钢结构住宅建筑发展及结构体系分析
在倡导可持续发展和生态建筑理念的今天 , 中国传统的“ 秦砖汉瓦” 式的砖混结构以及古老的木结构即将退出历史舞台 , 形成钢结构与钢筋混凝土结构并驾齐驱之势。就建筑发展的趋势而言 , 一是向高层及超高层方向发展 , 二是向大跨及超大跨度的方向发展。在这两个领域 , 钢结构除了自身强度高 , 塑性韧性好 , 抗震性能好 , 工业化程度高 , 综合经济效益好等常规优点外 , 更具有其他结构形式无与伦比的优势[1]。
近两年来 , 我国钢材年产量突破 1.2亿 t , 属世界钢材大国 , 建筑行业可采用的钢材也非常充足。因此 , 国家的政策由节约用钢到鼓励用钢 , 以促进建筑上用钢比例 , 尤其是占建筑比例较大的钢结构住宅建筑已成为我国重点发展对象。
1
国内外钢结构住宅建筑发展
1.1
国外的应用与发展
由于环保意识的加强和木材短缺等因素 , 目前许
多国家如美国、日本、英国、澳洲等 , 正积极地推动预制装配化钢结构中低层住宅的应用与发展。美国在 1992年仅500栋 , 而 1998年就达到 12万栋 , 2000年更达到 20万栋的规模 , 约占住宅建筑总数的 20%。现在英国的多层和低层住宅、办公楼、购物中心、学校和其他公共设施中 , 80%以上都采用轻钢结构或钢结构。日本的钢结构建筑数量最
多 , 其新建的 1-4层建筑大都采用了钢结构。在日本 , 人们更重视其良好的抗震性能 , 工业化住宅已占日本新建住宅的 20%。
1.2国内的应用与发展
改革开放以来 , 我国住宅建设发展很快 , 为了满足
人民群众日益增长的住房需求 , 推进住宅产业现代化 , 国务院于 1999年在第 72号文件中明确提出 :发展钢结构住宅 , 扩大钢结构住宅的市场占有率 , 将会加速住宅产业化过程 , 对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。由此可见 , 钢结构住宅是我国生产力发展到一定阶段的必然产物 , 必将成为住宅产业的一支新生力量。
政策方面上 , 建设部于 2001年底发布了“ 钢结构住宅建筑产业化技术导则”, 该文件为规范和促进我国钢结构住宅建筑的发展 , 探索适合中国国情的钢结构住宅产业化发展道路 , 提供了有力的政策指导。 2007年年初 , 建设部和国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业“ 十五计划” 和 2015年发展规划纲要》。此外 , 国家为加快住宅产业现代化的步伐 , 采取了一系列的措施 , 不但明确提出要积极合
钢结构住宅建筑发展及结构体系分析
刘文立 , 郭
玉
(山东华新房地产开发有限公司 , 271219山东新泰
摘
要 :介绍钢结构住宅建筑在国内外的应用和发展概况 , 指出钢结构住宅建筑的优点 , 从钢结构承重、楼
面结构和围护结构三个方面重点讨论钢结构住宅建筑的结构体系组成 , 最后分析钢结构住宅建筑存在的主要问题和未来发展方向。
关键词 :钢结构 ; 住宅建筑 ; 结构体系中图分类号 392
文献标识码
文章编号 :1000-4726(2009 02-0172-03
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收稿日期 :2008-11-11
作者简介 :刘文立 (1971-, 男 , 山东邹城人 , 山东华新房地产开发有限公司 , 工程师 , 山东省泰安市高新开发区奥林匹克花园中天商务运动城 , 271000, 1956@126
建筑技术
第 40卷第 2期 2009年 2月
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2009年第 2期
理地扩大钢结构在建筑中的应用 , 还明确规定了被淘汰建材品种及淘汰的时间表。
近几年来建设部组织“ 钢结构住宅建筑与关键技术研究” 项目 , 确定了 29个试点工程 , 房地产开发商、投资公司、大型钢铁企业和有远见的民营企业纷纷投入研究开发工作。目前 , 北京、上海、天津、山东等省市已开始进行钢结构住宅的试点工程 , 我国住宅钢结构的研究和开发进入了实施阶段。其中 , 天津市建委已完成试点工程 , 开始成片开发 ; 莱钢和马钢利用本公司钢材产品自行开发 , 已建成示范工程 ; 北京赛博思公司在多层钢结构住宅体系方面已开始承建大批量工程 ; 上海现代房地产公司投资数千万元进行研究 , 现在已开始走出国门 , 承接菲律宾钢结构住宅工程等。
2钢结构住宅建筑的优点
钢结构住宅建筑是以钢结构作为承重结构并与轻质墙板体系相配套的一种新型住宅建筑体系。从住宅建筑发展来看 , 钢结构住宅有如下优点 :(1 比传统砖混、混凝土住宅能更好地满足大开间、灵活分隔的要求 , 能更好地满足现代住宅市场的需要 , 同时能增加使用面积 58%;(2 延性好 , 塑性变形能力强 , 抗震性能好 , 从而大大提高了住宅的安全性和可靠性 ;(3 自重轻 , 承载
力大 , 其重量仅为普通砖混住宅的 2/3左右 , 可大大减少基础造价 , 且施工周期短 , 可缩短资金占用周期 , 提高投资效益 ;(4 工业化程度高 , 有利于构件标准化和降低成本 , 现场湿作业少 , 其材料本身可再生利用 , 符合环保要求 ;(5 采用与钢结构配套的轻质墙板、复合楼板等新材料 , 符合建筑节能要求。
3钢结构住宅结构体系
钢结构住宅建筑的结构体系主要由钢结构承重体系、楼面结构体系和围护结构体系等组成 [2]。
3.1钢结构承重体系
钢结构住宅承重体系宜采用钢框架体系 , 因为框架体系的钢结构住宅自重轻、自振周期较长 , 对地震作用反应不敏感。全框架体系属典型的柔性结构体系 , 其高侧向刚度较小 , 当结构高度或层高较大时 , 需设置各种侧向支撑 , 或者结合电梯井、楼梯间的布置 , 采用钢框架—混凝土剪力墙、钢框架—抗剪钢板剪力墙、钢框架—抗剪桁架结构等体系 , 以确保对结构水平位移的严格控制。钢结构住宅结构体系种类繁多 , 但大致可分为以下几种体系。
(1 纯钢框架体系。这种体系的主要特点在于在垂直平面上不设斜杆 , 传力路径明确 , 建筑平面布置灵活 , 制作安装简单。其结构各部分的刚度较均匀 , 构造也较简单 ; 框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化、装配化 ; 但抗侧移刚度较小。基于抗震验算要求 , 其建造楼层一般不应超过 12层。
