多层轻钢住宅的结构体系与设计方案
多层轻钢结构住宅设计
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( ) 钢 结 构 配 件 制 作 工 厂 化 和 机 械 化 程 度 高 . 品 化 1轻 商
程度高 :
种理 想的抗侧 结构 。空腔结 构板是 一种 新型 的轻质 板材 .
( ) 场 施 工 速 度 快 , 要 为 干 作 业 , 利 于 文 明施 工 : 2现 主 有 ( ) 结构建 筑是环 保型 的可持续 发展 产品 : 3钢
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学 界I设业版 行专 综 述 建论 合
多层 轻 钢 结 构 住 宅 设 计
口 梁 广伦
摘 要 :本 文 阐 述 了低 多 层 轻 钢 结 构 住 宅 常 用 的 结 构 体 系及 主 要构 件 的 设 计 , 目前 存 在 的 问题 作 了一 定 的 对 探 讨 并 指 出 发 展 方 向 关键 词 : 钢 结 构 结 构 体 系组 合 楼 盖 轻
力 合 理 , 时 可 以 提 高 框 架 的 侧 向 刚 度 , 火 性 能 好 , 且 结 同 防 而
构 破 坏 时 柱 体 不 会 迅 速 屈 曲 破 坏 。 因 此 , 管 平 面 受 力 结 构 尽 中 .选 用 H 型 钢 或 I 钢 在 受力 上 还 是 合 理 的 但 总体 上 . 宇 箱 形 钢 管 柱 尤 其 是 方钢 管 混 凝 土 柱 应 得 到 广 泛 应 用 方钢 管 混 凝 土 柱 将 是 钢 结 构 住 宅 发 展 的 主 要 方 向 , 由于 缺 乏相 应 的 但
弯 矩 接 近 . 截 面 较 高 的框 架 柱 采 用 双 轴 等 强 的 钢 管 柱 或 方 梁 钢 管 混 凝 土 柱 是 适 宜 的 对 于 方 钢 管 混 凝 土 柱 . 仅 截 面 受 不
2结构 体 系选 型
对低 、 层住 宅 , 多 目前 国 内 外 常 用 的 结 构 体 系 主 要 有 :
低多层轻型钢结构住宅的设计与应用
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经低于钢筋混凝 土结构 , 当厂房 的跨 度越 大时 , 优势更 为 其 明显 , 这也是 它赖 以竞 争的一大优势 。
( ) 自重轻 , 3 抗震性 能好 。由于 钢结 构属 于柔性结构 、
震作用 较大 区域 , 高体 系的抗侧 刚 度 , 加轴 交支 撑或 为提 增
偏 交支撑效果很好 。基础 主要承 受轴 力 , 体形较 小 , 因此成 为人们青睐 的对 象。 ( ) 框架剪 力墙体系。用钢筋混凝土剪 力墙 部分 或全 4 部 代替钢支 撑 , 就形 成 了框 架一 钢 筋混凝 土 剪 力墙 ( ) 筒 体 系。它适用于小 高层 住宅 。一 般将楼 梯 或 电梯 间设 计 成钢
的应用体 系包括 : 冷弯薄壁 型钢体系 、 纯钢框 架体 系、 框架 一支 撑体 系 、 钢框 架 一混 凝土 剪 力墙 体 系、 围抗侧 力 周
体系等 。应用 时应 注意房柱 、 楼盖 、 支撑体系 、 节点抗震等关键部位或部位 体系 的设计 与构建 , 确保住 宅质量 。
【 关键词】 轻钢结构住宅 ; 结构体系; 组合楼盖 ; 支撑体系 【 中图分类号】 T 325 U9 . 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 1 66(07 1 07 - 2 0 — 8420) — 09 0 0 r0
于起动 阶段 , 实际设计 和施 工还存在不少 问题。
1 轻 钢结构住宅体 系的优 点
() 轻钢结构 配件 制作工 厂 预制 化 和机械 化程 度高 , 1 商品化程 度高 , 现场 施工 速 度快 , 主要 为 干 作业 , 施工 周期 短, 有利于文 明施工 。轻钢结 构的所 有构件均可 以由工 厂制 作, 现场 拼接安装 , 一般规模较小 的工业 厂房仅需 4 对 5天至 2 月, 个 而若采用钢筋混 凝土建筑 则要 8 2个月 。 —1 () 综合经济 效益好 。① 施 工周 期短 , 以提前投 入 2 可
钢结构住宅的结构体系及设计原则
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钢结构住宅的结构体系及设计原则【摘要】钢结构住宅是一种更符合“绿色生态建筑”特征的结构形式。
它具有自重轻、地基费用省、占用面积小、工业化程度高、外形美观、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等优势,具有较好的综合经济效益。
【关键词】钢结构住宅;绿色建筑;结构体系;经济效益0.前言住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路,这将成为推动我国经济发展新的增长点。
钢结构住宅体系易于实现工业化生产,标准化制作,而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料,它属绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略。
若是在城市中采用钢结构住宅,因为其工厂化程度高、施工周期短的优势,将能很好地解决城市市区,尤其是中心市区人口稠密交通繁忙、施工生产不便的问题。
因此钢结构住宅应该是城市住宅设计的主要方案之一,同时钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展,直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。
1.多高层钢结构住宅的结构体系多高层住宅建筑的钢结构体系与传统的砖混结构体系、混凝土结构体系有很大的不同,它主要由承重钢结构体系、楼面结构体系和围护结构体系等组成。
1.1承重钢结构体系及体系的分类(1)钢框架结构体系。
其特点是受力明确,平面布置灵活,为建筑提供较大的室内空间,且结构各部分刚度比较均匀,具有较大的延性,自振周期较长,因而对地震作用不敏感,抗震性能好,结构简单,构件易于标准化、定型化,施工速度快.但框架结构属典型的柔性结构体系,其侧向刚度差,易引起非结构构件的破坏。
(2)钢框架一支撑结构体系。
为了提高钢框架的侧向刚度,有效地抵抗水平荷载,减少层间位移,通常在墙体平面内布置由角钢或槽钢构成的垂直支撑体系,当房屋较高时,较纯框架经济。
支撑设置的位置要合适,为了与建筑设计相协调,一般布置在窗台下至下层窗顶之间,既隐蔽又能满足支撑体系的需求。
(3)交错桁架结构体系。
由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成,桁架高度等于层高,在相邻柱上为上下层交错布置,楼板一端搁置在桁架的上弦,另一端搁置在相邻桁架的下弦。
多层轻型房屋钢结构的设计与应用研究
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多层轻型房屋钢结构的设计与应用研究摘要:近年来,钢结构在各种工业与民用建筑中广泛的使用,为推动轻型钢房屋建筑起到了积极的作用。
但同时在多层轻型房屋钢结构的设计应用中也存在一些问题。
该文阐述了多层轻钢结构住宅常用的结构体系及主要构件的设计,对目前存在的问题作了一定的探讨并指出发展方向。
