鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀的評(píng)述(已修改)
2025-06-28 18:56 本頁(yè)面
【正文】 鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀的評(píng)述 周建龍[提要] 鋼結(jié)構(gòu)住宅是十五期間我國(guó)將要重點(diǎn)推廣的項(xiàng)目，其具有強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)尺寸小、自重輕、施工速度快、抗震性能好及工業(yè)化程度高的特點(diǎn)。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外主要的鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了回顧和總結(jié)，對(duì)各種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了評(píng)述，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題提出了建議。[關(guān)鍵詞] 鋼結(jié)構(gòu)住宅 結(jié)構(gòu)體系 一。概述改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)的鋼產(chǎn)量有了很大的提高,特別是從1997年以后,我國(guó)的 鋼產(chǎn)量連續(xù)四年超過(guò)億噸,但我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占總鋼產(chǎn)量的比例僅為2%,而在鋼結(jié)構(gòu)用鋼量中,建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量又僅占10%,這與我國(guó)作為產(chǎn)鋼大國(guó)的地位是很不相稱的,為此,國(guó)家外經(jīng)貿(mào)委會(huì)同冶金部制定了在建筑工程中推廣使用鋼結(jié)構(gòu)的一系列政策措施,爭(zhēng)取在“十五”期間建筑鋼結(jié)構(gòu)的用量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的3%，至2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)的用量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的6%,而建設(shè)部將鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用作為我國(guó)建筑業(yè)用鋼的突破點(diǎn),并且制定了《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》和《鋼框架核心筒住宅建筑體系技術(shù)導(dǎo)則》。鋼結(jié)構(gòu)住宅具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸小、工業(yè)化程度高的特點(diǎn)，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)又是可重復(fù)利用的綠色環(huán)保材料，因此鋼結(jié)構(gòu)住宅是符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的推廣項(xiàng)目。隨著國(guó)家禁用實(shí)心粘土磚和限制使用空心粘土磚的政策的推出,加快住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、積極推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅體系已迫在眉睫。但我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)住宅尚處于探索起步階段，這種體系在鋼結(jié)構(gòu)防火、梁柱節(jié)點(diǎn)做法、樓板形式、配套墻體材料、經(jīng)濟(jì)性及市場(chǎng)可接受程度上尚有許多不完善之處。從前幾年開(kāi)始，全國(guó)陸續(xù)出現(xiàn)了一批鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)項(xiàng)目，如山東萊鋼的櫻花園住宅小區(qū)、天津的鋼框架—剪力墻高層住宅、北京賽博思金屬結(jié)構(gòu)有限公司的鋼框架核心筒多層住宅、上海冶金設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的陸海城、中福城項(xiàng)目、馬鞍山鋼鐵股份有限公司設(shè)計(jì)的18層示范實(shí)驗(yàn)住宅樓等。我院的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)剛剛起步，為使大家對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅有一全面了解，為今后的設(shè)計(jì)積累必要的技術(shù)資料，現(xiàn)對(duì)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系作一介紹。二．結(jié)構(gòu)體系 鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系大致可分為以下幾種形式：1. 鋼框架與混凝土筒體（墻體）的混合結(jié)構(gòu)體系2. 鋼框架加支撐的結(jié)構(gòu)體系3. 鋼框架與預(yù)制混凝土墻體的框剪結(jié)構(gòu)體系4. 純鋼框架結(jié)構(gòu)體系 5. 錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系6. 輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系1) 鋼框架與混凝土筒體（墻體）的混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)的平面布置一般為樓電梯或衛(wèi)生間采用鋼筋混凝土，形成主要的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，而外周的框架則采用鋼框架，這種結(jié)構(gòu)體系將鋼材的強(qiáng)度高、重量輕、施工速度快和混凝土的抗壓強(qiáng)度高、防火性能好、抗側(cè)剛度大的特點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，外周梁柱連接一般采用剛性連接，而樓面鋼梁與混凝土墻則采用鉸結(jié)，由于混凝土承擔(dān)了絕大部分的水平力，故而混合結(jié)構(gòu)的位移控制指標(biāo)可參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用，但框架部分承擔(dān)的地震剪力不得小于結(jié)構(gòu)底部剪力的20%，在大多數(shù)情況下，后者往往起控制作用，這種體系的住宅平面上應(yīng)限制無(wú)剪力墻部分框架的長(zhǎng)度，否則樓面無(wú)限剛的假定將很難滿足。這種的受力特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)整體破壞屬于彎剪型，結(jié)構(gòu)破壞主要集中于混凝土芯筒，特別是結(jié)構(gòu)下部的混凝土筒體四角，對(duì)這些部位應(yīng)予加強(qiáng)，保證筒體的延性，此外鋼梁與混凝土墻體的連接部位受力復(fù)雜，也是最易遭受破壞的地方，該節(jié)點(diǎn)應(yīng)保證能承受鋼梁可能出現(xiàn)的軸向力。這種體系的不足之處為芯筒為混凝土，重量減少不是很多，現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土的工作量仍然較大。從建筑平面布置的角度來(lái)看，柱子一般布置在陽(yáng)臺(tái)或轉(zhuǎn)角部位，以利于住戶的裝修處理。2）鋼框架支撐體系對(duì)于多層及小高層建筑，可在建筑的外墻，結(jié)合門窗位置布置雙向交叉支撐，支撐可采用角鋼、槽鋼或圓鋼，可按拉桿設(shè)計(jì),而且在輕鋼住宅結(jié)構(gòu)中，支撐也不一定必須從下到上同一位置設(shè)置，也可跳格布置，其目的主要是為了增加結(jié)構(gòu)的剛度，對(duì)于外墻開(kāi)有門窗時(shí)，也可在窗臺(tái)高度范圍內(nèi)布置，形成類似周邊帶狀桁架的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度進(jìn)行加強(qiáng)。對(duì)高層住宅，可選擇山墻和內(nèi)墻布置中心支撐或偏心支撐，值得注意的是，當(dāng)采用單斜柱體系時(shí)，應(yīng)設(shè)置不同傾斜方向的兩組單斜桿，以抵抗雙向地震作用，在節(jié)點(diǎn)方面，若支撐足以承受建筑物的全部側(cè)向力作用，則梁柱可做成鉸接，如支撐不足以承受建筑物的全部側(cè)向力作用，則梁柱可部分或全部做成剛接。在高烈度地區(qū)，如果柱子比較細(xì)長(zhǎng)，則大多采用偏心框架體系，這種體系的特點(diǎn)是，在小震或中等烈度地震
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