低烈度地区多层钢结构住宅的结构体系研究

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1、第!"卷第#期武汉理工大学学报89:;!"<9;#!$$%年#月&’()*+,’-.(/+*(*012)3045’-426/*’,’75>?@;!$$%===================================================================低烈度地区多层钢结构住宅的结构体系研究谢伟平#A钱屹#A蔡玉春!B#;武汉理工大学土木工程与建筑学院A武汉%C$$D$E!;北京赛博思金属结构有限公司A北京#$$$%%F摘要G将低烈度地区钢框架结构和钢框架核心筒结构A从结构的受力特性H

2、用钢量等方面进行了比较A论证了框架结构在低烈度区比框筒结构更具有优势I结构的力学性能分析采用中国建筑设计研究院研制的软件JKJL系列进行BMNMOMPNQRFI关键词G多层住宅E轻钢结构E结构选型中图分类号GNSCT#文献标识码GP文章编号G#"D#U%%C#B!$$%F$#U$$V"U$C多层钢结构住宅一般采用装配式框架结构A其优势是施工速度快A建筑布局限制小I结构形式主要有G框架H框架U核心筒H框架U剪力墙等I钢柱和钢梁一般采用‘型钢A也有把钢柱做成钢管混凝土柱的或者是劲性柱B外包混凝土的型钢柱Fa#bI在多层钢

3、结构住宅的结构形式的选择上A主要综合考虑它们工业化装配H结构的力学性能H建筑发挥的自由度H施工速度H建筑造价的经济性等几个方面I目前北京赛博思公司针对北京的地质情况开发出了一套McMUJMd多层钢框架U核心筒结构体系a!bA为了让其更好的应用于武汉地区多层钢结构住宅的建设A适应武汉的地质条件A笔者认为把框筒结构改为框架结构对于低烈度地区来说会更加的经济合理Ie框架和框筒结构的适用性分析武汉某"层高档住宅楼项目A工程用地面积!f#TW!!!A占地面积T#!;!WA建筑面积"!f$WA建筑总高度!!!C;$VWA层高!;

4、fWA底层柱高%;VWE楼面活荷载!;Vg

5、H框架U核心筒这!种结构体系做分析和比较I#F框架图#框架收稿日期G!$$CU$TU#%;基金项目G建设部科学技术项目B$CU!U#C"F;作者简介G谢伟平B#T"VUFA男A博士后A教授;RUW?X:GY?Z[:9]^#"C;_9W第!*卷第"期谢伟平$等3低烈度地区多层钢结构住宅的结构体系研究,5图"所示是住宅楼左半榀的一个标准层平面图#平面是按小柱网布置$柱距分别为!%&’()’()%*’(&%*’$钢号采用+!),热轧型钢$梁翼缘现场坡口全熔透焊缝(腹板摩擦型高强螺栓连接型节点$这种节点的优点是现场装配速度

6、快$延性性能好#框架采用纵横方向双向刚接$这样可以加大结构自身的侧移刚度$减小抗侧移构件内力$加强耗能机制$提高建筑物的延性#楼盖采用压型钢板上现浇混凝土组合楼盖$它和钢梁靠栓钉形成可靠连接-见图!.$可以减小钢架梁的弯曲变形$计算中可图!楼板与钢梁的连接让钢梁的刚度放大!,/0,1/$从而减小结构的层间位移#!.框架2核心筒这个方案的改动主要是将几个卫生间的地方改为混凝土核心筒-为了做出比较$将建筑方案作了一些调整.$以提高结构的抗侧移刚度$不过对于结构承受竖向荷载几乎没有贡献#框架采用纵横方向双向刚接$梁与核心筒

7、铰接相连#图)框架2核心筒从表"的计算结果中可以看出3尽管轻钢框架刚度小$但是它自重轻$周期长$地震作用小4在抗震设防烈度较小的地区$当刚架柱的强度得到保证时$水平位移亦满足规范要求#而且钢柱的承载力使用率一般都达到51/左右$充分发挥了材料的性能#表6框架和框筒方案的比较柱截面梁截面用钢量顶点最大最大层间第一自振结构变7’’7’’7-89:’;!.位移7’’位移角周期7<形模式=!11>!11>?>"!="&?>"11>*>@框架)"%@))%5?"7&!,"%?,剪切变形=!,1>!,1>@>"&="@&>",1

8、>*>"!=!11>!11>?>"!=!11>!11>?>"!框筒=!11>"11>,>?)1%*&%5!"7)1?&1%)?弯曲变形=!,1>!,1>@>"&="@&>",1>*>"!有了核心筒的结构体系的侧移刚度虽然有了很大的提高$但考虑到设计地震分组第"组$A类场地土的卓越周期为1%&,<$地震影响系数正好取到了最大值$地震作用较大$而且