关键词:房屋钢结构设计研究国家经济建设的快速发展,钢铁产量增加,钢结构的发展和应用带来了前所未有的机遇。
除国内各种钢结构工业建筑,钢结构,钢结构桥体育场,一个大型机库建设,建成,建成了一批如深圳地王大厦,上海金茂大厦,大连大厦30高层钢结构建筑。
在这期间,与轻钢结构的发展最快,最受欢迎的。
轻型钢结构应用于各种工业与民用建筑的结构,是主要形式的波纹拱壳屋顶结构,框架结构,美观,款式新颖,耗钢量低、建设周期短、大业主的欢迎。
1、多层轻型房屋钢结构建筑的设计,轻钢结构多层房屋中最常用的结构体系为框架结构,根据施工方案的需要,有时也用来悬挂系统。
用于轧制或焊接工字梁柱,有时也可采用箱形截面柱。
由于中国的钢材品种和供应的限制,主要用于焊接组件。
框架结构平面布置灵活,柱尺寸淘汰小(一般6~9米),刚度是比较均匀的,并具有结构简单,施工方便。
自然周期较长,重量轻,地震作用不敏感。
但其横向刚度,横向位移难以控制。
一些电梯的多层房屋,加强横向刚度,结合其电梯轴的安排,也可以采取的框架-剪力桁架和框架剪力墙(通常是钢板剪力墙结构体系)。
1.1支撑体系为加强支持系统多层住宅钢结构的横向刚度,抵抗风荷载和地震作用,通常是由一个渠道或角度的墙平面布置的垂直支撑系统。
根据要求可沿纵向,横向单向或双向版面布局。
该支架与机架铰接,压杆或酒吧的设计。
考虑到门窗的布局,可以使用类型,单斜杆式,字,倒人字形,瓦特,瓦特式,门式等多种形式,如在地震具有良好的能量吸收性能的能量耗散,偏心支承。
在不影响建筑功能的前提下,在支持平面应均匀排列。
对五种支撑梁检算后支撑轴力引起的附加弯矩。
多层轻型钢结构住宅设计
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多层轻型钢结构住宅设计摘要:钢结构住宅因自重轻,基础造价低等综合优势而受到各方的重视。
本文从轻型钢结构住宅体系的优点入手,具体探讨了多层轻型钢住宅的结构体系设计方法。
关键词:轻型钢结构,住宅设计,设计方法Abstract: the steel structure housing for light weight, low cost basis by the parties to the comprehensive advantages attention. This paper light steel structure housing system of the advantages, specific discusses the light steel housing structure of multi-layer system design method.Keywords: light steel structure, residential design, design method引言钢结构是以钢材为材料做成受力构件的结构。
钢结构住宅因自重轻,基础造价低,适用于软弱地基,安装简便,施工快,周期短,投资回收快,施工污染环境少,抗震性能好等综合优势而受到各方的重视。
多层轻钢住宅在国内是一个全新的概念。
轻钢建筑,即轻型钢结构建筑,是指以轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢、薄钢板、薄钢管及以上各构件拼接、焊接而成的组合构件等为主要受力构件,大量采用轻质围护隔墙材料的低层和多层建筑.多层轻钢住宅属于轻钢建筑范畴,系指采用多层轻型钢结构为骨架、以居民长期居住为目的的房屋建筑。
在设计中,应做到既保持轻钢建筑的优点,又满足居住的舒适性要求。
一、轻型钢结构住宅体系的优点高强度承重轻型钢结构住宅具有显著的优越性:(1)代替传统的建筑材料,.实现住宅产业工业化,改善人类社会居住环境。
以钢代木、以钢代砖、以钢代混凝土的环保节能型住宅,是21世纪改善人类社会居住环境的最佳产品。
多层轻钢结构住宅的结构体系与设计
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大量节约材料 , 减轻结构重量 , 降低基础 , 运输和安装费用。 因此 , 对 的体 系。可以根据 建筑平面设计的要求 , 灵活处理 , 综合使用不同
地震区, 地质条件差和运输不便的地 区, 其优越『 生 更为明显。 的抗侧力体 系。 1 . 2 外形美 观 , 建筑 造型简洁 , 丰富 , 构 件截面尺 寸小 , 净使用 面 2 . 2 楼 面屋 盖结 构 。楼 面 和 屋 盖 必 须 有 足 够 的强 度 ' 冈 0 度 和 稳 定 积增加 。钢材强度高 , 可以提供较大 的柱 网布置 ; 当考虑楼板的组 性 , 同时应 当尽量减少楼板厚度 , 增加室 内净高 。压 型钢 板一 混凝 合作用 , 使用组合梁或扁梁时 , 可以增加净高 。这种开放式住宅既 土组合楼盖是 目前应用较为广泛 的形式 。它具 有施 T速度快 , 平
架间距 ) 和墙距( 板跨 ) 。 2 . 4 多 层 轻 钢 住 宅 的 防火 。钢 材 属 于 不 耐 火 材 料 , 温度为 4 0 0 o C
过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。 这种住 宅体系由于使用实心粘土砖 , 浪费土地资源 , 建筑物 自重大 , 对抗震 不利。 另一方面 , 由于结构体 系 自身 的限制 , 住宅平面布局多为封闭 式 的小开间, 不能适应不断变化的居住模式的要求。与传统住宅相
效 的 加强 了建 筑 物 的侧 向 刚 度 , 又 解 决 了楼 梯 问 的 防 火 问 题 。 如 果 结 构 刚 心偏 移 过 大, 出现 扭 转 的 问 题 , 可 在 适 当 部 位 设 置 钢 支 撑。4 ) 周 围抗侧力体 系。这种体系在欧美国家的商业和民用建筑
民 营 科技2 0 1 4 年第7 期
工程科 技
多层轻钢结构住宅 的结构体系与设计
多层轻钢住宅结构体系分析
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作者简 介 :俞铭 华 (9 6一)男 , 14 , 上海人 , 华东船冉 工业学 院教授 。 n
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场装配化施工 ; 实现技术集成化 , 提高住宅 的科技含量和使用功能。 施工速度快 , ④ 可提高劳动生产率 和现场文明施工水平 , 施工用工少 , 工程质量可靠 , 建设工期短。⑤ 符合环保要求 , 不仅在施工 中减少
大 量噪 声 、 尘 污染 和 湿作 业 量 , 粉 而且 钢 材本 身 可再 生 利用 . 与其 配 套 的新 型轻 质墙 板 节 能效 果 好 , 合 符
3 镇 江 市建 筑 设 计研 究 院 ,江 苏 镇 江 2 2 0 ) . l0 1
摘
要 :阐述 了多层 轻钢结构 的特 点 , 探讨 了适用于 多层轻钢住宅 建筑 的若 干结 构体 系 , 出 了在结构 提
设 计方面若 干需要研究 的技术问题 。
关键词 :轻钢结构 ; 多层 住宅 ;结构体 系
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第 l 6卷第 3期 20 0 2年 6月
华
东
船
舶
工
业
学
院
学
报( 自然 科学版 )
v( 1 No 3 ) 6 1. .