(2 钢框架—支撑结构体系。这种体系是在钢框架中沿房屋进深方向布置钢支撑 , 或沿房屋进深和纵向布置 , 有时还可以连接成支撑芯筒 , 以获得较大的抗侧移刚度。这种体系适用于抵
抗小震或中震 , 抗侧移刚度足以承受侧向水平力。一般来说 ,
此体系较纯框架结构用钢量少 , 节点构造较其他体系相对简单。同时 , 采用支撑结构能大大增加结构的整体刚度 , 提高抗侧能
力 , 因而建筑高度可以提高到 40层左右。
(3 钢框架—剪力墙结构体系。这种体系中 , 一般在钢框架内采用带竖缝的钢筋混凝土抗震墙板或内埋钢支撑的预制钢筋混凝土墙板 , 它可与室内横隔墙结合布置 , 形成房屋的主要抗侧力构件 , 抗侧移刚度大。若在房屋的楼梯间、电梯间或卫生间布置钢筋混凝土墙体 , 则可与外周钢框架形成框架—多筒结构体系。 (4 钢—混凝土组合结构体系。这种体系采用钢管 (方钢管或圆钢管混凝土柱、 H 型钢梁或钢骨混凝土梁组成抗侧力体系 , 必要时亦可设置钢支撑或剪力墙构件 , 以增加抗侧移刚度。
(5 空间错列桁架结构体系。这种体系是由高度等于楼层高 , 跨度等于房屋总宽度的桁架 , 支撑于房屋外侧的纵列柱上 , 相邻上、下层错列布置 , 中间无柱 , 楼板分别搁置在左、右桁架析架的上弦和下弦上。由于桁架有一层楼高 , 其横向抗侧移刚度
大 ; 又由于该体系中的纵柱主要承受轴力 , 其柱截面强轴可布置在纵向 , 故其纵向抗侧移刚度亦很大。这种体系通常为 15~20层 , 但也曾用到 35~40层的建筑物中。
3.2楼面结构体系
楼面结构由钢梁和楼面板组合而成。楼面主次梁应采取紧凑型构造措施 , 并和楼面板紧密联系 , 以保证钢梁的整体稳定性。作为民用住宅结构 , 楼板必须有足够的强度、刚度和整体稳定
性 , 还要具有较好的隔声、防水和防火性能。为减轻楼板自重 , 便于管线敷设 , 提高施工速度 , 减少现场湿作业量 , 目前主要采用的楼板形式如下。
(1 压型钢板 -现浇混凝土组合楼板。压型钢板通过栓钉固定在钢梁上 , 可作为永久性模板并参与共同工作 , 省去了支模板的不便。现浇混凝土板若采用轻骨料混凝土 , 可大大降低组合楼板的自重。
(2 预制预应力混凝土叠合楼板。将预制的预应力混凝土薄板与钢梁连接 , 上浇混凝土以组成叠合板 ,
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建筑技术第 40卷
这种叠合楼板同样无需模板 , 施工方便 , 且省去了压型钢板 , 可降低楼板造价。
(3 钢骨架轻质保温隔声复合楼板。这种楼板具有承载能力大、轻质、保温、节能、隔声、不开裂、防火、管线暗敷、工厂化生产、无模板施工等综合功能。 (4 密排托架 -现浇混凝土组合楼板 , 双向轻钢密肋组合楼盖。楼面次梁采用密排托架 , 与混凝土楼板组合工作。各类设备管道可从托架腹中穿过 , 节约净空。 (5 现浇钢骨混凝土大跨度空心楼盖。有两种形式 :梁式钢骨混凝土空心楼盖 , 框架梁为钢骨混凝土明梁 ; 无梁 (暗梁钢骨混凝土空心楼盖。楼板中埋设轻质高强复合薄壁空心管。
3.3围护结构体系
为减轻结构自重 , 满足建筑节能要求 , 充分发挥钢结构的优势 , 围护墙体应采用轻质材料 , 如外墙可采用蒸压加气混凝土墙板 (板、复合保温墙板等工厂预制的标准化轻质墙板、玻璃纤维加强水泥外墙板和玻璃幕墙等。内墙可采用轻钢龙骨石膏板、加气混凝土轻质墙板、轻质砌块和轻质改性石膏砌块
等。屋盖系统尽量采用有擦体系 , 屋面材料可与楼面相同 , 也
可采用彩色压型钢板防水屋面系统 , 该系统有良好的防水效果 , 屋面隔热保温性能好 , 并丰富了建筑物的外形。
4钢结构住宅建筑存在问题及发展方向
4.1存在问题
就国内外的研究及应用现状而言 , 美国、日本、澳大利亚及加拿大等国在钢结构住宅领域已开展了多年的理论与实验研究 , 形成了自己的完善体系 , 并已新建了一大批示范性建筑。我国
的钢结构住宅目前尚处于启动阶段 , 虽然近年来在上海、北京、天津、山东等地探索性地兴建了一批钢结构住宅 , 积累了经验 , 但系统性的研究尚属空白 [3]。我国钢结构住宅建筑的主要问题可归纳为以下几点 :(1 钢结构住宅的材料不完善 , 缺乏技术创新 ;(2 体系的技术和产品不配套 , 性能较差 , 施工处于粗放阶段 ;(3 住宅建设标准化程度低 , 住宅产品部件生产缺乏标准化指导 ;(4 有关的钢结构住宅标准、规范不完善 , 致使结构体系设计缺乏统一标准 ;(5 体系的最终产品单一 , 缺乏灵活性和适应性 , 不能满足住房市场的需求 ;(6 钢材防火、防腐及保温、隔声、抗震等技术还不够成熟 , 需要不断完善和创新。
随着我国国民经济的发展 , 人民物质文化生活有了很大的改
善 , 为了解决上述问题 , 必须研究钢结构住宅建筑体系 , 创造出良好的居住空间 , 使居民住得更好、更舒适。
4.2发展方向
(1 强柱弱梁设计 :柱与梁连接宜改为半刚接或铰接 , 这样易于施工 , 且吊装工期大大加快 , 也使结构内力分布更合理。
(2 楼群整体施工 :为体现钢结构施工速度快的优势 , 降低造
价 , 增加效益 , 住宅小区应区域性施工 , 场地集中组装结构吊装空间单元 , 利用同一台可移动塔吊吊装 , 有利于化解围护结构施工慢的矛盾 , 从而提高钢结构住宅的竞争力。
(3 加快围护结构产品研究与开发 :只有开发生产保温、隔热、吸声、强度高、施工方便、工厂化生产、成本低的围护结构产品 , 才能体现钢结构住宅的优越性 , 才能给住宅建设带
来历史性的变革。
(4 选择合理的钢框架截面形式 :考虑到房屋的使用功能要求 , 在满足结构构件强度、刚度、延性等要求的前提下 , 应尽量选取截面较小的结构构件 , 为用户提供更宽阔的生活空间。一般
来讲 , 对不超过 6层的钢结构住宅 , 可以不设支撑 , 梁柱截面可以选取与填充墙同厚度的尺寸 ; 对超过 6层的建筑 , 可以把电梯间作为抗侧力构件的一部分。
(5 加强抗震研究 :优化钢结构体系和相应节点构造 , 提高结构抗震性能 , 特别是对住宅钢结构节点的延性性能研究 , 不仅在结构工程研究领域具有很高的价值 , 而且是现阶段较为紧迫的课题。
