高层钢结构住宅结构体系探究

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1、高层钢结构住宅结构体系探究　　摘要：随着建筑业的发展进步，钢材因为具有易加工、延性好、废料可回收和强度高等特点而被广泛运用。钢结构是材料为钢材的构件的结构形式，进行高层钢结构住宅结构体系的研究对提高建筑质量、促进建筑业发展具有重要意义。本文首先对高层钢结构住宅结构体系的特点做了分析，在此基础上，对于高层钢结构住宅结构体系中的钢框架住宅结构体系、交错桁架住宅结构体系、钢框架核心筒住宅结构体系和高层钢结构住宅维护体系做了研究。关键词：高层钢结构住宅结构钢框架交错桁架维护体系中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：1、高层钢

2、结构住宅结构体系的特点7和传统的结构比较，高层钢结构住宅体系具有如下特点：首先具有优越的抗震性能和较高的承载强度。相同大小的荷载作用时，高层钢结构构件具有最小的截面，而截面大小相同时，钢结构构件能承受最大的承载力。在一些抗震设防地区，钢结构体系相比钢筋混凝土体系具有延性好、强度高、塑性变形能力强、自重轻和耗能能力强等一些优点，抗震性能也较为优良，因此使得住宅的可靠安全性大大提高。其次，高层钢结构体系能够进行功能区间的合理布置。传统的住宅结构体系因为材料特点的限制，空间布置也受到了限制，而高强度的钢材所做成的钢结构体系重量较轻

3、，能够形成复杂的大跨度结构，从而在施工中建筑师可以灵活的进行隔断，使得住宅内的空间布置较为自由。接着，钢结构体系的具有较大的有效使用面积。在相同柱距的前提下，钢结构住宅体系因为具有跨度大、刚度大、强度高等特点，梁柱截面的面积较小，因而在建筑总面积中钢结构体系所占用的面积较小，因此建筑的有效使用面积相应增加。最后，钢结构具有较小的自重和较低的综合造价。钢结构较小的重量使得吊装和运输费用大大降低，相应的基础负载也大大减少，从而使得工程造价中的基础造价大幅度降低。钢结构同时具有较短的施工周期和较快的施工速度，使得模板费用和人工费等

4、相应减少。另外，钢结构住宅体系具有良好的节能效果，传统的粘土砖被新型的标准化节能预制墙板所替代，因此钢结构建筑具有较好的保温性能。2、高层钢结构住宅结构体系分析2.1钢框架住宅结构体系7钢框架住宅结构体系是高层钢结构住宅体系中最常见的一种，通常状况下，梁柱的节点使用刚接，水平荷载和竖向荷载的承受通过梁柱受弯来实现。钢结构纯框架体系最为简单，它除了具有较好的延性以外，抗震性能也是最强。钢框架住宅结构体系受力明确，能够灵活使用，具有较快的施工速度和简单的安装制作程序，但是为了承受侧向力，梁柱截面的面积一般较大。同时，钢框架住宅结

5、构体系能够灵活的进行平面布置，体系各部分的刚度较为均匀，结构自重轻且不会有集中应力产生，与其他形式的结构也容易结合。另一方面，由于钢框架住宅结构体系中，梁和柱的组合是最主要的受力构件，在水平荷载作用时，梁和柱子会产生弯矩和剪力，从而使得梁柱出现变形。对每一个楼层，柱子上端和下端的剪切与弯曲变形会导致与杆轴相垂直的位移，从而造成框架产生位移。因此框架抵抗侧力的强弱由梁柱的刚度及受弯能力决定，应该适当增加梁柱的截面面积。但是如果梁柱的截面面积太大，会对住宅内的活动空间和家具布置产生影响。同时节点应该进行半刚接或者刚接，但这样做会

6、让节点的构造比较复杂，由于属于单一的侧力抵抗结构体系，若发生地震，会造成较严重的破坏，1995年的日本阪神地震就能说明。2.2交错桁架住宅结构体系7在交错桁架住宅结构体系中，桁架之中的杆件所受力为轴力，能够较为充分的进行材料性能的利用，从而节省钢材。桁架结构体系具有较多的腹杆，在住宅结构中使用时会对室内美观和空间利用造成影响，所以需要巧妙利用，因此产生了交错桁架住宅结构体系。它由钢结构住宅结构体系演变而成，在力学特性和建筑功能上都由于钢框架住宅结构体系，一般由钢桁架、平面、柱子和楼面板构成。交错桁架住宅结构体系在建筑布置方面

7、优越性较大，在房屋周围可以布置柱子，而中间没有柱子，在相邻柱子的上层和下层进行桁架的交错布置，桁架的高度和层高相同。在桁架的上弦来搁置楼板的一端，相邻桁架的下弦来布置楼板的另一端。因为中间没有柱子，桁架布置在两开间，所以此种结构非常适合旅馆和住宅单元的布置要求。交错桁架结构体系主要利用楼板来将水平力传递到桁架的斜腹杆，最终利用落地桁架的底层支撑或斜腹杆来讲水平力传到基础。柱子一般承受轴力，作用在它上面的弯矩和剪力比较小。该体系是一种高效、实用和经济的的结构体系，对于提高高层钢结构住宅结构体系的抗震性能具有重大作用。2.3钢框

8、架核心筒住宅结构体系7钢框架核心筒住宅结构体系是通过电梯间或卫生间来形成混凝土核心筒，而且四周封闭，然后和热轧H型钢框架一起形成组合结构。一般将小刚柱配置在筒体角部从而使得延性增加且安装方便。此结构核心筒具有较强的抗侧移强度，受力分工明确，一般承受水平荷载。竖向荷载由钢框架承担，如此能够使