比较容易，可以采用天然基础形式。由于基础在工程造价中占有比重比较大，上部结构重量轻可以降低基础的造价，从而减少整个项目的投资。二、结构体系选择与结构布置多层钢结构住宅可以选用的建筑结构体系主要有纯框架体系、框架一支撑体系

5、、交错桁架结构体系等。1、框架体系和框架一支撑体系框架体系是由基础、柱、梁、板结构件组成。框架结构体系平面布置灵活，可提供较大的室内空间，结构各部分刚度均匀，结构有较好的延性,自振周期较长，延性较好;但框架结构的侧向刚度较小，在水平荷载作用下位移较大，易引起非结构构件破坏。在房屋层数较多时，为增加横向抗侧移刚度，同时减小柱子的计算长度，增强稳定性，可采用框架一支撑体系。框架一支撑体系在梁柱框架基础上沿竖向布置抗剪支撑构件，水平剪力主要由腹杆轴力的水平分量承担而不是由柱承受。2、交错桁架结构体系交错桁架结构体系的基本组成是柱子、桁架、梁和板。柱子仅布置

6、在房屋周围，不设屮间柱。桁架跨度等于建筑全宽，高度等于楼层高度，桁架两端支承在外围柱上，在相邻柱轴线上为上、下层交错布置。而楼板一端支承在桁架的上弦杆，另一端悬挂在相邻桁架的下弦杆。建筑纵向外围各柱通过连梁连接。建筑水平荷载主要被桁架中斜腹杆轴力的水平分量所平衡，水平荷载最终通过落地桁架的斜腹杆或底层斜撑传至基础。桁架杆件截面可采用角钢、焊接T型、H型或方管截血。柱截面通常采用H型、钢管等。交错桁架结构体系中杆件受力合理，大部分杆件以受轴心力为主,用钢量节约，在7°抗震设防区，其用钢量较框架结构节约10%左右，当建筑横向尺寸较大，这一优势将更明显；桁

7、架结构抗侧移刚度大，位移也较小，柱强轴可布置在纵向，以加大结构纵向侧移刚度。交错桁架结构体系结构布置时注意使一层桁架的斜腹杆落地（与基础梁连接）或通过底层斜撑传至基础，否则结构水平位移过大，难以满足规范要求。还应注意水平、竖向结构布置要做到规则对称。从结构布置上说，交错桁架结构体系可以提供两倍于框架结构体系的更大开间，进深也大大增加。可以提供更大的使用面积。此外，交错桁架结构体系柱子数冃较少，所以基础数量较少，能够进一步节约材料。三、节点设计及结构计算在钢结构住宅体系屮，节点的设计相当重要。节点设计不仅应做到传力可靠连接方便，还应该注意节点的受力特征

8、应和计算模型相吻合，这样才能保证结构的安全可靠。按传力特征来分，钢结构节点可分为较接、刚接和半刚接节点。较接