目前 , 我国住宅建设正面临着由重型结构向轻型结构的转变。可以预言 , 21世纪将是钢结构快速发展的时期 , 钢产量的大幅度提高 , 新型建筑材料和建筑技术的开发、引进应用以及
钢结构工程实践经验的积累 , 都为钢结构体系的应用奠定了基础 , 钢结构住宅体系已经显示出极好的发展前景。
钢结构住宅建筑是一种环保型绿色建筑体系 , 它符合住宅产
业化的发展趋势。可以预期 , 钢结构住宅将以其强度高、自重
轻、用料省、外形美观、施工迅速 , 符合环保以及适应产业化生产等明显的技术经济综合优势 , 继续迅速发展。
参考文献
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钢结构住宅
钢结构住宅发展现状的评述 周建龙 [提要] 钢结构住宅是十五期间我国将要重点推广的项目，其具有强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高的特点。本文对国内外主要的钢结构住宅结构形式进行了回顾和总结，对各种结构体系进行了评述，并对钢结构住宅设计中存在的主要问题提出了建议。 [关键词] 钢结构住宅结构体系 一。概述 改革开放以来,我国的钢产量有了很大的提高,特别是从1997年以后,我国的钢产量连续四年超过亿吨,但我国的钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为2%,而在钢结构用钢量中,建筑钢结构用钢量又仅占10%,这与我国作为产钢大国的地位是很不相称的,为此,国家外经贸委会同冶金部制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施,争取在“十五”期间建筑钢结构的用量达到总钢产量的3%，至2010年建筑钢结构的用量达到总钢产量的6%,而建设部将钢结构住宅体系的开发和应用作为我国建筑业用钢的突破点,并且制定了《钢结构住宅建筑体系产业化技术导则》和《钢框架核心筒住宅建筑体系技术导则》。钢结构住宅具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高的特点，同时钢结构又是可重复利用的绿色环保材料，因此钢结构住宅是符合国家产业政策的推广项目。随着国家禁用实心粘土砖和限制使用空心粘土砖的政策的推出,加快住宅产业化进程、积极推广钢结构住宅体系已迫在眉睫。但我国的钢结构住宅尚处于探索起步阶段，这种体系在钢结构防火、梁柱节点做法、楼板形式、配套墙体材料、经济性及市场可接受程度上尚有许多不完善之处。从前几年开始，全国陆续出现了一批钢结构住宅试点项目，如山东莱钢的樱花园住宅小区、天津的钢框架—剪力墙高层住宅、北京赛博思金属结构有限公司的钢框架核心筒多层住宅、上海冶金设计院设计的陆海城、中福城项目、马鞍山钢铁股份有限公司设计的18层示范实验住宅楼等。我院的钢结构住宅设计刚刚起步，为使大家对钢结构住宅有一全面了解，为今后的设计积累必要的技术资料，现对国内钢结构住宅体系作一介绍。 二．结构体系 钢结构住宅结构体系大致可分为以下几种形式： 1.钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系 2.钢框架加支撑的结构体系 3.钢框架与预制混凝土墙体的框剪结构体系 4.纯钢框架结构体系 5.错列桁架结构体系 6.轻钢龙骨结构体系 1) 钢框架与混凝土筒体（墙体）的混合结构体系的特点 钢—混凝土混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间采用钢筋混凝土，形 成主要的抗侧力结构，而外周的框架则采用钢框架，这种结构体系将钢材的强 度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大 的特点有机地结合起来，外周梁柱连接一般采用刚性连接，而楼面钢梁与混凝 土墙则采用铰结，由于混凝土承担了绝大部分的水平力，故而混合结构的位移 控制指标可参照钢筋混凝土结构采用，但框架部分承担的地震剪力不得小于结
建筑分析图
建筑分析的程序： I. 分析主体——个人建筑观的确立 II. 建筑作品背景分析、建筑设计的前提条件、建筑师本人的情况 III.建筑作品的构成体系分析 IV. 建筑作品的综合评价 III.建筑作品的构成体系分析： 环境体系 1、建筑作品周围有哪些环境要素？其中什么对建筑起主要作用？ 2、哪些是有利条件？哪些是限制条件？ 3、建筑如何处理与环境的关系？相似和谐或对立统一？ 4、建筑在整个环境中扮演什么角色？是标志还是背景？ 交通体系 直接功能——作为联系的功能；间接功能——通过流线形成流动空间的功能。 1、建筑场地周边交通状况如何？ 2、建筑如何确立与周边道路的联系？
3、建筑主入口与次入口的方位在哪里？ 4、建筑内部交通流线、人流、物流如何组织和避免相互干扰？ 5、建筑是如何通过交通引导人的心理感受的？交通体系如何联系各个功能空间？ 6、建筑的交通体系如何丰富室内空间？ 结构体系 1、对结构体系本身的分析 2、结构体系对建筑空间、建筑实体等方面直接或间接的影响 功能体系 1、建筑的功能分区是怎样的？ 2、各功能分区之间的关系是怎样的？ 3、建筑功能与建筑空间的关系怎样？ 4、建筑功能与建筑实体的关系怎样？ 空间体系 三要素：中心、方向和区域 1、单一空间的限定要素是什么？ 2、单一空间的限定方法是什么？
3、各限定要素之间的关系是什么？ 4、建筑多个空间是如何组合的？ 5、建筑空间带来的心理感受 6、建筑空间与功能、交通等其他体系之间的关系 实体体系 体量、材质、色彩、立面等 1、建筑与环境的体量关系如何？ 2、建筑的尺度与比例是多少？ 3、建筑的色彩和材质是什么？为什么选择这种材质？ 4、建筑的立面构成要素、虚实对比关系、开窗的形式和尺度 5、实体体系对建筑空间的影响，产生何种特殊的艺术效果？
高层建筑的常见结构体系