J un lo atC i hp uli ntueNaua S i c dt n o ra fE s hn S ibi n Is tt( trl c neE io ) a dg i e i
第 3期
俞 铭华等 : 多层轻钢 住宅结构体 系分析
l 7
绿 色 环保 和 可 持续 发 展 的要 求 。 当然 , 钢 结 构 也有 一些 弱 点 , 要 是 防火 和 防锈 功 能相 对 较 弱 , 轻 主 传音 效 果 明 显 。但 随着 高 科 技 的 发 展 , 计 的改 进 , 进 的 防火 材料 、 设 先 防锈 涂 料及 新 型 的耐 火耐候 钢 相 继 问世 , 些 不足 都 将 得 到较 好 的 这
多层钢结构住建设中的主要构件设计

浅谈多层钢结构住建设中的主要构件设计【摘要】本文通过分析钢结构设计思路和步骤,针对设计与施工中的相关问题进行了探讨。
【关键词】多层钢结构;住宅;构件设计一、钢结构设计思路和步骤1.1 首先要判断结构是否适合用钢结构钢结构并不适用于所有的结构,一般情况下,高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、密封性要求高、高温车间、要求能活动或经常装拆的结构中常用到钢结构。
目前,钢结构以其自重轻和施工快的特性,被广泛应用在住宅、临时建筑、工厂、体育馆、大厦、歌剧院、大桥等建筑结构中。
1.2 钢结构设计时结构的选型与结构布置因为结构选型广泛,实践经验较少的年轻工程师应该多向经验丰富的工程师共同研究后再慎重进行结构选型和布置。
“概念设计”在钢结构的整体设计中占有相当重要的地位,所以设计时应注重这一点。
对没有做出要求或无法得出精确的分析结论的部分,可按从整体结构体系与分体系之间的力学关系、震害、破坏机理、试验现象、工程经验所获得的设计思想,从整体上来确定控制结构的布置及细部措施。
早期通过概念设计实现快速比选。
所得结构方案便于手算,从而准确定性,进一步明确概念,同时也能省去结构分析环节的一系列复杂的运算。
进行结构选型的过程中,必须对各类结构的特点进行周密的分析。
基本雪压大的区域,最好设计使积雪自动滑落的屋面曲线,而且要认真分析降雨量较大的区域。
如果建筑条件允许,可在框架中布置支撑会比加大梁、柱截面对位移进行有效的控制,这样不仅会取得预期的效果,而且经济合理。
有些建筑的屋面覆盖跨度稍大,单向受力可采用张悬梁、桁架等结构体系,双向受力可选用网架等结构体系。
而钢混凝土组合结构通常应用在高层钢结构中。
建设单位应该参照荷载的特性及其分布状况、体系特征等来进行结构的布置。
正常情况下,应确保力学模型清晰,且刚度均匀,注意防止移动荷载或大荷载引起较大影响,尽量让其通过固定的线路直接传递到基础。
柱间抗侧支撑要均匀分布,支撑的形心应最大限度的挨近侧向力的作用线,否则还要分析结构的扭转。
低层与多层轻型钢结构住宅的设计与应用
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般 采 用 刚性 连 接 方法 ,根 据 “ 常用 设 计 法 ” ,即翼缘连 接承受全部 弯矩 ,梁腹板 只承 受全部剪力 的假定进行 设计。震害表
明,这种设计 不能有效满足 “ 强节点 弱杆
2 结构体 系选 型
1) 弯 薄 壁 型 钢体 系 。 构 件 用 薄 冷 钢 板 冷 弯成 C 、 Z 构 件 , 可 单 独 使 形 形
用 ,也 可组 合 使用 。 构件 间 连 接采 用 白
理 ,综 合使用 不 同的抗 侧力体 系。
件” 的抗 震要求 ,在 高烈度 区隐患很大。
3 主要构件设计
1)钢 结 构 住 宅 一 般 为 大 开 间 ,框
4 结 语
低 、 多 层轻 钢 住 宅是 一 类 极具 发 展 前 途 的 建筑 形 式 ,正 在成 为住 宅发 展 的 热 点 。 随着 钢 结构 住 宅建 筑 产 业化 技 术 导 则 、相关 的技 术导 则 ( S SS 钢框 如 B IC
接 ;纵 向 为铰 接。 因此 ,结构 在纵 向相
当于 排 架 ,抗 侧移 刚 度 很低 ,需 设置 侧
向支 撑抵 抗 水平 荷 载 , 限制 结 构 的水 平 变形 。具 体 形式 可 结 合建 筑 立面 或 门 窗
体 分析 时 ,还普 遍 不 考虑 楼 盖与 钢 梁 的
组 合作 用 ,即使 设 置抗 剪 缝 ,也 偏 保守
欧 美 国 家 的 商 业 和 民 用 建 筑 中 十 分 流 行 。 它 的特 点是 框 架柱 与 其相 交 的建 筑 轴 线垂 直 ,形成 外 筒 ,抵 抗 水平 荷 载 ,
将 之传 递 到基 础 。 它适 用 于建 筑 外 型接
近于 正方形 的结 构。 对 于 多层 轻 钢 住 宅体 系 的选 择 ,可 以 根 据 建 系节 点 刚性 不 易保 证 , 抗 侧移 能力较 差 ,一 般 只用于 1 层住 ~2 宅 或别 墅。 2) 架。 目前 ,这种体 系在 多层钢 框 结 构住 宅 中应 用 最 广 ,纯 框架 体 系 常用 于4~8 层住 宅 。纵 横 向都 设成 钢框 架 , 门 窗设 置 灵活 ,可 提 供较 大的 开 间 ,便 于 用 户 二次 设计 ,满 足各 种 生 活需 求。
多层轻钢结构房屋设计探讨
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213 、 节 点 . 梁 柱 .
