鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

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1、第七屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題鄒晶李元齊(同濟(jì)人學(xué)建筑工程系．上海200092摘要：本文介紹了我國(guó)鉗結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系及其特點(diǎn)和適用性。根據(jù)H前建筑行業(yè)應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的狀況和墻體改革耍求分析了我國(guó)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體幕的必要性，并提出了為促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的進(jìn)一步發(fā)勝需要解決的問題。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)住宅，結(jié)構(gòu)體系，發(fā)展現(xiàn)狀，存在問題引言我圉地域范圍廣闊，環(huán)境和氣候條件差別大，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，正是由于我國(guó)團(tuán)情的這種特殊性，住宅建筑應(yīng)向多元化、個(gè)性化發(fā)展，不能搞一刃切，也不能盲目求快。從國(guó)外的發(fā)展?fàn)?/p>

2、況來看，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然趨勢(shì)，它將帶動(dòng)我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，廢棄“秦磚漢瓦”，使我國(guó)住宅建筑逐步達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，工業(yè)化和現(xiàn)代化。國(guó)家提倡發(fā)展俐結(jié)構(gòu)住宅，是指把鋼材應(yīng)用在最合理的地方。比如處于地震烈度較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，如果現(xiàn)場(chǎng)施工條件差，但要求工期很短，就適合建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)住宅。在地下淤泥較深的沿海一帶，如果上部荷載大，用鍘筋混凝土不如用鍘結(jié)構(gòu)臺(tái)適。因此．釧結(jié)構(gòu)住宅的合理性更多的是從綜合經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)和從節(jié)約能源、循環(huán)使用鋼材、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的角度考慮。1、我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的常用的結(jié)構(gòu)體系低層輕鋼住宅作為主流住宅產(chǎn)品

3、，在歐美等囤經(jīng)過幾十年發(fā)展改進(jìn)，已具備非常完善的技術(shù)生產(chǎn)體系和豐富的配套產(chǎn)品體系。比如，澳大利亞早已將采用G550高強(qiáng)鋼建造的輕鋼龍骨作為承重體系應(yīng)用于住宅建造(圖l一圖2)，并形成了相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化住宅體系。在不降低結(jié)構(gòu)可靠性及安全度的前提下，可以節(jié)約鍘材用量為30％。這種體系的引進(jìn)首先要和我國(guó)國(guó)內(nèi)的行業(yè)技術(shù)規(guī)程相配套，同時(shí)應(yīng)盡量將產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化，以降低造價(jià)。但我國(guó)的同情足人多地少、資源缺乏，低層低密度的小偉宅不可能成為中圍住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流，但是在鋼鐵資源較為牛富的部分小城鎮(zhèn)及農(nóng)村，這種低層輕鋼住宅有著一定的發(fā)展?jié)摿?。相比之F在大中城市

4、，多層及高層件宅有著較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益和更為廣闊的市場(chǎng)前景。圖1澳大利亞低層輕鋼住宅圖2澳大利亞輕鋼鋼骨住宅體系鋼結(jié)構(gòu)住宅體系主要包括主體鋼結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系以及樓板結(jié)構(gòu)體系等幾大部分．主要承重骨架是由鋼構(gòu)件或鋼管(圓管或矩形管)混凝土構(gòu)件所組成。它具有鋼結(jié)構(gòu)建筑的一系列特性，同時(shí)又具備一般住宅建筑的共性。其具體內(nèi)容可分為：1．1主體鋼結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)體系形式有多種，但應(yīng)用于住宅的房屋鋼結(jié)構(gòu)體系主要可分為鋼豐匡架體系、鋼支撐框架體系、鍘桁架混凝七剪力墻體系、錯(cuò)列桁架體系、鍘框架一核心簡(jiǎn)體系等。下面就這幾種主要結(jié)構(gòu)體系分別進(jìn)行計(jì)價(jià)。1．

5、1．1鋼框架體系該體系類似于混凝土框架體系(圖3)，不同的是將混凝土梁柱改為鋼粱、鋼柱，其豎向承載體系與水平承拽體系均為鋼框架。由于鋼柱截面一般較混凝土截面的小，且多為H型截面，所以鋼框架體系的抗側(cè)工業(yè)建筑2007增刊第七屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工稃學(xué)術(shù)研討會(huì)移剛度要小的多。存受地震作用影響較大的地區(qū)，要滿足層間水平位移和總側(cè)移剛度的要求1：易。該體系具有以F優(yōu)點(diǎn)：開問大、使用靈活，充分滿足建筑布置上的要求；受力明確，建筑物整體剛度及抗震性能較好：框架桿件類型少，且大部分采用犁材，制作安裝簡(jiǎn)單，施工速度較快。但其缺點(diǎn)有：側(cè)向剛度較差，為抵抗側(cè)向力

6、所需粱拄截面較大．導(dǎo)致用鋼量大：相對(duì)于崮護(hù)結(jié)構(gòu)粱柱截面較大，導(dǎo)致室內(nèi)出現(xiàn)柱楞，影響美觀和建筑功能i節(jié)點(diǎn)要特殊處理，為了防火要外包混凝土，帶來了施工的復(fù)雜。適用性評(píng)價(jià)：根據(jù)其受力特點(diǎn)看出該體系一般適用F6層以下的多層建筑，不適用于受地震作用影響較大的高層建筑：并且用于高層建筑經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。1．1_2鋼支撐框架體系該體系在鋼框架縱、橫兩個(gè)方向適當(dāng)部位沿柱高增設(shè)垂直支撐(圖4)，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度。支撐采用角鋼、槽鋼、圓鋼或鋼管制作?？砂蠢瓧U或壓桿設(shè)計(jì)。支撐的形式可以采用x型、K型、人型、倒人字、單斜桿等。在鍘結(jié)構(gòu)住宅中，支撐也不一定必

7、須從下到上同一位置設(shè)置，也可跳格布置或跨層布置。對(duì)于外墻開有門窗時(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，使結(jié)構(gòu)整體剛度得到加強(qiáng)。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，則粱柱可部分或全部做成鉸接。該體系豎向承載體系為鋼框架，水平承載體系為鋼框架和鋼支撐共同形成自嘶側(cè)力體系。在強(qiáng)震地震區(qū)，如果柱子比較細(xì)長(zhǎng)，則丈多數(shù)采用偏心支撐框架體系，因其在地震作用下特別是強(qiáng)震作用下，具有較好的延性和耗能能力。該體系具有以下優(yōu)點(diǎn)：由鋼桁架組成的支撐，與剪力墻板相比在達(dá)到同樣的剛度下重帚要小很多；用于高層住宅結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)性較好

8、。但其缺點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)層高較低，構(gòu)件節(jié)間尺寸較小，導(dǎo)致支撐構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)數(shù)量均較多；因?yàn)閴?nèi)要布置支撐，所以對(duì)建筑洞口布局有諸多限制；傳力路線較長(zhǎng)，抗側(cè)效果較差；為了防火支撐節(jié)點(diǎn)也要特殊處理。適用性評(píng)價(jià)：該體系比純