高层建筑的常见结构体系 王轶杰11建筑2班2011331210224 高层建筑常见结构体系有以下几种：纯框架体系、纯剪力墙体系、筒体体系、体系组合，其中体系组合又分以下几种：框支剪力墙体系、框架—剪力墙体系、框架—筒体体系、筒中筒体系、束筒体系。 纯框架体系： 结构特点——整个结构的纵向和横向全部由框架单一构件组成的体系，框架既承担重力荷载，又承担水平荷载，在水平荷载作用下，该体系侧向刚度小、水平位移大。 适用范围——在高烈度地震区不宜采用，目前，主要用于10~12层左右的商场、办公楼等建筑。 实例分析： 芝加哥百货公司大厦，采用的是框架结构，在平 面布置上，通过合理的柱网分布，将平面布置灵 活，而且提供了较大的内部空间，布置上受限制 也就减少了。 纯剪力墙体系： 结构特点——该体系中竖向承重结构全部由一 系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙所组成，剪 力墙不仅承受重力荷载作用，而且还要承受风、 地震等水平荷载的作用，该体系侧向刚度大、侧 移小，属于刚性结构体系。 适用范围——理论上讲该体系可建造上百层的 民用建筑，但从技术经济的角度来看，地震区的剪力墙体系一般控制在35层、总高110m为宜。 实例分析： 广州白云宾馆，该建筑共33层， 横向布置钢筋混凝土剪力墙，纵 向走廊的两遍也为钢筋混凝土剪 力墙，墙厚沿高度由下往上逐渐 减小，混凝土强度等级也随高度 而降低。 筒体体系： 结构特点——由框架或剪力墙合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连
接起来，形成一个空间构件，可将受力构件集中，形成较大的室内空间。 适用范围——超高层建筑都用筒体结构。 实例分析： 美洲银行中心，由密集立柱围合成 的空腹式筒体，属于一个矩形内筒 外框架，拥有筒体结构主要的特征， 内部空间大，并且平面布局也能非 常灵活。 体系组合中体系： 框支剪力墙体系： 结构特点——建筑上部采用剪力 墙结构，下部分采用框架体系来满 足建筑功能对空间使用的要求。 适用范围——适用于高层旅馆、高层综合楼 实例分析： 北京粮食公司高层商店住宅，在底层，则作 为框支剪力墙，使标准层中间6道横向剪力 墙不落地面做成框架，形成较大空间作为商 店营业厅用。 框架—剪力墙体系： 结构特点——框架中布置剪力墙，并使楼 板与框架有可靠连接的结构体系。竖向荷载 由剪力墙和框架承担，水平荷载由剪力墙承 担。 适用范围——绝大多数高层建筑都为框架剪力墙结构，15~25层较多，非地震区120m，7度区可达100m，8度区90m，9度区40m。 实例分析： 北京民族饭店，从平面图上可以看出， 该层平面在框架的的基础上增加了一 定数量的纵、横向剪力墙，图上左边 和右边各有几处剪力墙，竖向荷载由 框架柱和剪力墙共同承担，水平荷载 则主要由刚度较大的剪力墙来承受， 融为一体，取长补短。
钢结构住宅体系概念及特点
一、钢结构住宅体系概述 各国对住宅体系的理解和做法不尽相同，但一般是指住宅的主体工程，由于选用不同的结构 材料、结构类型和施工方法而形成的不同住宅产品，并构成相应的若干从设计到建造的成套 技术。 钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一 个分支。通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。 钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。钢结构住宅产业化 是钢结构住宅发展的趋势。 二、钢结构住宅体系的特点 钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点： （1）重量轻、强度高。由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢 结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础 工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。同 时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能 满足用户的不同需求。 （2）工业化程度高，符合产业化要求。钢结构住宅的结构构件大多在工厂制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。 （3）施工周期短。一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在 工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的 噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比，一般 可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。 （4）抗震性能好。由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构 强度高、延性好、自重轻，可以大大改善结构的受力性能，尤其是抗震性能。从国内外震后 情况来看，钢结构住宅建筑倒塌数量很少。
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
高层建筑结构分析
高层建筑结构分析 一、高层建筑结构设计特点 1.水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 2.轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。 3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 4.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。 二、高层建筑的结构体系 1.框架-剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。 2.剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。
装配式钢结构住宅国内现状
装配式钢结构住宅国内现状