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, 节点 中的弯矩 和其相对转 角的关系既非 完全 刚 一般 接, 也非完全铰接, 而是非线性连接状态 。为简化计算 , 通常假
度应作适 当的折减 。 22 .. 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
2 . 次梁布置 .1 2
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 、 向单 向或 横 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 型、 单斜杆型 、 人字型 、 人字型 、 型 、 w 型 、 倒 w 倒 门式 等形式, 在不影响建 筑功 能的前提下, 在平面上支撑应均匀布置 。
摘 要 : 于轻钢结构的受力特 点和工程 实践 , 结构型式选择和 结构平面布置等 方面, 了多层轻钢结构房屋设计要领 ; 工程 设计 实例, 基 从 论述 结合 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
中图分类号 : U 9 . T 3 25 文献标识码 : A 文章编 号: 0 7 7 5 (0 0 — 1 7 0 1 0 — 3 9 1 )4 0 — 3 2 1 5
3(o 8) 0
系列 的功 能 , 而且在施: 速度 、 亡 使用 功能和价格 上都具 有
图 1 标 准 层 结 构 平 面 布 置 图
多层轻钢结构住宅设计

多层轻钢结构住宅设计随着城市人口的不断增加和土地资源的有限性,多层轻钢结构住宅作为一种具有优势的建筑形式,逐渐成为人们对高品质住宅的选择。
本文将探讨多层轻钢结构住宅设计的关键要素和注意事项。
1. 导言多层轻钢结构住宅设计是一种以轻钢结构为骨架的建筑形式,具有结构轻、施工速度快、可塑性强等特点。
在设计过程中,需要充分考虑住宅的功能性、节能性、环境友好性以及美观度。
2. 功能性设计在多层轻钢结构住宅设计中,功能性是首要考虑因素之一。
设计师需根据住宅的用途,合理规划室内布局,确保每个房间都能够满足居民的日常需求。
此外,还需要考虑空间的灵活性,以适应不同家庭成员的生活方式。
3. 节能性设计为了提高多层轻钢结构住宅的节能性能,设计过程中应注重保温隔热材料的选择和使用。
采用高效的外保温材料,如聚苯板、岩棉等,可以有效减少能源消耗,降低能源成本。
此外,还可以合理设计窗户和门的位置,以最大程度地利用自然光线和通风。
4. 环境友好性设计多层轻钢结构住宅的环境友好性设计应考虑建筑材料的可再生性和可回收性。
选用符合环保标准的材料,如绿色建筑板材、环保涂料等,减少对环境的污染。
此外,还应合理规划绿化空间和景观,为居民提供宜人的生活环境。
5. 美观度设计多层轻钢结构住宅设计的美观度是吸引购房者的重要因素之一。
在外立面设计中,可以运用现代的建筑元素和材料,创造富有创意的外观形象。
同时,还应注重室内装饰的细节设计,以提供舒适、时尚的居住环境。
6. 结论多层轻钢结构住宅设计是一门综合性的学科,需要将功能性、节能性、环境友好性和美观度等因素合理融合。
合理的设计不仅能够提高住宅的实用性和舒适性,还能够对节约能源、保护环境发挥积极作用。
因此,在进行多层轻钢结构住宅设计时,设计师应全面考虑各个方面的因素,以满足人们对高品质住宅的需求。
(字数:513字)。
多层轻钢住宅结构体系抗震设计基本方法
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多层轻钢住宅结构体系抗震设计基本方法摘要:我国属于频发地震的国家,全国各个省市、自治区几乎都有抗震设防6度以上的区域,2008年汶川大地震给了我们惨痛的教训,这加强了我们在建筑方面的抗震设计思考。
多层轻钢住宅结构体系的抗震设计,是我国目前建筑设计环节的重点所在。
本文将在对这种体系抗震设计初步阐述的基础上,提出抗震设计的基本方法。
关键词:多层住宅轻钢结构抗震设计中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a 文章编号:1.抗震结构体系的类型关于多层轻钢住宅结构抗震体系的类型,根据抗侧力结构体系的组成方式划分,有如下几种类型:1)纯钢框架结构。
这种结构在水平作用力之下,有两部分的框架侧移,一是结构倾覆力矩造成柱拉压变形,引起整个结构的弯曲,二是结构剪力造成梁柱受弯之后,引起了部分的侧移。
纯钢框结构具有比较好的延性体系,而且平面布置上各个部位的刚度都较为均匀,具有较长的自震周期。
如下图1.1所示:图1.1:纯钢框架结构2)框架支撑结构体系,荷载力集中于结构的梁柱上,但抗侧的刚度比较小,如果结构的高度较高,结构的抗侧刚度不能满足设计的,而如果结构的梁柱截面设计得太大,又会增加结构设计施工的成本,因此框架支撑结构体系通常都均匀对称布置了支撑构成中心支撑框架结构。
如下图1.2所示:图1.2:框架支撑结构体系3)伸臂及带状桁架。
建筑物越高,其支撑系统的高度和宽度也会随之增大,但抗侧的刚度会明显下降,为了提高结构体系的刚度,可以在建筑物的顶部和中部位置设置伸臂及带状桁架结构,提高建筑外围结构体系的抗弯能力。
如下图1.3所示:图1.3:伸臂及带状桁架4)钢框架混凝土剪力墙结构,在钢框架当中设置混凝土剪力墙,布置于住宅的建筑平面中心位置,以提高结构的抗侧力刚度水平。
这种结构由钢框架和混凝土两种不同的材料组成,属于混合型的结构。
如下图1.4所示:图1.4:钢框架混凝土剪力墙结构2.抗震结构体系设计的基本方法地震的作用具有复杂性,在计算其作用力的时候要尽量简单化,常见的有底部剪力法:根据结构水平地震作用的规律,确定结构总水平地震作用的分布状态,在计算的时候,需要考虑所有主轴方向的自由度。
轻钢别墅建筑设计施工方案
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轻钢别墅建筑设计施工方案1. 引言轻钢别墅是一种以轻钢结构为主体的高品质住宅,具有施工方便、环保节能、寿命长等优势。
本文将针对轻钢别墅的建筑设计施工方案进行详细的介绍。
2. 建筑设计2.1 结构设计轻钢别墅的结构设计主要包括两部分:主体结构和次体结构。
2.1.1 主体结构主体结构采用轻钢龙骨作为骨架,墙体采用轻钢夹芯板进行围护。
