山西鋼結構公司告訴你多高層住宅建筑的鋼結構體系
發布時間：2019-03-18
多高層住宅建筑的鋼結構體系與傳統的磚混結構體系、混凝土結構體系有很大的不同，它主要由承重鋼結構體系、樓面結構體系和圍護結構體系等組成。
******點:高性能鋼材的產品與特性
一、高性能鋼材是一個綜合性的相對概念
在鋼材產品及標準中尚無明確的定義。按應用性能不同一般可分為以下幾類：
1）綜合性能優異的鋼材——在強度、延性、沖擊韌性、焊接性等各方面性能均優于通用性能的鋼材。如建筑結構用鋼板（GJ鋼）、低合金鋼中TMCP交貨鋼材等。
2）專用性能優異的鋼材——滿足某一功能要求而其專用性能優異的鋼材。如“厚度方向鋼板”、“耐候鋼”、“耐火鋼”等。
3）截面特性優異的鋼材——因截面外形更公道而具有更優化截面特性的熱軋（冷彎）型材。如寬翼緣工字鋼、冷彎薄壁型鋼、蜂窩梁等。
第二點：樓面結構體系
樓面結構由鋼梁和樓面板組合而成。樓蓋除了將豎向荷載直接分配給墻、柱外，更主要的作用是參與并保證和抗側結構的空間協同作用。因此，必須保證樓蓋有足夠的強度、剛度和整體穩定性，同時應盡量采用技術和構造措施減輕樓板自重，并提高施工速度。作為民用住宅的樓面結構，樓板還應具有較好的隔熱、隔聲、保溫、防水和防火性能。為了保證鋼梁的整體穩定性，樓面主、次梁應采取緊湊型構造措施。目前主要采用的樓板形式如下：
1）預制預應力混凝土疊合樓板。即鋼梁與預制預應力混凝土薄板連接，上澆混凝土薄板以組成疊合樓板。由于這種樓板不僅具有現澆組合樓蓋的整體性，還可以省去壓型鋼板，也無需支模，施工方便，可降低樓板造價。
2）壓型鋼板-現澆混凝土組合樓板。整體分析時要考慮組合樓板的各向異性對框架梁的影響：①根據樓板設置情況確定是連續板或簡支板、傳力路徑是單向還是雙向；②組合鋼梁是按強邊還是弱邊組合造成的剛度差異；
第三點：承重鋼結構體系
A.體系的分類
（1）鋼框架結構體系。其特點是受力明確，平面布置靈活，為建筑提供較大的室內空間，且結構各部分剛度比較均勻，具有較大的延性，自振周期較長，因而對地震作用不敏感，抗震性能好，結構簡單，構件易于標準化、定型化，施工速度快.但框架結構屬典型的柔性結構體系，其側向剛度差，易引起非結構構件的破壞。
（2）鋼框架-支撐結構體系。為了提高鋼框架的側向剛度，有效地抵抗水平荷載，減少層間位移，通常在墻體平面內布置由角鋼或槽鋼構成的垂直支撐體系，當房屋較高時，較純框架經濟。支撐設置的位置要合適，為了與建筑設計相協調，一般布置在窗臺下至下層窗頂之間，既隱蔽又能滿足支撐體系的需求。考慮到門窗的布置，可采用 W形、X形、K形、人字形和門式等形式。支撐與框架鉸接，按拉桿或壓桿設計。設計時可根據建筑物高度及水平力作用情況調整支撐的數量、形式和剛度。為了有效地提高鋼框架的側向剛度，支撐應沿建筑物同一平面四周環向封閉布置，以形成一個封閉的加強箍。偏心支撐在地震作用下具有較好的延性和耗能性能，可在強震區采用。
（3）交錯桁架結構體系。由房屋外側的柱子和跨度等于房屋寬度的桁架組成，桁架高度等于層高，在相鄰柱上為上下層交錯布置，樓板一端擱置在桁架的上弦，另一端擱置在相鄰桁架的下弦。由于兩開間布置一榀桁架，且中間無柱子，所以非常適合要求各單元靈活布置的住宅、旅館建筑。同時，因為桁架隔層布置，減小了桁架弦桿引起的局部彎矩，使柱在框架平面內的彎矩很小，主要受軸力，有利于減小柱的斷面尺寸，框架的橫向剛度大，側向位移小。
B.設計原則
承重鋼結構體系的結構設計宜遵循強柱弱梁、強節點弱構件的一般設計原則，在具體設計時，若較難滿足強柱弱梁的設計公式，則滿足軸壓比要求也可。框架主梁的材料一般可選用熱軋或高頻焊接 H型鋼，次梁可以有多種作法。框架柱子的材料一般可選用熱軋或焊接工字鋼、H型鋼、方（箱形）鋼管、圓鋼管或冷彎薄壁型鋼、輕型熱軋型鋼。為了節約鋼材，降低造價，框架柱也可采用在空鋼管內澆筑高強素混凝土而形成的鋼管混凝土框架柱。由于鋼管混凝土柱結合了鋼柱與混凝土柱的優點，具有良好的受力性能、抗震性能和耐火性能。其單柱的軸向承載力大幅提高，使鋼柱截面尺寸大幅減小。與 H型鋼柱相比，用鋼量可節省約50％，造價約降低45%。
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