装配式钢结构住宅国内现状分析 ----周航（20120717）、曹勇（20120735）、董奇伟（20120732）、郭孜涛（20120739） 摘要：装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化发展需求，BIM提供了一种交互式的预制装配式住宅虚拟设计平台，本文介绍我国预制装配式钢结构住宅现状及未来发展。 引言 20世纪70年代至今，随着全球经济的快速发展，钢结构住宅在全球经济发达国家和地区得到了深入的发展，总体走向成熟。这些发达国家钢结构住宅的科研和工程应用起步较早，工业化水平已经很高。迄今为止，国外钢结构住宅已经形成了相当规模的产业化住宅体系，并且在住宅产业化生产方面的研究已经进入对住宅体系灵活性、多变性的研究阶段。这对我国住宅钢结构体系及其产业化的发展有很大的借鉴意义。 1 中国装配式钢结构住宅发展现状 装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化需求，且抗震性能优越、施工周期短、钢材可回收、综合技术经济指标好。但由于种种原因，我 贰
国在多高层住宅建筑中采用钢结构住宅的仅占了很小一部分，这其中既有人们传统观念难以接受的问题，也有预制装配式钢结构住宅自身的问题。 1.1 政策背景 我国住宅产业化的正式提出,始于1999年国务院办公厅转发建设部等八部委《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》，要求加快住宅建设从粗放型向集约型转变，推进住宅产业现代化，提高住宅质量，具体提出了发展钢结构的要求。国务院（1999）第72号文件更是为预制装配式钢结构住宅及其产业化的发展提供了前所未有的政策支持，该文件明确提出：发展预制装配式钢结构住宅，扩大预制装配式钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。 1.2 行业背景 2003年以来的大规模行业投资造成的钢铁行业产能严重过剩，2012年新开工面积负增长以及施工面积连续数月增速下降而压制了需求，国内外经济疲软导致家电、船舶、机械等涉钢商品消费萎靡。在供给端和需求端共同挤压下，钢铁行业已由微利运行进入亏损状态。虽然2012年四季度以来，伴随着全球经济环境好转，下游需求的整体好转支撑钢价逐步上涨，但总体来说，现阶段是一个发展钢结构住宅的好时机。 1.3 发展现状 我国钢结构住宅起步较晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。预制装配式钢结构住宅在国内起步更晚，观望者多，需求量少，实施者少。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速。 叁
高层建筑结构设计分析论文
高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切，其中依据轧受力特性的不同，单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙，对应的也会有不同的截面应力分布，所以，在对位移和内力进行计算时，也应该对不同的计算和设计方法进行使用，将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算，能够应用到各类剪力墙之间，然而，也有一定的弊端存在于这种方法中，其有着较多的自由度。所以，在具体的应用时，较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系，其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载，筒体主要承受水平荷载，变性特点类似于框架剪力墙，但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段，有三种类型的分析方法：主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法，其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构，是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较
多，然而，连梁连续化假定方法会经常被使用，在对位移协调条件进行计算时，应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计，将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而，应该考虑需求和因素量会存在的差异，所以，也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载，对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中，尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响，然而，水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数，在高层建筑的结构设计中，水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先，由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能，对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中，并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力；其次，就高层建筑结构而言，地震作用和竖向荷载，也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同，在高层建筑结构设计中，结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量，结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中，不但规定结构要有一定的强度，对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受，同时，还应该确保具备一定的抗侧刚度，确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。
高层建筑结构体系分析报告