轻钢龙骨具有轻质、高强度的特点,适合承担房屋的荷载。
轻钢夹芯板则具有隔热、隔音、防火的功能,有效提高房屋的舒适性和安全性。
2.1.2 次体结构次体结构包括楼板、楼梯、屋顶等配套设施。
楼板采用轻钢楼盖板,楼梯采用轻钢楼梯梁,屋顶采用轻钢屋面板。
这些次体结构均采用轻钢材料,与主体结构相互衔接,形成整体稳定的建筑结构。
2.2 建筑布局轻钢别墅的建筑布局应符合居住功能需求和空间利用效率。
通常采用多层结构,一楼为公共活动区域,包括客厅、厨房、餐厅等;二楼为私密区域,包括卧室、卫生间等。
此外,别墅还可以设计花园、露台等室外空间,提供舒适的居住环境。
2.3 设备设施轻钢别墅的设备设施包括水电系统、通风系统、暖通系统等。
水电系统应满足居住需求,包括供水、排水和用电等。
通风系统应保证室内空气的流通,提供良好的室内环境。
暖通系统则用于供暖、供冷等功能,提高居住舒适度。
3. 施工步骤轻钢别墅的施工步骤主要包括地基处理、主体结构安装、次体结构安装、装饰装修等。
3.1 地基处理地基处理是整个施工过程的第一步,主要包括地基平整、地基加固等工作。
轻钢别墅的地基处理相对简单,通常只需要进行简单的土方作业和地基的加固即可。
3.2 主体结构安装主体结构安装是轻钢别墅施工的核心环节。
首先,根据设计图纸进行基础施工,然后安装轻钢龙骨和轻钢夹芯板,组成整体的主体结构。
施工过程中需严格按照工艺要求进行安装,确保各部件的连接牢固。
3.3 次体结构安装在主体结构安装完成后,进行次体结构的安装,包括楼板、楼梯、屋顶等。
这些设施需要与主体结构进行协调,确保各部位的质量和安全。
轻型钢结构住宅的屋面构造设计要点

轻型钢结构住宅的屋面构造设计要点轻型钢结构住宅在现代建筑领域中越来越受到重视,其中屋面构造设计是确保房屋安全和稳定的重要因素之一。
本文将介绍轻型钢结构住宅屋面构造设计的要点,以帮助读者了解如何有效地设计和建造安全性能卓越的屋顶。
1. 基本结构设计屋面的基本结构设计是确保整个建筑稳定的关键。
在轻型钢结构住宅中,屋面主要由屋架、屋面承重体系和墙体等部件构成。
屋架的选择应兼顾抗风、抗震和承重性能,常用的形式包括悬挑屋架、斜屋架和平屋架等。
2. 材料选择轻型钢结构住宅的屋面构造设计中,材料的选择至关重要。
常用的材料包括轻钢龙骨、轻钢板、薄瓦等。
轻钢龙骨具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,可有效减少屋面荷载,增加抗震和抗风能力。
3. 屋面防水设计屋面防水设计是确保屋顶防水性能的重要环节。
在轻型钢结构住宅中,常见的屋面防水材料包括防水卷材、抗渗胶涂料等。
防水层应正确铺设,并注意与其他构件的连接,以确保整个屋面的完整性和密封性。
4. 屋面保温设计轻型钢结构住宅屋面保温设计对提高建筑的节能性能至关重要。
在屋面构造中,可以采用保温材料填充轻钢龙骨之间的空隙,有效减少热量传输,提高室内舒适度。
5. 屋面采光设计屋面采光设计可以提高室内光照度,减少对电力的依赖。
在轻型钢结构住宅屋面构造设计中,可以采用透明的屋面材料或设置明窗,增加自然光的进入。
6. 屋面排水设计良好的屋面排水设计可以有效防止雨水滞留和渗漏。
在轻型钢结构住宅中,屋面排水系统应包括合理的坡度设计、排水管道和防水层的密封等。
7. 屋面风洞效应分析轻型钢结构住宅的屋面构造设计中,风洞效应是需要考虑的重要因素之一。
通过风洞模型试验和计算分析,可以评估屋面在强风作用下的受力性能,从而优化设计方案。
综上所述,轻型钢结构住宅的屋面构造设计要点涉及基本结构设计、材料选择、屋面防水设计、保温设计、采光设计、排水设计和风洞效应分析。
在实际设计中,还应考虑当地气候条件和建筑用途等因素,确保屋面的稳定性、安全性和舒适性。
多层轻钢住宅的结构体系与设计

多层轻钢住宅的结构体系与设计多层轻钢住宅是一种新型的建筑结构体系,是通过采用新材料、新技术和新工艺研发的。
它的主要组成部分是轻钢结构、保温材料、内外装饰材料和管线系统等。
作为一种绿色、环保、节能的住宅形式,多层轻钢住宅在国内外受到越来越多的关注和青睐。
本文将介绍多层轻钢住宅的结构体系与设计。
一、多层轻钢住宅的结构体系多层轻钢住宅的结构体系主要包括:立柱、梁、墙板、楼板等。
其中,立柱和梁是轻钢结构体系的主要承载构件,墙板和楼板则是其次要承载构件。
轻钢结构主体采用按需定制形式进行加工制作,减少了现场施工的工序和难度。
此外,多层轻钢住宅还需要在结构体系上进行防震、隔声、保温等措施。
这些措施不仅可以提高居住的安全性和舒适度,同时还有利于减少能源消耗,实现节能环保。
二、多层轻钢住宅的设计多层轻钢住宅的设计应该充分考虑到住宅舒适度、美观度和实用性。
下面我们将分别从三个方面进行阐述:(一)舒适性轻钢结构体系采用保温材料和双层玻璃窗户,能在更大程度上提高室内温度的舒适度和节能效果。
同时,为了提高住宅的通风性,可在立面设计上进行考虑,例如增加阳台面积等。
此外,为了提高住宅的隔音效果,可使用吸音材料进行隔音处理。
这对于保证住宅的私密性和居住的舒适度都是很重要的。
(二)美观度多层轻钢住宅的设计在美观度上要考虑到住宅色彩的配合以及外立面的形式语言。
为了达到这种美学效果,建筑师可以在多层轻钢住宅的设计中增加一些造型和灯光等元素,来打造出独具个性的住宅外立面。
此外,多层轻钢住宅有很多样式可以选择,例如花园式、小区式等,可以根据实际需求进行个性化设计,满足客户的个性化需求。
(三)实用性多层轻钢住宅的设计要考虑到居住者的生活实用性。
例如,设计住宅的格局和空间区划要满足居住需要,如厨房、卫生间、客厅等使用频率较高的区域应被充分考虑。
同时,为了增加住宅的储物空间,可在设计上设置一些侧面墙柜,来赢取空间。
此外,为了提高住宅的照明效果,还可以在设计中添加一些灯光设计,增加住宅的美观度和实用性。
轻钢结构住宅框架结构体系的设计
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中得 到 广 泛 的应 用 于推 广 。现 主 要针 对轻 钢 结 构 住 宅 体 系的设 计 进 行 了简要 的分 析 与探 讨 。一般 按 照结 构 支撑 形 式得 到 差 异 , 将 轻 钢 结 构 住 宅 体 系 区分 为纯 框 架 结 构体 系 、 框 架 中心 支撑 体 系以及 框 架 偏 心 支撑 体 系三 种 形 式 。 以 下 就 来 一一 介 绍 其 各 自的 设 计 方 法 , 并 就 轻 钢 结构 住 宅体 系 中的 其他 结构 体 系的 设 计 方 法也 进 行 了简要 论 述 。 关键 词 : 轻 钢 结构 ; 住 宅体 系; 设 计施 工