高 层 建结 筑构 体 系 分 析 结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。 一．框架结构
框架是由梁和柱子刚性连接的骨架结构,国外多用钢为框架材料,国内要紧为钢筋混凝土，框架结构的特点在于“刚节点”。从框架的刚节点来看,它是一个几何不变体,以门式钢架为例来看,钢架受荷载后，刚节点始终维持节点的几何不变性，因而刚节点对杠杆的转动具有约束作用,从而刚架横梁产生正弯矩以减少,对梁的好处是专门明显的。刚节点给柱子尽管带来弯矩，但对钢筋混凝土柱来讲也可不能导致坏处，因为钢筋混凝土不仅抗压能力强,而且抗弯能力也专门好。因此,框架结构能够扩大梁的跨度,而且房屋的层数也能够增加。故框架结构体系是六层以上的多层与高层房屋的一种理想的结构形式。 框架结构的优点是:强度高,自重轻,整体性和抗震性好。它在建筑中的最大优点在于不靠砖墙承重，建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间,因此它的应用极为广泛,框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼，也有依照需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度;框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些专门用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
工程实例: 概述】 艾菲尔铁塔当初是为了万国博览会兴建, 自1887 年到19３１年纽约帝国大厦落成前, 保持了４５年世界最高建筑物的地位，铁塔高320 公尺, 建筑设计最闻名的是防范强风吹袭的对称钢筋设计，兼具有用与美感考量。铁塔共分 3 层，登顶收费依楼层而定。搭快速升降梯直达２７4 公尺高的顶层, 就可尽览巴黎美景, 白天视野佳时可远眺72 公里远。 结构特色】 埃菲尔铁塔采纳框架 结构的全钢结构，艾菲尔 铁塔的金属构架有1.5万 个，重达７000吨,施工时 共钻孔70０万个，使用铆 钉25０万个，施工完全依照设计进行,足见设计的合理与计算的精确。铁塔占地约1万平方米，塔的最顶端不到100平方米,上下宽窄悬殊,使其结构不具一格。从远处看去，它四脚立地。拔地而起，呈四方狭长金字塔形,颇似烛台。铁塔除顶端塔楼外,
装配式钢结构住宅体系
（1）、MB-1体系 MB－1轻钢轻板低层装配式住宅按其市场定位可分为适用于农村经济住宅的MB－1A 型和适用于市郊豪华住宅的MB－1B型。 该体系采用薄壁轻钢龙骨为受力构件组成的空间桁架结构作为承重体系,并利用复合稻草板等轻质,环保材料作为围护结构，在现场能快速装配，并且室内外围护结构和装修材料及建筑设备均能配套成一条龙服务，尤其采用了高强耐候钢作为支承体，增加了建筑的耐久性,采用了英国引进技术的纸面草板（俗称稻草板），不仅在利用农业废料，在环境保护和综合利用上有较大的社会效益，同时，采用该种板后使建筑在节能、防火，提高了建筑的舒适性等方面，比一般同类建筑有更大的优点，对大面积的农村地区建筑可利用当地农业资源有之重要的意义。同时，所开发的MB-1A型的经济型建筑，利用薄壁工字钢的高强度，并将纸面草板嵌入中间的拼装方式，大大提高了建筑物的侧向抗力性能。这种类似于中国民间广泛应用的"立贴式"建筑，虽经几百年的沧桑，却"虽倾而不倒"。这次在江西的抗洪救灾房的实例中已经过了狂风的洗礼，其耐久性和完好型得到了广泛的认可。 （2）、MB-2体系 MB－2体系是适用于城市多、高层的建筑。MB－2轻钢轻板房屋体系是采用钢与混凝土组合框架结构作为承重体系，以轻质复合板材为围护结构，通过工业化生产的方式营造一种建筑产品。 在工厂中制作成各种构、配件，运至建设现场进行组装，是一种全新的工业化、标准化和集约化的房屋生产方式。 MB－2体系主要材料采用新型建材，如耐候钢、铝合金板、稻草板等，不用粘土砖，改革秦砖汉瓦； 整体刚度好,有利于抗震，每平方米建筑自重平均降低70％左右，约为混凝土结构的1/3； 干作业法，施工文明，施工速度比传统结构至少加快一倍，施工周期大为缩短，开发商资金投入回收快； 所有的购配件都在工厂中制作完成，其规格、质量、精度都能在工厂内通过质量管理体系得到保证； 复合围护结构传热系数完全符合节能住宅的标准，稻草板、石膏板与防水材料的复合使用，使防水、防火性能俱佳； 降低了基础费用，中高层、高层一般只需采用微型桩，总造价可与混凝土结构持平； 用户参与设计，按自己的意见进行灵活隔断。给排水管也可自由移动，为用户提供了创意空间。 （3）、稻草板简介 稻草板是在第一次世界大战期间，首先从瑞典发展起来的一种建筑板材，至90年代成为建筑行业广泛采用的一种新型建筑材料，现已普及到英国、美国、澳大利亚、巴基斯坦、泰国、委内瑞拉等许多国家。这种板材使用植物秸秆--稻草或麦草作原料，不添加粘结剂，不需切割粉碎，直接在成型机内以加热挤压的方式形成板材，并在表面粘上一层“护面纸”而成。 由于它的这种结构和成型特点，决定了它的生态优势； 其主要原料稻、麦草是取之不尽的一年生可再生资源；
装配式钢结构住宅国内现状
分析 ----周航（）、曹勇（）、董奇伟（）、郭孜涛（） 摘要：装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化发展需求，BIM提供了一种交互式的预制装配式住宅虚拟设计平台，本文介绍我国预制装配式钢结构住宅现状及未来发展。 引言 20世纪70年代至今，随着全球经济的快速发展，钢结构住宅在全球经济发达国家和地区得到了深入的发展，总体走向成熟。这些发达国家钢结构住宅的科研和工程应用起步较早，工业化水平已经很高。迄今为止，国外钢结构住宅已经形成了相当规模的产业化住宅体系，并且在住宅产业化生产方面的研究已经进入对住宅体系灵活性、多变性的研究阶段。这对我国住宅钢结构体系及其产业化的发展有很大的借鉴意义。 1 中国装配式钢结构住宅发展现状 装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化需求，且抗震性能优越、施工周期短、钢材可回收、综合技术经济指标好。但由于种种原因，我国在多高层住宅建筑中采用钢结构住宅的仅占了很小一部分，这其中既有人们传统观念难以接受的问题，也有预制装配式钢结构住宅自身的问题。 1.1 政策背景 我国住宅产业化的正式提出,始于1999年国务院办公厅转发建设部等八部委《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》，要求加快住宅建设从粗放型向集约型转变，推进住宅产业现代化，提高住宅质量，具体提出了发展钢结