在我 国建筑结构设计技术的发展以及人们 日益增长的建筑需求 的推动下, 住宅建筑的结构设计体系方筑结构设计中, 这是因为轻钢结构具有 自重小 、 强度大 、 施T自动化程度高、 有利于增大住宅 内部 的有效空间 等诸多优 。 轻钢住宅结构是由各种经济型的钢材构件为住宅结构的 主要承重骨架 , 并配以轻质的墙体材料将骨架包围起来 , 形成保护结 构, 从而完成住宅结构的整体框架。由于轻钢结构主要是以轻质钢材 为承重材料 , 因此在住宅建筑工程的施工中, 对于轻钢结构的设计要 求是非常严格的, 必须要按照相关的规范标准进行结构设计 , 以确保 建筑的质量与安全稳定。 1 纯框架结构体系的设计
3 框架偏心支撑体系的设计 偏心支撑框架( E B F ) 是指支撑偏离梁柱节点 的钢结构框架 , 是 近二十年来发展起来 的抗震 结构。这种体系有很好 的刚度 , 有极 好的耗能能力 以抵抗大的地震作用 。它比框架 中心支撑体 系和纯 框架体系 , 有相对较小 的侧 向位 移和更均匀的层间分布 。由于偏
心支撑具有非常有效的控制变形能力 , 使得偏心支撑框架 比纯框 架节省钢材 2 5 %~ 3 0 %, 比中心支撑框架节省钢材 1 8 %~ 2 0 %。 设计 E B F有三个变量 : 支撑形状 、 耗 能梁 段长度 和耗能梁段 的截面特 性 。一般先初选一个结构外形 , 根据抗剪设计的近似计算 , 选择耗 能梁段 的长度 和截 面,然后用 弹性分 析程 序算 出房屋 自振周期 、 底部 剪力 、 剪力 沿高度 的分 布 、 结构 弹性位移 和框架构件 的内力
多层轻钢住宅的结构体系与设计

多层轻钢住宅的结构体系与设计- 结构理论1. 轻钢住宅在我国的发展我国轻型钢结构经过20多年的发展历史,虽然起步并不晚,主要由于经济与技术的原因使得多层轻钢住宅的发展受到制约。
国内最早出现的轻钢结构住宅是94年11月建于上海浦东北蔡的8层钢结构住宅,采用冷弯成型的矩形钢管混凝土柱和U型冷弯型钢组合梁组成框架。
其特点是采用稻草板作外墙和楼板的组件,单位面积用钢量34kg/m2.天津经济开发区太平村是我国住宅产业化的探索基地之一,来自中国,日本,美国,加拿大等15个国家和地区的95名参展商展示了各自的产品,其中钢结构住宅均采用框架结构。
楼板及墙体、屋顶均采用复合结构,工厂预制,现场安装,缩短了施工工期。
长沙远大集团建造的8层钢结构公寓,称之为集成化建筑。
该建筑装有中央空调一体化机组,整体浴室,“五表”远传系统等现代化设备。
室内设计考究,体现了钢结构住宅的风格和质量,表明了钢结构住宅的良好发展前景。
表1为若干轻钢住宅经济技术指标。
当前,国家将住宅产业作为国民经济新的经济增长点。
为居民提供高质量的符合市场需求的商品化住宅成为必然趋势。
国家鼓励发展“新型建筑体系”,已将其列入优先发展的高新技术领域中。
国务院1999年颁发的72号文件提出要发展钢结构住宅产业,在沿海大城市限期停止使用粘土砖。
建设部标准定额研究司正在编制与修改与多层钢结构房屋密切相关的技术规程。
建设部科技司在今年上半年分别召开了“钢结构住宅产业化技术导则编制研讨会”和“钢结构住宅建筑体系及关键技术研究课题立项评审会”。
通过了18个包括钢结构住宅建筑体系及其关键和试点工程的立项。
国家政策为钢结构住宅开发创造了条件,钢结构产业化住宅有望在最近取得突破性进展。
2. 多层轻钢住宅的优势过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。
这种住宅体系由于使用实心粘土砖,浪费土地资源,建筑物自重大,对抗震不利。
另一方面,由于结构体系自身的限制,住宅平面布局多为封闭式的小开间,不能适应不断变化的居住模式的要求。
多层钢结构住宅体系及技术性分析
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梁 高跨 比 1 5  ̄2 , 结构 受 力 分析 的 合 理性 和 经 :0 0 从 济性 两方 面考 虑 , 于住 宅 的大 跨 度 钢结 构 柱 网以 用 6 m 为 宜 。此 时结 构 梁 高 约 3 0 5 0 ~7 2 0 ~ 0 mm, 按 层高 2 8 考虑 , 面 开 窗高 度 能达 1 4 以上 , m 立 m 基 本 满足住 宅规范要 求 。 ( ) 开间 密柱 式 布 置 。根 据 建 筑设 计 每 一 开 2小 间 均设有柱 子 , 一般 3 5 此 结 构 类 型 由 于 跨 度 ~ m, 小 , 、 断面都 相对减 少 , 梁 柱 在立 面开 窗 、 门上 有较 开
关键词: 多层 钢 结构住 宅 ; 薄壁 钢骨体 系 ; 纯钢框 架 结构体 系; 钢混 结构体 系
中图 分类号 :U 9 . T 32 1 4 Kg m 造 价 1 0 ~ 3 0 0 / , 20 0 0元 / ( 据 饰 面 材 m 。 根
1 薄 壁 钢 骨 体 系
薄壁 钢骨体 系在 美 国、 拿大等 国家 广泛 应用 。 加 其外墙 和 楼板均 采用 由超级 防腐 的高强 冷轧 或冷弯 镀锌 钢板 制作 的轻 钢龙 骨 为结 构 承 重体 系 , 钢龙 轻 骨用 钢 的强 度 指 标 是 3 ~ 5 KS ( 算 成 公 制 是 3 0 I换
宅 。据 测 算 , 种 住 宅 每 平 方 米 用 钢 量 不 超 过 此
( ) 向支撑 的设置 可 以提 高结构 压杆 ( ) 梁 3侧 柱 、 和框架 的稳定 承载力 , 即框 架—— 支 撑体 系 , 撑设 支
总体 来 看 , 薄壁 钢 骨体 系住 宅 是 一种 工 厂 化制 造 、 快速组 装 、 全干 作业 的装配式 轻钢结 构住 宅 能 完 体系, 具有用 钢量 少 、 抗震 、 节能和建 造省 时 、 工等 省 特点 。 目前 , 国北 新集 团推 出的薄 板 钢 骨 体 系住 我 宅 就是 与 日本 住 房 公 司合 作 引 进 的该 种 体 系 小 住
多层轻钢结构住宅施工设计说明(doc 9页)

多层轻钢结构住宅施工设计说明(doc 9页)多层轻钢结构住宅设计多层轻钢结构住宅设计唐柏鉴刘兴业(天津大学土木工程系天津 300072)提要:本文阐述了低多层轻钢结构住宅常用的结构体系及主要构件的设计,对目前存在的问题作了一定的探讨并指出发展方向。
关键词:轻钢结构结构体系组合楼盖方钢管混凝土柱狐偏交支撑一、前言轻钢结构住宅相比于传统住宅,有其突出的优点:(1)轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高。
(2)现场施工速度快,主要为干作业,有利于文明施工。
(3)钢结构建筑是环保型的可持续发展产品。
门窗设置灵活,可提供较大的开间,便于用户二次设计,满足各种生活需求。
钢框架考虑楼盖的组合作用,运用在低多层住宅中,一般都能满足抗侧要求。
但是由于目前框架柱以H型钢为主,弱轴方向梁柱连接的刚性难以保证,因此设计施工时须慎重处理。
(三)框架支撑体系在风载或地震作用较大区域,为提高体系的抗侧刚度,增加轴交支撑或偏交支撑效果很好。
这种体系为多重抗侧体系,而且梁柱节点,柱脚节点可设计成铰接、半刚接,施工构造简单,基础主要承受轴力,体形较小,因此成为人们青睐的对象。
(四)框架剪力墙体系在低多层住宅中,可以应用传统的剪力墙体系,如钢筋混凝土剪力墙或钢板剪力墙。
目前正在研究的空腔结构板是一种理想的抗侧结构。
空腔结构板是一种新型的轻质板材,采用黄纸制成具有众多等边空腔结构的板状基架,然后经浸渍而成。
该板材与钢框架可靠连接,便可形成新型剪力墙。
另外美国,澳大利亚等国还开发了交错桁架体系,比较新颖。
三、主要构件设计(一)柱前已述及,钢结构住宅一般为大开间,框架柱在两个方向都承受较大的弯矩,同时应该考虑强柱弱梁的要求。
而目前广泛使用的焊接H型钢或I字热轧钢截面,强弱轴惯性矩之比3~10,势必造成材料浪费。
因此对于轴压比较大,双向弯矩接近,梁截面较高的框架柱采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱是适宜的。
对于方钢管混凝土柱,不仅截面受力合理,同时可以提高框架的侧向刚度,防火性能好,而且结构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。
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多层轻钢住宅的结构体系与设计摘要:多层轻钢住宅是一种新型建筑体系,也是目前国内住宅研究和开发的方向。
但是它的设计方法,结构体系,结构特点,常用经济指标不为设计者所熟悉,因此多层轻钢住宅示范楼的设计与施工是推广这种新型体系的最好方式。
本文结合某轻钢住宅示范楼介绍了它的结构体系,布置特点,计算方法等。
关键词:多层民用住宅轻钢结构1. 轻钢住宅在我国的发展我国轻型钢结构经过20 多年的发展历史,虽然起步并不晚,主要由于经济与技术的原因使得多层轻钢住宅的发展受到制约。
国内最早出现的轻钢结构住宅是94 年11 月建于上海浦东北蔡的8 层钢结构住宅,采用冷弯成型的矩形钢管混凝土柱和U 型冷弯型钢组合梁组成框架。
其特点是采用稻草板作外墙和楼板的组件,单位面积用钢量34kg/m2 。
天津经济开发区太平村是我国住宅产业化的探索基地之一,来自中国,日本,美国,加拿大等15 个国家和地区的95 名参展商展示了各自的产品,其中钢结构住宅均采用框架结构。
楼板及墙体、屋顶均采用复合结构,工厂预制,现场安装,缩短了施工工期。
长沙远大集团建造的8 层钢结构公寓,称之为集成化建筑。
该建筑装有中央空调一体化机组,整体浴室,“五表” 远传系统等现代化设备。
室内设计考究,体现了钢结构住宅的风格和质量,表明了钢结构住宅的良好发展前景。
表1 为若干轻钢住宅经济技术指标。
当前,国家将住宅产业作为国民经济新的经济增长点。
为居民提供高质量的符合市场需求的商品化住宅成为必然趋势。
国家鼓励发展表1 轻钢住宅经济技术指标工程名称马钢住宅实验楼北京西三旗水电工程宿舍涿州中铁紫荆关钢结构公司实验楼保定太行集团轻钢住宅示范楼结构体系12 层框架-支撑体系6 层框剪体系6 层钢框架-砼核心筒体系空间框架结构结构型式热轧H 型钢H 型钢,压型钢板组合楼板焊接工型梁柱H 形柱,工形梁用钢量(kN/m2) 52 63 46 52 单位造价(元) 1100 1100 1200 900 “ 新型建筑体系” ,已将其列入优先发展的高新技术领域中。
国务院1999 年颁发的72 号文件提出要发展钢结构住宅产业,在沿海大城市限期停止使用粘土砖。
建设部标准定额研究司正在编制与修改与多层钢结构房屋密切相关的技术规程。
建设部科技司在今年上半年分别召开了“ 钢结构住宅产业化技术导则编制研讨会” 和“钢结构住宅建筑体系及关键技术研究课题立项评审会”。
通过了18 个包括钢结构住宅建筑体系及其关键和试点工程的立项。
国家政策为钢结构住宅开发创造了条件,钢结构产业化住宅有望在最近取得突破性进展。
2. 多层轻钢住宅的优势过去我国大量开发的是以小开间砖混结构为主的住宅。
这种住宅体系由于使用实心粘土砖,浪费土地资源,建筑物自重大,对抗震不利。
另一方面,由于结构体系自身的限制,住宅平面布局多为封闭式的小开间,不能适应不断变化的居住模式的要求。
与传统住宅相比,多层轻钢住宅具有明显的特点与优势,日益受到重视。
(1) 自重轻,抗震性能好。
采用高效轻型薄壁型材,构件截面特性优良,相对承载力高,受力性能良好,整体刚度大,抗震性能好,可以大量节约材料,减轻结构重量,降低基础,运输和安装费用。
因此,对地震区,地质条件差和运输不便的地区,其优越性更为明显。
(2) 外形美观,建筑造型简洁,丰富,构件截面尺寸小,净使用面积增加。
钢材强度高,可以提供较大的柱网布置;当考虑楼板的组合作用,使用组合梁或扁梁时,可以增加净高。
这种开放式住宅既为建筑师提供设计的回旋余地,又为住户提供了灵活分隔室内空间的可能。
(3) 供货迅速,安装方便,可以比混凝土结构至少缩短一半工期。
在当前贷款利率高的金融形式下,早投产,早回收投资,这对于降低工程总造价,增加投资效益幅度是十分重要的。
(4) 干法施工,装备化程度高,建设快速,高效,质量有保证。
(5) 轻钢结构在生产和使用的过程中能源与原材料消耗低,建筑垃圾少,粉尘少,噪音低,具有很高的可重复使用性和可循环性,因此是一种绿色环保结构。
3.多层轻钢住宅的体系与结构特点 3.1 抗侧力结构体系主要应用于多层轻钢住宅的体系可分为:纯钢框架体系,框架-支撑体系,钢框架-混凝土剪力墙体系,周围抗侧力体系等。
(1)纯框架体系常用于4〜8层住宅。