构的要求。国务院（1999）第72号文件更是为预制装配式钢结构住宅及其产业化的发展提供了前所未有的政策支持，该文件明确提出：发展预制装配式钢结构住宅，扩大预制装配式钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。 1.2 行业背景 2003年以来的大规模行业投资造成的钢铁行业产能严重过剩，2012年新开工面积负增长以及施工面积连续数月增速下降而压制了需求，国内外经济疲软导致家电、船舶、机械等涉钢商品消费萎靡。在供给端和需求端共同挤压下，钢铁行业已由微利运行进入亏损状态。虽然2012年四季度以来，伴随着全球经济环境好转，下游需求的整体好转支撑钢价逐步上涨，但总体来说，现阶段是一个发展钢结构住宅的好时机。 1.3 发展现状 我国钢结构住宅起步较晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。预制装配式钢结构住宅在国内起步更晚，观望者多，需求量少，实施者少。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速。 2 国内装配式钢结构住宅主要实践 钢结构建筑市场兴起于上海和广东，现在虽已遍布全国，但因地域经济发展不平衡，可将其分为北京、上海、苏杭、粤闽、天津等五大区域。钢结构建筑企业主要分布在东南沿海地区的主要城市，如上海、杭州萧山、东莞和无锡等大中城市，而在东北、西北、西南和华中地区，钢结构住宅发展缓慢，有些城市还处于起步阶段。
装配式钢结构介绍
装配式钢结构介绍 住宅产业化综合效益:钢结构体系 我国现有的装配式钢结构体系住宅形式、工艺与特点介绍一、钢结构住宅体系概念及特点 1.1 钢结构住宅体系概述 各国对住宅体系的理解和做法不尽相同，但一般是指住宅的主体工程，由于选用不同的结构材料、结构类型和施工方法而形成的不同住宅产品，并构成相应的若干从设计到建造的成套技术。钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一个分支。通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。钢结构住宅产业化是钢结构住宅发展的趋势。 1.2 钢结构住宅体系的特点 钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点: (1)重量轻、强度高。由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。同时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能满足用户的不同需求。 2)工业化程度高，符合产业化要求。钢结构住宅的结构构件大多在工厂(
制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。 (3)施工周期短。一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比，一般可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。 (4)抗震性能好。由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构强度高、延性好、自重轻，可以大大改善结构的受力性能，尤其是抗震性能。从国内外震后情况来看，钢结构住宅建筑倒塌数量很少。 (5)符合建筑节能发展方向。用钢材作框架，保温墙板作围护结构，可替代粘土砖，减少了水泥、砂、石、石灰的用量，减轻了对不可再生资源的破坏。现场湿法施工减少，施工环境较好。同时，钢材可以回收再利用，建造和拆除时对环境污染小，其节能指标可达50%以上，属于绿色环保建筑体系。 (6)钢结构在住宅中的应用，为我国钢铁工业打开了新的应用市场。还可以带动相关新型建筑材料的研究和应用。 1 2013 我国现有的装配式钢结构住宅形式、工艺与特点介绍 二、国内外钢结构住宅发展历史 2.1装配式钢结构体系住宅在国外的发展历史与现状 20世纪初，随着工业革命的开始，一些发达国家的钢铁工业规模迅速扩大，钢结构住宅得到初步发展。时至今日，钢结构住宅技术在世界发达国家的发展历史己
高层超高层建筑的结构体系
高层、超高层建筑的结构体系 摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，并结合“科技研发中心”超高层全钢结构的制作与安装及钢结构主要构件的翻样、下料、制作等各个重要环节的质量控制和材料选用提供一些粗浅的意见。对于支撑体系，消能减震装置不在此文内介绍。 关键词：超高层智能大楼节点域MST组合梁一、概况 高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。 超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。 我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98。 二、高层及超高层结构体系 对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。 对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。 东南科技研发中心，建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架—剪力墙或框—筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。 三、材料的选用 钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。 目前宝钢投入生产的有B400RNQ和B490RNQ两种型号的耐火钢，其物理力学指标、化学性能及抗冲击韧性和可焊性，都能达到结构钢的要求。普通钢材当达到600℃的高温时已完全丧失承载能力，宝钢生产的这两个品种钢材当达到600℃时其屈服强度还有150～220Mpa。一般高层和超高层建筑当采用框—剪、框—筒结构体系时的经济性统计为：钢结构造价=钢材费用（约占40%）+制作安装费用（约占30%）+防火涂料费用（约占30%），防火涂料所占总造价的比重较大。如果使用高强度耐火钢虽价格略有上升，但防火涂料价格有较大幅度下降，可望部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。 四、制作与安装 (一)统一测量仪器和钢尺量具 建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器
高层钢结构住宅施工注意事项
高层钢结构住宅施工注意事项 随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，我国高层建筑建设持续空前发展。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。中国已成为第一产钢大国，钢结构住宅适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高建筑产业化水平。钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国，战后经过经济恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力：工程建设日益增加，相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容：（1）做好施工前的准备工作；（2）塔吊的选择与布置；（3）严格原材料；（4）钢构件验收；（5）螺栓安装；（6）钢柱安装；（7）焊接；（8）门窗工程安装。 一、做好施工前的准备工作 首先是强化施工图纸的会审工作，图纸是工程施工的依据，工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。同时，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计，施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此，钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点，主要内容有：①质量保证体系和技术管理体系的建立；②特殊工种的培训合格证和上岗证；③新工艺的应用；④对工程项目的针对性；⑤质量、进度控制的措施和方法；⑥施工计划（工期）的安排。 二、塔吊的选择与布置 塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。 三、严格原材料 钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中，首先钢筋的质量证明文件应齐全有效，且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证，材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢，其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的倍，套筒长为钢筋直径的二倍。 四、钢构件验收
高层建筑结构设计特点.
浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有: (一水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
高层建筑结构体系
高层建筑结构体系 一，框架结构体系 与多层框架结构体系相似，高层建筑中框架结构体系也由，横向框架所组成，形成空间框架结构体系，以承受竖向荷载和水平力的作用。 优点：框架结构具有布置灵活，造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅，餐厅等。框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。 缺点：但框架结构构件断面尺寸较小，结构的抗侧刚度较小，水平位移大，在地震作用 下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏，因此其建设高度受到限制，一般在非地震区不宜超过60m，在地震区不宜超过50m。 二，剪力墙结构体系 剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，剪力墙既能承受竖向荷载，又能承受水平力。一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽大十几米或更大，高达几十米以上。而它的厚度侧很薄，一般为160——300mm，较厚的可达500mm。 剪力墙结构常被用于高层住宅和旅馆建筑中，因为这类建筑物的隔墙位置较为固定。三，框架剪力墙结构 框架剪力墙结构体系是由于框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，即可使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高度建筑提供足够的抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用。 四，筒体结构 筒体结构体系包括框筒结构，筒中筒结构，框架核心筒结构，多重筒结构和束筒结构等。 1，框筒结构 框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。为保证翼 缘框架在抵抗侧向荷载中的作用。以充分发挥筒的空间工作性能，一般要求墙面 上窗洞面积不宜大于墙面总面积的50%，周边柱轴线间距为2.0——3.0m，不宜大于4.5m，窗裙梁截面高度一般为0.6——1.2m，截面宽度为0.3——0.5m，整个结 构的高宽比宜大于3，结构平面的长宽比不宜大于2。