它主要由宽翼缘的H 型或箱形柱和工字型梁组成,亦可采用热轧H 型钢。
这种体系具有较为灵活的空间布局,但侧向刚度较弱。
相对于框架-支撑体系,用钢量较大。
纯框架体系多采用双向刚接,这样可以加大结构自身的侧移刚度,减少抗侧移构件内力,加强耗能机制,提高建筑物的延性。
但节点形式较为复杂。
由于建筑美观的要求,端板连接不宜于多层轻钢住宅。
(2)框架-支撑体系主要由焊接工字型梁柱组成。
多数情况下,这种体系为横向承重。
梁柱节点在横向上,为刚接;纵向为铰接。
因此,结构在纵向相当于排架,抗侧移刚度很低,需设置侧向支撑抵抗水平荷载,限制结构的水平变形。
支撑可用槽钢,角钢或圆钢杆,具体形式可结合建筑立面或门窗洞口需要采用单斜杆、X 型、K 型或偏心支撑。
单斜杆简单明快,但必须设置两组不同倾斜支撑,以保证结构在两个方向具有同样抗侧力能力。
X 型支撑具有很好的侧向刚度,但是交叉点处的细部构造比较复杂。
偏心支撑具有非常好的抗震耗能效果。
它的工作原理是:在中、小地震作用下,支撑提供主要的抗侧力刚度,与中心支撑相似;在大地震作用下,保证支撑不发生受压屈曲,而让耗能梁段屈服消耗能量。
它是专为抗震设计提供的支撑形式。
(3)框架-钢筋混凝土剪力墙(筒)体系。
用钢筋混凝土剪力墙部分或全部代替钢支撑,就形成了框架-钢筋混凝土剪力墙(筒)体系。
它适用于小高层住宅。
一般将楼梯或电梯间设计成钢筋混凝土墙(筒)。
这样即有效的加强了建筑物的侧向刚度,又解决了楼梯间的防火问题。
如果结构刚心偏移过大,出现扭转的问题,可在适当部位设置钢支撑。
(4)周围抗侧力体系。
这种体系在欧美国家的商业和民用建筑中十分流行。
它的特点是刚架柱强轴与其相交的建筑轴线垂直,形成外筒,抵抗水平荷载,将之传递到基础。
它适用于建筑外型接近于正方型的结构。
可以将这种思路应用到框架-支撑体系中。
把纵向的支撑去掉,将原有位置的刚架柱扭转90 度,梁柱由铰接变为刚接。
这样,刚架柱同时起到抗风柱与竖向支撑的作用。
对于多层轻钢民用住宅体系的选择,不必拘泥于某一种特定的体系。
可以根据建筑平面设计的要求,灵活处理,综合使用不同的抗侧力体系。
3.2 楼面屋盖结构楼面和屋盖必须有足够的强度,刚度和稳定性,同时应当尽量减少楼板厚度,增加室内净高。
压型钢板-混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。
它具有施工速度快,平面刚度大,增加房屋净高的优点。
具体做法是在钢梁上铺设压型钢板,再现浇100〜150mm 混凝土。
在钢梁上焊接足够的剪力连接件,使钢梁与混凝土协同工作构成组合楼盖。
这种做法耗钢量较大,且需防火处理。
可以用预应力钢筋混凝土薄板取代压型钢板。
此外,预应力圆孔板、迭合板、组合扁梁也是常用形式。
3.3 墙体结构各种轻质墙体材料以其良好的保温、隔热、隔声性能受到开发商的青睐。
目前,墙体主要分为自承重式和非自承重式。
自承重墙体主要包括用于外围护结构的加气混凝土块、太空板、轻钢龙骨加强板等,以及用于内墙的轻混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。
外挂的非自承重式墙体材料主要有彩色压型钢板、彩色压型钢夹芯板、玻璃纤维增强外墙板等。
采用非自承重式墙体材料,需设置墙梁用以悬挂外围护结构。
门窗洞口上下要布置。
墙梁多采用C 或Z 型冷弯薄壁型钢,尺寸取决于跨度(刚架间距)和墙距(板跨)。
3.4 多层轻钢住宅的防火钢材属于不耐火材料,温度为400° 。
C 时,钢材的屈服强度将降为常温的一半,温度达到600 ° 。
C 时,钢材基本丧失全部强度和刚度。
所以,钢结构不仅要进行结构的抗火设计,还要采用防火措施保护。
目前常用的防火措施有以下四种方法(1)防火涂料法。
将具有一定厚度的防火涂料直接喷在钢结构构件上。
防火涂料主要两类:涂层8〜50mm ,粒状表面,密度较小,耐火极限1 〜3h 的为厚涂型防火隔热材料;涂层3〜7mm ,遇火膨胀增厚,耐火极限0.15〜2h的为薄涂型防火隔热材料。
喷涂法造价较低,操作简便,施工速度快,但是构件表面不平整,影响美观。
(2)隔离法。
将防火材料或防火砖沿构件的外围,将构件包裹,与外界隔离。
这种方法美观,无污染,但施工速度较慢,适用于外露的构件。
(3)实心包裹法。
将钢构件浇注到混凝土中。
( 4 )膨胀漆覆盖法。
将具有一定厚度的膨胀漆喷涂、抹、刷在经过处理的构件表面。
抗火极限最高达2h 。
覆盖法施工容易,但不适用于潮湿的环境,仅适用于干燥的室内。
4. 工程实例4.1 工程背景介绍某示范楼建筑面积4665m2 ,5 层纯钢框架结构,长67m,宽13.5m,层高3m。
焊接工字形梁,纵横双向刚接H 形柱。
楼面活荷载为2.0kN/m2 ,屋面活荷载0.3kN/m2 ,轻型屋面恒荷载0.3kN/m2 ;基本风压0.25 kN/m2 ;设计地震烈度为7度,H类场地。
屋面为冷弯薄壁C型檩条铺双层镀锌压型钢板夹100mm 厚保温棉屋面系统,外墙采用200mm 厚陶粒混凝土空心砌体墙,分户墙为180mm 厚菱镁土板,户内隔墙为90mm 厚菱镁土板。
条型基础, 柱与基础为刚接。
示范楼共有四个居住单元,两种建筑平面布置形式,建筑面积分别为143 M2 ,102 M2 。
一单元为大两室两厅,二、三、四单元为小两室两厅。
一单元的大客厅使用了组合扁梁,从而实现了梁与楼盖的一体化,减少了结构层高。
对于正常极限状态下的组合扁梁,将钢和混凝土两种材料组成的组合梁截面换算成同一种材料的截面,再按照弹性理论计算。
为了楼板的放置,扁梁的下翼缘一般较宽,需验算施工时产生的偏心荷载。
为了减少设计工作量,通常把扭矩简化为已对大小相等、方向相反的力分别作用于扁梁的上下翼缘。
详细分析方法见文献。
4. 2计算方法与基本要求对于多层轻钢住宅,尽管采用单向板,但由于纵横向均有墙体荷载分布,宜采用三维空间计算模型。
本工程采用的是普通楼板,不考虑楼盖对钢架梁刚度增大的作用,忽略楼板的空间联系作用,空间模型为纯框架结构。
计算分析是采用有限元分析软件ANSYS 完成。
在结构计算中采用三维梁单元,质量单元计算结构自振周期以及静力分析。
相对于工业建筑而言,多层民用建筑的荷载工况简单明了。
主要考虑以下三种工况:工况一:1.2× 。
恒载标准值+1.4× 。
活荷载标准值工况二:1.2× 。
恒载标准值+0.85× 。
1.4× 。
(风荷载+活荷载)标准值工况三:1.2× 。